表生条件下铊矿物的氧化溶解动力学及其反应性迁移实验研究

论文题目: 表生条件下铊矿物的氧化溶解动力学及其反应性迁移实验研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 地球化学

作者: 李德先

导师: 高振敏,朱咏煊

关键词: 铊污染,含量,分布,价态,氧化溶解,光致氧化,吸附

文献来源: 中国科学院研究生院（地球化学研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 贵州省兴仁县滥木厂铊矿床是世界上唯一的铊的独立矿床。多年来,由于对铊矿产资源的开发,大量未及时提取和利用的含铊矿石堆积于地表,经过风化淋滤作用,进入当地的水源和土壤,并通过食物链进入人体。20世纪60-70年代,滥木厂地区有近1000名村民患有不同程度的铊中毒,轻者脱发、视力减退,重者失明、丧失劳动力,至今在该地区仍可见到铊中毒患者。该区成为世界上唯一爆发过大规模铊中毒的病发区。铊又是人体的非必需元素,体内任何含量的铊都会对人体造成危害。饮用水的安全标准中,铊的含量不得超过1μg╱L。因此对表生条件下,含铊矿物的氧化溶解动力学以及反应性迁移的实验研究具有重要的现实意义。通过对滥木厂铊矿床中的主要含铊矿物(红铊矿)在酸性矿水条件下的氧化溶解过程、光照(日光照射和汞弧灯照射)对铊价态改变的影响,以及酸性矿水条件下铁对铊吸附的实验研究,得到如下几点认识: 1.红铊矿的氧化溶解动力学实验表明:红铊矿的氧化溶解速率受到温度、氧化剂中阴离子种类及氧化剂浓度的影响。随着温度的升高,红铊矿的氧化速率增高;Cl~-离子的存在更有助于红铊矿的氧化溶解,表现为氧化溶解速率的增高;随着氧化剂浓度的升高,红铊矿的氧化速率逐渐降低,这主要是由于高铁浓度下,红铊矿表面形成了一层厚约2nm的铁硫化合物的膜,减缓了红铊矿进一步溶解。红铊矿表面形态和成分的电镜分析表明,红铊矿表面具有较多的活性点,因此含铊矿石在初露地表时对环境的污染比较强烈,经过风化淋滤作用后,红铊矿表面的活性点减少,加之硫铁化合物膜的形成,阻止了其对环境的进一步污染。但这并不排除一旦环境介质改变,红铊矿表面氧化形成的膜被破坏,红铊矿的新鲜表面暴露出来,活性点增多,溶解性加强,继续对周围环境造成强烈的污染。从红铊矿24小时溶解的总铊量来看,酸性矿水条件下红铊矿的氧化溶解是贵州省兴仁县滥木厂地区铊污染的一个重要来源。 2.铊的光致氧化实验结果表明:无论日光还是汞弧灯照射,水溶液中的Tl(Ⅰ)均可被氧化成Tl(Ⅲ)。pH值越低、光照强度越大,铊的光氧化速率越快,UVB区的紫外光对铭的光氧化起着主要作用,微生物作用在本实验条件下,相对于光氧化作用并不明显。3.铁对佗的吸附实验表明:铁的水合氧化物对水溶液中铭的吸附除受溶液的pH值和吸附剂的阴离子种类的影响外,主要与铭的价态有直接关系。铁的水合氧化物对TI(I)具有一定的吸附能力,阴离子种类对Tl(I)吸附的作用稍有差别,C1-离子存在时,铁对Tl(工)的吸附更强一些,吸附率达到50%左右,而S叮一离子存在条件下,铁对Tl(I)的吸附率小于20%。碱性(PH=10左右)条件下,铁对Tl(1)的吸附较中性条件更明显一些。T1(m)由于自身的水解作用很强,在不同pH值和不同阴离子存在条件下,与Fe(m)均可发生共沉淀作用而被完全从水溶液中脱除。利用光照将T1(I)氧化成T1(m),再利用T1(m)易被沉淀或共沉淀吸附的特性,将T1以Tl(OH)3的形式吸附固定下来,降低了铭的活动性,进而可以减少铭对环境的影响,为佗污染的环境治理提供了重要的理论依据。关键词:铂,铭污染,含量,分布,价态,氧化溶解,光致氧化,吸附

论文目录:

摘要

Abstract

前言

第一章文献综述与选题依据

第一节铊的基本物理与化学性质

第二节铊的环境地球化学

第三节铊的用途及回收

第四节选题依据及研究意义

第二章铊的分析方法

第一节痕量铊的主要分析方法

第二节铊的分离富集方法

第三章红铊矿氧化溶解动力学实验研究

第一节研究背景

第二节实验方法

第三节实验结果与讨论

第四节小结

第四章铊的光致氧化实验研究

第一节铊的环境光化学研究进展

第二节实验方法

第三节实验结果

第四节讨论

第五节小结

第五章铊的吸附实验研究

第一节实验方法

第二节实验结果与讨论

第三节小结

第六章总结

第一节几点认识

第二节存在的问题

参考文献

图版

致谢

个人简介

发布时间: 2005-06-17

表生条件下铊矿物的氧化溶解动力学及其反应性迁移实验研究

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