缺氧酸性条件下三价铁对锑释放的作用机制

• 作者: 唐雅宁 王兴华 王英男 李小倩 宋晓东
• 来源期刊: 水文地质工程地质
• 关键词: 辉锑矿 三价铁 锑释放 氧化溶解 缺氧酸性条件 矿区环境
• 年，卷（期）: 2024,（6）
• 所属期刊栏目: 生态地质与环境地质
• 页码范围: 177-185
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202212026

摘要

辉锑矿(Sb2S3)的氧化溶解是控制锑(Sb)从岩矿中释放进入水土环境并影响其迁移转化的首要过程。酸性矿山废水中的三价铁[Fe(Ⅲ)]是矿区环境中广泛存在的天然氧化剂，然而Fe(Ⅲ)对Sb2S3的氧化溶解与Sb的释放作用机制尚不明确。通过模拟黑暗缺氧酸性的矿山地下水环境，开展Fe(Ⅲ)浓度与Sb2S3表面积比值(Ⅰ)控制的Sb2S3氧化溶解动力学实验，结合S-Sb-Fe氧化还原作用产物的溶解态组成与固相表征手段，揭示Fe(Ⅲ)对Sb释放的作用机制。结果显示：Fe(Ⅲ)作用下Sb2S3的氧化溶解是一个产酸的过程，Ⅰ值越大，Fe(Ⅲ)对Sb释放的促进作用越明显。缺氧条件下，Fe(Ⅲ)与Sb2S3发生氧化还原作用，主要产物是五价锑[Sb(V)]、硫单质[S(0)]和二价铁[Fe(Ⅱ)]，反应后矿物表面有S(0)和Fe2O3检出，阻碍了Sb2S3氧化溶解反应的持续进行。Ⅰ值一定时，低浓度的Fe(Ⅲ)和溶解氧(DO)质量浓度的增加均会减少矿物表面S(0)的附着量，促进Sb释放量的增加；溶液中的Cl-通过配位络合效应会促进Sb2S3的溶解释放。缺氧酸性条件下Fe(Ⅲ)与Sb2S3的作用控制着Sb的释放。研究结果可为矿山闭坑后地下水Sb污染防治提供重要的理论依据。