黄钾/钠铁矾的浸出机理研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

酸性矿山废水(acid mine drainage, amd)由于极端酸性和富含有毒有害元素对生态环境造成的巨大影响使其成为矿山治理中的研究热点。目前，我国产生的废弃矿山越来越多，据统计，我国各类矿山废水的排放量约占全国工业废水总排放量的10%左右^[6]。矿山中的硫化铁、硫化铜、硫化锌等硫化物在空气、雨水及细菌的作用下，发生风化、溶浸、氧化和水解等一系列的物理化学及生化等反应，生成易溶于水的硫酸盐，形成矿山酸性废水的机理较为复杂，同时产生含重金属离子的酸性废水^[1]。其中，黄钾铁矾是amd中最普遍、也是最为稳定的次生铁矿物形态。其形成分为生物成因和非生物成因，其中非生物成因的次生含铁矿物的形成过程为：

amd中的fe² 被空气中的氧气形成fe³

4fe² o₂ 4h =4fe³ 2h₂o (1)

2. 研究的基本内容与方案

基本内容与目标：主要研究黄钾铁矾在不同条件下的浸出动力学和机理。通过控制黄钾铁矾浸出过程中的ph值、溶液离子浓度、温度等条件，并通过建立数学模型来量化黄钾铁矾浸出速率、产酸速率与各浸出参数之间的关系。此外，通过对黄钾铁矾浸出过程中表面生成物的表征测试来研究表面生成物对黄钾铁矾浸出的影响，进一步确定其浸出机理。

拟采用的技术方案及措施：在摇床中研究在不同的ph值（2.0、1.5、1.0、0.5），nacl离子浓度（0.1mol、0.01mol，0 mol)、温度等条件对黄钾铁矾浸出的影响。浸出前、浸出过程中以及浸出后，针对固体颗粒进行xrd、sem等测试表征来研究浸出机理，同时，通过对不同浸出时间下的液相数据进行分析后，得到黄钾铁矾的浸出动力学，量化浸出参数与浸出率之间的关系。

3. 研究计划与安排

2.27-3.2 完成开题报告及相关文献的查阅。

3.3-3.6 完成固体样品的准备（包括矿样的破碎、筛分、研磨、粒度分级、装样等）。

3.7-3.8完成浸出液的配制（包括浸出液的浓度、离子浓度等）、矿样的称量及矿样与浸出液的配比浸出实验的开始。

4. 参考文献（12篇以上）

1.johnson d b. chemical and microbiological characteristics of mineral spoils and drainage waters atabandoned coal and metal mines. water, air and soil pollution: focus, 2003, 3: 47-66.

2.jonsson j, jonsson j, lwgren l. precipitation of secondary fe{iii) minerals drainage. applied geochemistry, 2006, 21:437-445.