[發明專利]一種促進硫化亞鐵對污染水中Sb(III)去除的方法

有效

• 申請號: 202110482963.X
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113173631B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 張國平;王慶云;馬超;毛寬;劉世榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院地球化學研究所
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F101/20
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉艷

本發明公開了一種促進硫化亞鐵對污染水中Sb(III)去除的方法，其特征在于：(1)厭氧狀態下的含有Sb(III)污染的水，加入FeS固體，或者分別加入FeSO₄溶液和Na₂S溶液以形成新鮮的FeS沉淀，(2)加入可溶性磷酸鹽，混勻，調節體系的pH值，用鹽酸/氫氧化鈉溶液調節體系為酸性或者中性，pH 5?7，體系作用時間為12?24 h，即可。

技術領域

本發明涉及一種利用可溶性磷酸鹽促進硫化亞鐵(FeS)對厭氧條件下污染水中Sb(III)去除的方法，屬于水污染控制領域。

背景技術

地表環境中銻污染的產生有許多途徑。銻礦采礦、選冶產生嚴重的銻污染，煤燃燒也會釋放銻，另外銻金屬在塑料、合金、阻燃劑、汽車等行業得到廣泛的應用，這些行業會排放銻污染，而且這些物品在使用過程中也會導致環境中的銻污染。銻是有毒有害元素，會對人的神經系統產生毒害，還會導致癌癥，因而被列為優先控制污染物。目前，在礦山采礦區、銻金屬冶煉區，土壤、地表水存在嚴重的銻污染。特別地，銻通過滲濾等方式進入地下水后，地下水是還原環境，銻會從氧化條件下常見的形式Sb(V)轉化為Sb(III)，而Sb(III)的毒性要比Sb(V)更強。因此，地下水中Sb(III)污染的治理是一項重要挑戰。

馬基諾礦（FeS）是地表還原環境中重要的鐵礦物。自然界的海洋沉積物、湖泊沉積物處于厭氧環境，還有地下水也處于厭氧環境，在這些環境中鐵的主要礦物是還原態的鐵礦物，主要有馬基諾礦（FeS）、黃鐵礦（FeS₂），還有少量膠黃鐵礦（Fe₃S₄）。這些礦物與地表氧化環境中的鐵礦物的關系是，地表的針鐵礦、赤鐵礦等隨地表水流沖刷進入沉積物中后被還原，其中FeS是氧化態鐵礦物還原后最先形成的亞穩態礦物，顆粒小、比表面積大，對重金屬吸附強，是沉積物中重金屬的重要載體。如，在銻礦山或者銻冶煉廠附近受污染的湖泊沉積物中，與FeS結合的銻可以占很大比例，因此在還原環境中FeS是影響銻行為的重要物質。

因為以上特點，在重金屬污染處理領域FeS可以用來去除水中的重金屬污染。在地下水污染治理中常用的可滲透反應墻技術中，就可以利用FeS來吸附地下水中的重金屬。近些年的研究表明，FeS可以用來在厭氧條件下去除水中的Sb(III)污染，方式是FeS作為固相來吸附/沉淀Sb(III)，具體如下。

首先，FeS去除銻的方式包括吸附，除了靜電吸附外，Sb(III)還可以通過FeS表面的Fe端和S端吸附在FeS顆粒上，形式分別為≡Fe-OAs(OH)₂和≡S₂-As(OH)。其次，FeS去除Sb(III)的方式還包括形成Sb₂S₃沉淀。因為FeS具有一定的溶解度，溶解度隨著pH降低而增加，因而FeS-水體系中存在一定量的溶解態Fe(II)和S(-II) (包含H₂S, HS^-, S^2-三種形式）。當Sb(III)濃度高時，S(-II)會和Sb(III)形成Sb₂S₃沉淀。