厌氧环境中硫代As(V)在水-矿物界面的吸附研究

<正>水体中砷的迁移转化行为受其赋存形态影响。一般有氧水体和缺氧水体中,常见的无机砷形态为砷酸根(HAs O42-,H2As O4-和As O43-)或亚砷酸(H3As O3);在一些含硫的缺氧水体中,元素硫参与砷的地球化学循环,与之形成含砷硫化物沉淀或者可溶的硫代砷(thioarsenic species)。硫代砷形态十分复杂,按照砷的价态可分为硫代As(V)(thioarsenate,H3AsVOx S4-x,x=0~3)和硫代As(III)(thioarsenite,H3AsIIIOx S3-x,x     

四川广元石煤提钒工艺矿物学特征及含钒矿物分析

从含钒石煤矿中提取V_2O_5是工业提钒的重要途径,但由于不同矿区石煤的组成复杂,钒的赋存状态不同,采用的提钒工艺也有差异。本文对四川广元石煤样品的化学成分、物相组成、显微形貌、微区组分、钒的价态以及钒的赋存状态进行了研究。结果表明,各样品的主要化学成分为SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3和K_2O,其次是MgO、CaO、TiO_2、V_2O_5、MnO等,样品WDS-3的w(V_2O_5)为0.82%。主要矿物有白云母、石英和针铁矿,其次是锐钛矿、钙沸石和蒙脱石等。V与Al、Si和K元素呈正相关,与Fe、Mg元素呈负相关,钒主要以V(Ⅲ)为主,占61%,其次为V(Ⅳ)占39%,没有检测出五价钒V(Ⅴ)的存在。分步提取钒的6种赋存状态中,硅酸盐矿物结合态与有机结合态是钒在样品中最主要的结合状态,其次是以吸附态、方解石-碳酸盐态、铁氧化物和其他矿物结合态存在。综合分析认为,该石煤样品中钒主要以V~(3+)和V~(4+)存在于白云母晶格的铝氧八面体中。建议先将中下2层矿进行恰当配比混合,通过浮选预富集白云母矿物,得到的精矿进行活化焙烧-浸出工艺得到含钒溶液,然后分步沉淀铝和铁杂质,除杂后的钒液采用化学沉淀法、离子交换法和萃取法等方法富集钒,富钒液进行沉淀、焙烧得到V_2O_5样品。     

电位滴定测定石煤焙烧物及其浸出液中三价、四价和五价钒

钒的价态测定是近几年来提出的一项重要研究课题,不同价态钒的测定方法已有评述。为了能在溶液状态下测定样品中钒的价态,通常采用惰性气氛、低温、选择适宜的熔剂、分解试剂及络合剂等措施,以确保原有价态的稳定。 K_2Cr_2O_7电位滴定V(Ⅲ)、V(Ⅳ)或V(Ⅴ)时,V(Ⅲ)不稳定。本文选用了8—12MH_3PO_4作为分解试剂和络合剂,非氧化性混合酸HF-H_3PO_4对石煤     

电位滴定测定石煤焙烧物及其浸出液中三价、四价和五价钒

钒的价态测定是近几年来提出的一项重要研究课题,不同价态钒的测定方法已有评述。为了能在溶液状态下测定样品中钒的价态,通常采用惰性气氛、低温、选择适宜的熔剂、分解试剂及络合剂等措施,以确保原有价态的稳定。K_2Cr_2o_7电位滴定V(Ⅲ)、V(Ⅳ)或V(Ⅴ)时,v(Ⅲ)不稳定。本文选用了8—12MH_3PO_4作为分解试剂和络合剂,非氧化性混合酸HF-H_3PO_4对石煤     

