方解石(10■4)晶面在含重金属溶液中的生长及新生长面的溶解

溶液中的金属离子对方解石的生长和溶解均有影响,但关于方解石中固有的杂质离子对其溶解的影响还了解甚少。本研究利用原位原子力显微镜(AFM)考察了室温下方解石(10■4)晶面在含Mn~(2+)及含Cd~(2+)溶液中的生长过程,并对其新生长面直接进行原位溶解观察。实验表明,溶液中的Mn2+和Cd2+可参与方解石的生长,分别形成(Ca,Mn)CO_3固溶体和(Ca,Cd)CO_3固溶体。新生成的含Mn、Cd方解石的溶解速率仅为纯方解石的14.3%～60.3%,说明晶体中的Mn和Cd可抑制方解石的溶解。因此方解石生长阶段可通过在(10■4)晶面形成含重金属固溶体从而固定Mn和Cd,由于新生长的固溶体溶解速率小于纯方解石,从而延缓Mn和Cd的迁移,并降低其环境污染的风险。