pH值和氧化剂对硫化锑氧化溶解的影响机制

• 作者: 周爱国 李小倩 江南 潘国芳 黄雨榴
• 来源期刊: 地质科技通报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 辉锑矿 pH值 Fe(Ⅲ) 氧化溶解 锑释放
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 环境地质工程
• 页码范围: 76-84
• 页数: 9页
• 分类号: X142
• 字数: 6764字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0410

摘要

矿山开采活动影响下辉锑矿的氧化溶解是影响岩—土—水环境介质中锑的迁移转化及其环境效应的重要过程.目前对于辉锑矿溶解的研究主要关注动力学特征,对于它氧化溶解的途径、环境因素的影响、锑的释放规律等重要问题的认识还不明确.为探究碳酸盐岩矿区地下水中锑释放过程,选取重要环境因素pH值和Fe(Ⅲ),采用单因素控制条件下的批实验方法,精细刻画避光条件下辉锑矿(Sb2S3)氧化溶解速率及Sb和S氧化产物的组成特征.研究结果表明,Sb2S3的氧化溶解是一个产酸的过程,Sb和S的释放速率、途径和产物特征受pH值和Fe(Ⅲ)的显著影响.Sb2S3的氧化溶解速率由快变慢后趋于平衡,初始反应速率的量级为10-8 mol/(m2·s),平衡反应速率的量级为10-10 mol/(m2·s).Sb的释放氧化速率随pH值的增加而增加,强碱条件下最有利于Sb的释放和氧化.强酸条件下,H2S、SO2气体逸出和S(0)的沉淀促进了Sb2 S3的溶解,Sb(Ⅲ)和S(0)为主要产物.中性条件下,溶解形成的HS-经逐步氧化生成SOi-和少量S2O;-,Sb(Ⅲ)和Sb(V)含量相近.强碱条件下,SbSi和Sx的生成显著提升了Sb2S3的氧化溶解速率,Sb(V)和S2O;是主要产物.Fe(Ⅲ)单独氧化作用时,Sb(V)和S(0)是主要产物,锑释放的表观速率无显著提升,可能与SbOC1和S(0)的生成有关.研究表明,O2能够协同Fe(Ⅲ)氧化Sb2S3,但以Fe(Ⅲ)的作用为主导.本研究揭示了Sb2S3在不同pH值及氧化剂条件下氧化溶解的产物组成特征,提出了不同环境因素影响下的氧化溶解途径,证明碳酸盐岩天然缓冲地层更有利于锑的释放与氧化,岩溶地下水中锑诱发的环境效应会更为严重.

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1	黄雨榴		1	0	0.0	0.0