141 / 2023-10-24 16:44:14

铁尾矿的As脱除处理及矿物质负载碳材料研制

酸环境水热法,铁尾矿As脱除,Fe还原负载,矿物质负载碳材料

    铁尾矿的资源化利用存在砷（As）等有害元素脱除困难和铁（Fe）等有益元素结晶度高、利用率低的问题。在现有技术中，部分化学淋洗方法虽然能有效脱除铁尾矿中的As，但也会将铁尾矿中大部分有益矿物质元素溶出，大大降低了铁尾矿的资源化利用价值。针对现有技术的缺陷，本研究通过酸环境水热法将茶叶渣、巨菌草渣等生物质废弃物与天然含As铁尾矿在特定酸环境下进行水热碳化反应，在反应过程中，通过酸热浸提及水热碳化过程产生的还原性环境，使铁尾矿中的矿物态As迁移至液相并还原为迁移性较强的As(III)，从固相中脱除；同时将铁尾矿晶格中的低活性Fe(III)还原为高活性、高生物可利用性Fe(II)负载于固相中，得到的活性高、应用性能优异的矿物质负载碳材料，进一步作为催化剂、吸附剂利用于废水处理及土壤修复。

    通过液相色谱-原子荧光光谱法（LC-AFS）进行As含量测定，结果表明，酸环境水热法的铁尾矿As脱除率最高能达到85%，效果远高于淋洗法与酸直接浸提；通过盐酸浸提-邻菲啰啉分光光度法进行Fe含量测定及X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）表征，结果表明，Fe以可利用性更高的Fe(II)形式负载于固相材料。本研究可实现高效去除铁尾矿中As，同时提高铁尾矿晶格中低活性Fe及其它有益元素的利用率，资源化利用铁尾矿和生物质废弃物。