Fenton试剂快速氧化处理地下水中BTEX可行性研究

研究了Fenton试剂氧化处理地下水中苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)的效果。结果表明Fenton试剂具有很好的氧化处理BTEX的能力;H2O2/BTEX(摩尔比)=5和10时,在H2O2/Fe(Ⅱ)(摩尔比)=4和8的情况下氧化去除效果最好,去除率能达到80%以上;H2O2/BTEX(摩尔比)=20时,氧化去除效果显著,此时H2O2/Fe(Ⅱ)摩尔比对处理效果影响较小,H2O2/Fe(Ⅱ)=10时最终去除效率均达到97%～100%;整个实验过程中体系处于强氧化环境,pH值由6～7迅速下降至3左右。     

波长色散X射线荧光光谱法同时测定钒渣中的主次量成分

采用偏硼酸锂和四硼酸锂混合熔剂熔融法制样,波长色散X射线荧光光谱法同时测定钒渣中的Al2O3、SiO2、CaO、TiO2、MnO、P、V2O5、MgO、Fe、S、Cr2O3等11个主、次量成分。研究了熔剂、预氧化条件、熔样温度、脱模剂等对制样的影响。采用理论α系数校正基体效应及谱线重叠干扰的影响。测定钒渣试样各组分的相对标准偏差(RSD,n=10)在0.1%～7.5%。用钒渣行业级有证标准物质及实际样品验证,测定结果与标准值及其他方法的测定值相符。与化学法相比,该方法具有快速、简便,精密度好,准确度高等优点。     

孔道结构化合物(H3NCH2CH2NH3)3[(VO)4(PO4)2(HPO4)4]的钒氧化态与热稳定性关系研究

热处理脱除有机模板易导致VPO体系孔道结构化合物结构破坏,从而阻碍此类材料的实际应用。以孔道结构化合物(H3NCH2CH2NH3)3[(VO)4 (PO4 )2 (HPO4 )4 ](简称V2P3 en)为研究对象,利用热分析(DSC TG)、动态原位高温X 射线衍射(XRD)及多功能X 射线光电子能谱(XPS)等方法,研究了该化合物在不同气氛热处理过程中模板脱除及结构演化规律,重点探讨了钒氧化态的变化对结构稳定性的影响。结果表明,加热过程中随着有机模板的分解脱除,形成较强的还原环境,骨架中的部分钒被还原(V4+→V3+),使原有的配位环境([VⅣO5]三角双锥、[VⅣO6]畸变八面体)与钒的氧化态不符而导致结构重组。因此,钒氧化态的变化是影响热稳定性的重要因素之一。     

广东丰顺汤坑地热田热水中稀土元素特征及其影响因素

华南火成岩地区发育多期次的花岗岩及丰富的地热资源,二者关系密切。目前关于该区岩石的REE分异特征及其富集机理研究较多,但对地热水中REE的特征及其影响因素等研究较少。本文以广东丰顺汤坑地热田为例,分析了地热水稀土元素的特征并且与浅层地下水和榕江河水进行对比,探讨其赋存特征以及影响因素。结果表明：该区地热水较榕江河水和浅层地下水稀土元素含量偏低,具有MREE富集的Eu正异常、Ce负异常的REE配分模式,这是碱性水溶解硅酸盐矿物的结果。水的REE含量与pH值呈正相关关系,且其赋存形式受pH值影响较大。碱性地热水中REE以络合物Ln（CO3）-2和LnCO+3形式为主,中性的榕江河水则以络合物LnCO+3为主,而偏酸性的浅层地下水REE以Ln3+为主,含一定量的LnSO+4。     

广东丰顺汤坑地热田热水中稀土元素特征及其影响因素

华南火成岩地区发育多期次的花岗岩及丰富的地热资源,二者关系密切。目前关于该区岩石的REE分异特征及其富集机理研究较多,但对地热水中REE的特征及其影响因素等研究较少。笔者以广东丰顺汤坑地热田为例,分析了地热水稀土元素的特征并且与浅层地下水和榕江河水进行对比,探讨其赋存特征以及影响因素。结果表明：该区地热水较榕江河水和浅层地下水稀土元素含量偏低,具有MREE富集的Eu正异常、Ce负异常的REE配分模式,这是碱性水溶解硅酸盐矿物的结果。水的REE含量与pH值呈正相关关系,且其赋存形式受pH值影响较大。碱性地热水中REE以络合物Ln（CO3）-2和LnCO+3形式为主,中性的榕江河水则以络合物LnCO+3为主,而偏酸性的浅层地下水REE以Ln3+为主,含一定量的LnSO+4     

