碳酸盐岩对Fe2+生物氧化及铁矿物合成的影响

作者:王能; 张瑞雪*; 吴攀; 张世鸿; 安丽; 张予豪; 傅渝然
来源:环境科学学报, 2021, 41(09): 3555-3562.
DOI:10.13671/j.hjkxxb.2021.0228

摘要

利用从高硫煤矸石堆场浸出液中培养驯化获得的氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f),通过静态实验,探讨添加不同量的碳酸盐岩对酸性硫酸盐体系中Fe2+生物氧化速率及次生铁矿物合成的影响.结果表明:添加10 g和30 g碳酸盐岩不会对体系中pH、氧化还原电位(ORP)和Fe2+生物氧化速率产生明显影响,但总铁(TFe)的去除率可从37%分别提高到55%和62%,矿物生成量也从8.17 g·L-1分别增加到12.03 g·L-1和13.69 g·L-1;同时,体系中合成的次生铁矿物相与不加碳酸盐岩时无明显变化,主要为黄铁矾和施氏矿物的混合物.随着碳酸盐岩添加量增至50、70和90 g时,体系pH快速上升,Fe2+生物氧化速率受到抑制,并产生大量结晶程度较好的硫酸钙,形成的铁矿物主要为纤铁矿或针铁矿.而适量的碳酸盐岩添加可使体系中产生Ca2+和Mg2+,从而影响次生铁矿物的合成.因此,在以碳酸盐岩为反应介质的酸性矿山废水处理工艺设计中,可通过添加A.f菌并控制碳酸盐岩投加量,强化系统中Fe2+生物氧化及次生矿物的合成,从而进一步提高反应系统对TFe的去除效果.

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