交联壳聚糖包膜钝化抑制黄铁矿氧化的研究摘要
酸性矿山废水主要是含金属硫化物的矿石在化学氧化和生物氧化的共同作用下所形成的废水,酸性矿山废水酸度很大,反过来能加速矿物中有毒、有害重金属的溶出,污染环境,威胁人类的健康,因此,要采取必要的措施对其进行控制处理。源头控制技术作为一种前端预防措施,体现了全过程环境管理理论的产生源控制优先原则,防治理念先进性。包膜钝化处理法被认为是最有前景的源头控制技术之一,即在黄铁矿颗粒表面形成一层有机或无机的保护膜使矿物与大气、水及微生物阻隔,从而达到防止酸性矿山废水产生的目的,而交联壳聚糖材料在很多领域已经有了一定的应用,并且经证实具有良好的防护应用效果,因此本文尝试采用交联壳聚糖包膜钝化处理黄铁矿,抑制黄铁矿的氧化,从而在源头上减少酸性矿山废水的产生。本研究以广东省大宝山矿区的黄铁矿为研究对象,以交联壳聚糖来包膜处理黄铁矿,通过在不同的氧化环境中测试交联壳聚糖包膜的抗氧化效果以及对处理前后矿样表面性质进行分析测试,得到如下结果和结论:对交联壳聚糖对黄铁矿包膜的抗化学氧化进行研究。通过采用加速浸泡试验法,研究了钝化处理前后黄铁矿在双氧水溶液中的氧化情况,探讨了钝化剂浓度、浸泡时间、溶液pH等因素对钝化效果的影响,与未包膜黄铁矿相比,经包膜处理的黄铁矿的化学氧化程度下降低了50%—70%;对交联壳聚糖对黄铁矿包膜的抗生物氧化进行研究。在微生物(A.f菌)的氧化条件下测试条件下,测试包膜前后释放出来的总Fe和SO42-的含量的变化,经包膜处理的黄铁矿氧化受到了不同程度的抑制,抑制率达到50%—60%,从而证实交联壳聚糖包膜对黄铁矿的氧化具有一定的抑制效果,为包膜钝化抑制金属硫化物的氧化研究提供了新的思路。通过对钝化处理前后金属硫化物矿表面性质的测试研究,交联壳聚糖钝化剂处理黄铁矿后,表面的疏水性显著增强;通过表面能的估算,钝化处理后的黄铁矿的表面能从46.81mN/m下降到17.46mN/m,表面能的色散分量与极性分量的比值,由钝化处理前的1.48上升到钝化处理后的53.56,说明钝化处理使黄铁矿表面的非极性显著增强,同时也证实了矿物表面交联壳聚糖膜的存在,从而能够有效地阻碍硫化物矿与周围溶液的接触,抑制氧化反应的进行。
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