基于氢氧同位素示踪法矿坑水径流过程及补给来源研究

为了探明西南某矿山矿坑水的补给来源及受补给后的地下水径流过程,采用了氢氧同位素示踪法即(2H、18O)及放射性氚(3H)进行分析研究。研究结果发现:矿坑水最终来源于近期大气降水补给,地下水整体径流过程为部分浅层水补给深层承压水,部分深层承压水通过拖顶越流方式补给浅层水,说明矿区因各形态断层的密集发育,原有的砂页岩隔水层部分地段丧失了隔水性能,使地下水含水系统成为统一的含水体。     

余庆县小腮钒矿地质特征及工业利用性能评价

余庆县小腮地区的钒矿赋存于下寒武统牛蹄塘组近底部,具有品位低、厚度大的特点,矿石类型属炭质泥岩型钒矿.钒在原矿中的价态主要以V^3＋形式存在,其次为V^4＋和V^5＋,其中V^3＋主要以类质同象形式取代Al^3＋、Fe^3＋等氧化矿物及硅酸盐矿物,而V^4＋、V^5＋则全部以吸附状态赋存于云母类矿物中.矿石通过“原矿—破碎—磨矿—浸出—固液分离—萃取—反萃—沉钒—脱铵—五氧化二钒成品”提钒工艺,其五氧化二钒浸出率达85％,五氧化二钒总回收率为79.20％,在环境保护上能得到较好的控制,所得产品质量达GB3283-87冶金用V20599牌号标准.     

Fe2+在零价铁还原去除NO3-中的作用效应

零价铁（Fe0） 被广泛用于地下水中硝酸盐原位与异位修复,但二价铁（Fe2+） 的存在对具有氧化膜的Fe0还原硝酸盐的作用效应仍有待研究。以100 目的未经酸化的颗粒状零价铁作为还原剂,采用室内批试验方法,研究了Fe2+在零价铁还原去除NO3-系统中的作用效应。实验结果表明,Fe2+可显著提高Fe0对于NO3-的去除速率与去除效率,且Fe2+浓度越高,去除速率与效率越高;由于未经酸化的Fe0具有氧化膜,反应初期的NO3-还原速率较慢。Fe2+将零价铁表面的Fe2O3氧化膜转化为Fe3O4,加速电子由Fe0向NO3-的转移,促进NO3-还原。此外,在反应系统中加入Fe3O4,可进一步提高Fe0对于硝酸盐的去除能力,若Fe2+不存在,仅添加Fe3O4,NO3-的去除效率没有提高。     

江苏滨海平原弱透水层封存的古咸水及其运移过程

滨海平原弱透水层广布且多赋存古咸水,其盐度分布及运移过程深刻影响着含水层地下水的演变,却得到甚少关注.采集了江苏滨海区7个浅层钻孔弱透水层原状样品,压榨法收集孔隙水.利用孔隙水天然示踪剂ρ(Cl),ρ(Br)剖面和数值模拟分析了弱透水层孔隙水盐度特征和运移机制.得出浅层孔隙水ρ(Cl)垂向剖面存在2个趋势:①峰值在表层...     

国外某钒钛铁矿工艺矿物学与磁选回收技术研究

采用矿物自动检测仪(MLA)、扫描电镜能谱仪(EDS)、X射线荧光光谱仪(AxiosmAX)等分析技术和光学显微镜(OM)观察,对国外某钒钛铁矿进行了系统的工艺矿物学研究.结果 表明,本矿石为深度蚀变氧化矿,包含了从原生到氧化带的一系列矿物,铁矿物为主要赤铁矿,少量磁铁矿和磁赤铁矿,钒主要赋存于铁矿物中;钛矿物主要为钛铁矿和蚀变钛铁矿.铁矿物与钛矿物嵌布关系十分紧密,难以磨矿解离.在工艺矿物学研究基础上,采用磁选回收工艺,原矿经弱磁选得到了Fe、V2O5、TiO2品位分别为60.28％、1.06％、9.85％,回收率分别为7.98％、8.32％、4.05％的含钒铁精矿;弱磁选尾矿经强磁选得到较高品位的钛铁精矿,Fe、V2O5、TiO2品位分别为49.42％、0.82％、16.46％,回收率分别为78.52％、77.23％、81.19％,该精矿可作为进一步提取钒、钛、铁的原料.     

