酸性矿山废水环境中富Cd/Pb施氏矿物电沉积调控机制研究

基本信息
批准号:41807337
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:陈梅芹
学科分类:
依托单位:广东石油化工学院
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:邓辅财,吴景雄,陆燕,彭秋孟,陈开平
关键词:
酸性矿山废水重金属固定施氏矿物光活性电沉积富Cd/Pb施氏矿物
结项摘要

It’s difficult to remove the heavy metals by precipitate process in acidic aqueous solution, but schwertmannite mineral can do this during its formation in acid mine drainage. This may be a new way for heavy metals control and is of great significance for acid mine drainage treatment. So in this project, we choose Cd and Pb as the typical metals to simulate the formation of Cd/Pb-doped schwertmannite in the electrochemical deposition system which is easy to control the reaction conditions. We will use integrated methodologies including electrochemical techniques, chemical composition analysis and mineralogical approaches to (i) seek and optimize the impact factors governing the electrodeposition of schwertmannite, (ii)investigate the photoactivity effect of preformed deposit schwertmannite nuclei on the deposition rate and output of schwertmnanite, and (iii) observe the effects of Cd/Pb on the electrodeposition of schwertmannite, elucidate their immobilization mechanism during the Cd/Pb-doped schwertmannite deposit. We hope the outcome data in the proposed project will help to guide the growing of Cd/Pb-doped schwertmannite especially in the high concentration of acid mine drainage.

重金属离子在酸性条件下活性高,难以沉淀去除,而富重金属施氏矿物的形成为酸性矿山废水(Acid mine drainage, AMD)中重金属的固定提供了新的思路。本项目利用电化学沉积体系,研究施氏矿物析出的影响因素,探索施氏矿微晶的光电效应对施氏矿物的进一步成矿的作用,获得施氏矿电化学沉积的规律;基于富Cd/Pb施氏矿物共沉淀生长过程的电化学特性、热动力学特征、矿物的表观形貌及结构特征以及Cd/Pb在施氏矿物中的存在形态及结合方式,探明Cd、Pb在施氏矿物共沉淀生长过程中的作用机制及固定机理;由此阐明富Cd/Pb施氏矿物电沉积成矿的调控机制,为AMD污染的控制与治理提供理论依据。

项目摘要

构建了施氏矿物电化学沉积方法促进施氏矿物成矿,并研究了电化学体系中施氏矿物的形成过程与成矿机理;利用化学组分分析和矿物学表征手段探讨了施氏矿物电化学沉积过程中主要影响因素有:电流密度、电解模式、DO供应以及电解温度等;结合经典施氏矿物人工合成方法,对比、分析电化学成矿施氏矿物样品的特点:电化学沉积法可在较短时间内获得矿物产量较高、比表面积大、粒径500nm ~ 900nm的 具有针须发育的海胆球状施氏矿物;在H+-Pb2+-Fe2+-SO42-体系中,探究了Pb2+对施氏矿物沉积的影响以及共沉淀的作用机制: PbSO4优先形核结晶,这些微晶促进了施氏矿物异相形核生长;在H+-Cd2+-Fe2+-SO42-体系中,探究了Cd2+对施氏矿物沉积的影响以及共沉淀的作用机制:在酸性条件下(pH~3),Cd2+主要以游离态形式存在,共沉淀部分的Cd则是通过交换施氏矿表面羟基中的H+形成Fe-O-Cd;在H+-Cr6+-Fe2+-SO42-体系中,探究了Cr6+对施氏矿物沉积的影响以及共沉淀的作用机制:铬酸根主要通过取代施氏矿物矿内层双齿双核吸附的SO42-点位,形成富Cr施氏矿物;对高岭土酸洗废水通过电解诱导铁矿物沉淀预处理,研究了废水中悬浮物、电解时间、电解电压以及废水pH对电解过程中溶解态离子的影响。电解预处理对TFe和Fe2+的去除效果较好,SO42-次之,Al3+影响不大。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

黄河流域水资源利用时空演变特征及驱动要素

黄河流域水资源利用时空演变特征及驱动要素

DOI:10.18402/resci.2020.12.01
发表时间:2020
4

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
5

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022

陈梅芹的其他基金

相似国自然基金

1

酸性矿山废水中施氏矿物的矿物学特性及其对As(V)和Cr(VI)的富集机制

批准号:41601228
批准年份:2016
负责人:王小明
学科分类:D0709
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

微生物成因矿物对酸性矿山废水中有毒金属清除的作用、机制及其调控

批准号:40930738
批准年份:2009
负责人:周立祥
学科分类:D0713
资助金额:180.00
项目类别:重点项目
3

粤北大宝山多金属矿酸性矿山废水的次生矿物研究

批准号:41373079
批准年份:2013
负责人:陈炳辉
学科分类:D0711
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
4

酸性矿山废水中无定形次生含砷矿物的赋存分子形态及稳定性研究

批准号:41877393
批准年份:2018
负责人:王少锋
学科分类:D0707
资助金额:61.00
项目类别:面上项目