有机难溶盐膜抑制黄铁矿氧化的研究

有机难溶盐膜抑制黄铁矿氧化的研究兰叶青�(南京农业大学理学院,南京�210095)黄�骁�胡霭堂�(南京农业大学资环学院)摘要�25�及pH3、5和7时,黄铁矿(FeS2)经0�1molL-1H2O2+0�05%有机螯合剂混合液淋洗后,表面可形成黑色的保护膜,该膜能有效抑制黄铁矿氧化.淋洗400min后,黄铁矿剩余百分率分别为99�78%、99�54%和99�50%,而对照处理却分别为95�79%、97�45%和99�70%.在3种pH条件下,经混合液淋洗480min的黄铁矿再经pH3的0�1molL-1H2O2溶液淋洗400min后,样品的剩余百分率分别从对照的94�92%、96�17%和98�16%提高到98�31%、98�84%和98�91%.关键词�黄铁矿;酸性矿山废水;有机难溶盐膜;氧化.ControlofpyriteoxidationbyfilmoforganicsaltLANYeqing1),HUANGXiao2),HUAitang2)�(1)ScienceCollegeofNanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095;2)ResourcesandEnvironmentCollegeofNanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095)Abstract�At25�andpH3,5and7,byleachingpyritewiththesolutioncontaining0�1molL-1H2O2+0�05%chelatingagent,ablackfilmofchelatingironformsonthesurfaceofpyrite,whichcancontroltheoxidationofpyriteeffectively.Thepercentagesofremnantpyriteleachedbythesolutionfor400minwere99�78%,99�54%and99�50%,ofthethreepHsrespectively,asthecontrolswere95�79%,97�45%and99�70%.Whenthesamplesofpyritetreatedwiththesolutioncontaining0�1molL-1H2O2+0�05%chelatingagentatthethreepHsfor480minwereleachedagainwith0�1molL-1H2O2atpH3for400min,theremainsoftreatedpyritewereincreasedfrom94�92%to98�31%,96�17%to98�84%and98�16%to98�91%bycomparingwiththecontrols.Keywords�pyrite,acidminedrainage,filmoforganicsalt,oxidation.1�引言黄铁矿是地表最丰的金属硫化物,亦是煤和铜、铅、锌等矿物的主要伴生矿物.在采矿过程中,当废矿石和尾矿中的黄铁矿被暴露于潮湿空气中,黄铁矿立刻发生氧化反应,释放出酸性矿山废水(acidminedrainage,简称AMD).酸性矿山废水不仅使矿区周围土壤酸化,而且酸水淋溶出矿石中的有毒重金属元素,并一同渗入地下水源,对矿区及周围群众和动、植物生命带来直接危害.因此,控制废矿石和尾矿堆中的黄铁矿氧化,减少酸性矿山废水产生一直是有关矿业公司和环境保护工作者十分关注的问题.控制矿山酸性废水污染的传统方法是筑坝收集酸性废水,然后用碱性物质(如石灰)中和.这一方法十分被动,酸性废水产生多久,中和处理就得维持多久,而且还将产生大量的中和反应污泥.因而,在经济和效果方面都难如人意.黄铁矿在微生物作用下具有自催化氧化的特征[1!5].这一机理可表述为2FeS2+7O2+2H2O2Fe2++4H++4SO2-4(1)第19卷第4期1999年7月环�境�科�学�学�报ACTASCIENTIAECIRCUMSTANTIAEVol.19,No.4July,1999FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2+氧化亚铁硫杆菌O2+2SO2-4+16H+(2)��初始阶段,Fe3+主要来源于氧气的氧化作用,但这一过程进行很缓慢[5].当氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans)开始生长、参与作用时,能显著加速Fe2+∀Fe3+的转化[5],从而使黄铁矿氧化速度急剧提高.由此可见,只要降低溶液中Fe3+浓度,阻止氧化亚铁硫杆菌的生长和隔绝氧气与黄铁矿的接触,就能有效地抑制黄铁矿的氧化,减少酸性矿山废水的产生.基于这一原理,人们希望从根本上解决AMD污染问题并提出了二