陕西省商南县穆家河钒矿床地质特征及钒的赋存状态研究

穆家河钒矿床产于南秦岭下寒武统水沟口组第一岩性段,含矿岩石主要为硅质岩夹( 炭质) 泥岩。钒矿体严格受层位控制,呈层状、似层状产出,沿走向、倾向上延伸均较稳定。通过物相分析、X - 射线衍射测试及电子探针分析,穆家河钒矿床中钒主要有三种赋存状态: 存在于钒云母中、以胶体状态存在的 V - Fe 氧化物、以氧化物集合体形式存在的 V - Ti,其中以钒云母为主。①钒云母的标型为2M1 型,化学式为 K( Al,V)2( Si,Al)4O10( OH)2或( K,Ba,Na)0. 75( Al,Mg,Cr,V)2( Si,Al,V)4O10( OH,O)2,呈片状、条带状产出,其 V2O5含量最高可达到 22. 68%,钒以类质同相形式替代云母中的铝; ②胶体状态存在的 V - Fe 氧化物,呈草莓状、圆球状、星点状、环状产出,颗粒直径小于 10μm,化学组成主要为 V、Fe、O,其中含钒最高可达到10. 09%,不含水,为胶体老化后形成的非晶质体; ③ V - Ti 氧化物集合体呈浸染状、星散状分布于岩石基质中,它最初是以胶体形式沉积,在后期成岩及地质演化过程中,其中钛的氧化物结晶形成锐钛矿、板钛矿等。     

珠江三角洲平原区土壤Pb元素地球化学特征及其影响因素研究

以珠江三角洲平原为研究区域,对其7个区县102件水稻根系土样品进行土壤理化参数及Pb形态分析,探讨在第四系分布区土壤Pb全量及Pb活动态含量的特征及影响因素。结果表明:全部供试土壤样品中Pb元素平均含量为46.47mg/kg,略高于广东省土壤Pb含量背景值(36mg/kg),表现出一定的累积趋势。研究区自西北陆相沉积区至南部海陆交互相沉积区,元素含量增高。Pb元素主要以残渣态和铁锰氧化物形态赋存在土壤中,迁移能力弱。影响土壤Pb全量的因素主要有Al2O3、K2O、Tl、Mo;影响土壤Pb活动态的因素有Pb全量、pH、有机质、CEC、P、TFe2O3、Mn;其中,p H是控制Pb元素活动性的最主要因素。     

林伍德石含水机制的第一性原理研究

林伍德石中的结构水(OH-)对林伍德石的密度、成分和弹性等物理化学性质,以及地幔转换带地震波的传播速度等都有着重要影响。本文首次尝试在计算地球化学领域引入van der Waals长程作用力修正的第一性原理计算方法,该方法比基于传统密度泛函理论计算的结果更加接近实验观测值。采用该方法我们分别计算模拟了水在林伍德石中不同的赋存机制:Mg空位机制(V″Mg+2H*O)、Si空位机制(V″″Si+4H*O)和反位机制(Mg″Si+2H*O)。通过对缺陷形成能和相关化学反应能的模拟计算,我们发现在不同的压力条件下结构水在林伍德石中的赋存机制不同。在低压条件下,V″″Si+4H*O机制最稳定,而在高压条件下,结构水更倾向于Mg空位取代机制,而这2种机制在所考虑的全部压力条件下都比反位取代机制Mg″Si+2H*O在能量上更稳定。对于在林伍德石晶格中同时存在3价离子Fe3+、Al3+、Sc3+、Lu3+、Y3+、Nd3+的情况下,含Al3+、Fe3+和Nd3+的体系中Si位取代机制M'Si+H*O比Mg位取代机制V″Mg+M*Mg+H*O稳定,而含Sc3+、Lu3+和Y3+的体系中Mg空位取代机制最稳定。     

