导　　师： 党志

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 施氏矿物是一种存在于酸性矿山废水（Acid mine drainage,AMD）中的含铁羟基硫酸盐次生矿物,对酸性矿山废水中的重金属如砷（As）、铬（Cr）、铜（Cu）等,具有较强的吸附和固载能力,从而将这些有毒重金属暂时固定在河流底部沉积物中。但是随着河流环境条件的改变,施氏矿物可能会溶解并发生相转变,从而引起重金属的释放。本研究利用化学法合成纯施氏矿物和负载含氧阴离子(CrO42-、MoO42-、AsO43-)的施氏矿物,探究其在不同Cu（Ⅱ）浓度与pH条件下,四种施氏矿物的溶解和相转变,以及负载含氧阴离子施氏矿物中重金属的释放。主要研究结果如下:（1）采用慢速法合成的纯施氏矿物和负载含氧阴离子的施氏矿物均具有典型施氏矿物的结构特征,共沉淀的含氧阴离子对施氏矿物的结构无明显影响。在矿物合成过程中,共沉淀进入矿物结构中的含氧阴离子含量大小顺序为MoO42->AsO43->CrO42-,而施氏矿物对含氧阴离子的亲和力顺序为As O43->MoO42->CrO42-。（2）纯施氏矿物与三种负载含氧阴离子施氏矿物在pH3时对Cu（Ⅱ）的吸附量均较少,普遍不到溶液中Cu（Ⅱ）总含量的10%;在pH5时四种施氏矿物对Cu（Ⅱ）的吸附量显著增加。不同施氏矿物对Cu（Ⅱ）的吸附主要是通过Cu2+与矿物表面OH-的络合或与H+发生离子交换反应生成Cu（OH）+或Cu2（OH）22+;在pH3时存在部分Cu2+取代矿物结构中的Fe3+,从而促进矿物的溶解;在pH5时,高浓度Cu（Ⅱ）存在时会直接生成Cu（OH）2固体沉淀在矿物表面,从而影响施氏矿物表面电荷和反应位点。（3）在pH3时,由于Cu（Ⅱ）能够取代矿物结构中的Fe3+,一定程度上促进了负载含氧阴离子施氏矿物中Fe3+和SO42-的溶解;同时Cu（Ⅱ）对Fe（Ⅲ）的取代也能够改变矿物的结构特征,促进矿物的稳定性。在pH5时Cu（Ⅱ）能够大量吸附在不同施氏矿物的表面,覆盖矿�

关 键 词： 施氏矿物 含氧阴离子 溶解 相转变

领　　域： []