氢醌作用的铁还原对臭葱石稳定性的影响

摘要

耗铁量少,脱水性好的臭葱石沉淀作为含砷污水一种典型处理方法被广泛应用于有色金属湿法冶炼领域的废液除砷.以结晶度较高的臭葱石(Fe2AsO4·2H2O)为代表的含砷废渣通常被堆存或填埋于尾矿库.先前的文献详尽阐明有氧渣堆中的臭葱石在微酸性条件下稳定性较好,在中性至弱碱性条件臭葱石会被分解形成水铁矿.然而却鲜少有记载砷(As)、铁(Fe)均随氧化还原梯度变化的渣坑里其是否稳定.木质素生物降解产生的醌类官能团被发现存在于天然的腐殖质中.以臭葱石为主的这类砷渣和上述的天然醌类恰好能够在渣坑中形成一个氧化还原的体系.rn 本研究模拟真实的渣坑,利用醌类物质中具有2H+的氢醌(QH2)为还原剂,通过非生物电子传递反应,考察不同酸碱度介质中仅发生铁还原时臭葱石的长期稳定性及其所含砷的迁移情况,并深入讨论其机理.动力学实验结果表明，QH2与Fe2As O4·2H2O的摩尔比为50，pH4～9，铁和砷的含量分别为280和375mg·L-1条件下，反应125ｄ后，臭葱石中约60%～80%的Fe(Ⅲ)被还原成Fe(Ⅱ)，几乎没有As(Ⅴ)被还原为As(Ⅲ)。但是在p H4～8条件，向液相释放的Fe(Ⅱ)和As(T)浓度却均小于10mg·L-1。对比相同pH条件下有氧环境中臭葱石分解实验，弱酸性（p H4～6）条件下，氢醌对Fe(Ⅲ)的还原略微地提高了臭葱石中的As迁移，然而在中性到弱碱性（p H7～9）条件下，氢醌对Fe(Ⅲ)的还原很大程度上了阻碍了臭葱石中的As迁移。