高盐强酸性地下水中复合苯系污染物原位芬顿氧化实验研究

在原位氧化过程中,实际场地地下水和含水介质的物化特征是影响氧化效果的重要因素,而目前对此影响的研究较少。以某场地实际高盐强酸性复合苯系污染地下水为研究对象,以地下水中2-硝基-4-甲氧基苯胺(2-nitro-4-methoxyaniline,2-N)和3-硝基-4-甲氧基苯胺(3-nitro-4-methoxyaniline,3-N)为特征污染物,探究芬顿(Fenton)试剂原位氧化特征,并研究液相环境因素(初始H2O2浓度、初始Fe2+浓度、初始pH值、初始醋酸(Acetic acid,HAc)浓度、初始SO4^2-浓度)以及含水层介质对Fenton法去除2-N和3-N的影响。结果显示:(1)Fenton法去除2-N和3-N效果显著,且在初始液相条件为c(H2O2)=7 mmol/L、c(Fe²⁺)=4 mmol/L、pH=4、c(HAc)=0 mg/L和c(SO4^2-)=0 mmol/L时去除效果最佳;(2)各因素对Fenton法氧化2-N和3-N的影响不同,加入H₂O₂和Fe²⁺使2-N和3-N去除率上升,增大HAc浓度使2-N和3-N去除率下降;(3)含水层介质对2-N和3-N具有一定吸附性,且对3-N的吸附性强于2-N,二者在本实验中最大吸附态占比分别为29%和42%,而吸附态的存在会抑制Fenton法对2-N和3-N的去除;(4)矿物分析结果显示介质含有少量黄铁矿,在硫酸环境下,介质腐蚀溶解释放Fe²⁺,在达到一定浓度后,无需额外添加Fe²⁺即可完成Fenton反应进而去除2-N和3-N。     

主要铁氧化物催化H2O2 氧化地下水中硝基苯实验

实验研究了含水层介质中主要铁氧化物催化H2O2 氧化地下水中硝基苯的机理和主要影响因素,为硝基苯污染地下水的原位化学修复技术提供了一定的理论依据。实验模拟在地下环境温度8 ℃ ～ 10 ℃条件下,利用动力学方程对硝基苯的衰减进行拟合,结果表明,其衰减系数K = 0. 044 3 min － 1 ; 硝基苯与H2O2 的最佳摩尔比为1∶200; 主要铁氧化物催化H2O2 氧化硝基苯能力依次为: 磁铁矿＞ 针铁矿＞ 氢氧化铁＞ 赤铁矿。     

沉积物岩性及水化学性质对水土界面氟迁移行为的影响

水土界面氟的迁移对高氟地下水的形成具有重要影响。以大同盆地典型氟中毒区为例,分析了不同岩性沉积物中的氟质量分数和形态分布特征,并通过室内静态实验,探究了水溶液的pH值、Ca2+、HCO-3以及H2PO-4质量浓度对水土界面氟迁移的影响。研究结果表明,沉积物中不同形态氟按含量由高到低的顺序依次为:残余态氟铁锰氧化态氟水溶态氟有机束缚态氟离子交换态氟;各形态氟在不同岩性沉积物中含量大小均表现为:黏土粉质黏土粉砂;在沉积物中,黏土矿物和方解石是主要的固氟矿物成分。溶液的pH值、Ca2+、HCO-3以及H2PO-4质量浓度与氟在沉积物表面的吸附-解吸和沉淀-溶解平衡密切相关,沉积物对氟的吸附量随溶液pH值和HCO-3质量浓度增大而降低,随Ca2+和H2PO-4质量浓度增大而增大。