赤铁矿

2.1.2水铁矿特征鉴定情况，设该矿物表面无固定形态，为无定形氧化物。

水铁矿

水铁矿xRD|矧谱分析。无明显的衍射峰，说明其结晶程度很低。这与英汉土壤学名词(定义版，测定水样1998)中描述的“结晶很差的微晶质氧化铁矿物”吻合

2.2三种铁矿对As(Ⅲ)的去除效果

取4mmol针铁矿(355.4320mg)、4m(384.2576mg)、4nltTlol赤铁矿(31入到3个含As(Ⅲ)的初始浓度为1200¨g/LlL的含砷水样的锥形瓶中，初始pH均为7，As/Fe摩尔比为O.004。吸附试验结果如图5所示。图5 j种铁矿吸附砷(III)fI}I线图可以看出三种铁矿已基本达到吸附平衡，水铁矿的吸附速率小，几小时之内水样中砷的含量就至10斗g/L以下。显而易见，水铁矿的吸附效果也较好其次是针铁矿，赤铁矿吸附效果差。其吸附率分别为

水铁矿99.7%>针铁矿66.7%>赤铁矿25这三种铁矿对砷的吸附效果的差别主要受比表

面积控制，比表面积越大，吸附效果越好。0Je等【15】对合成的两种水铁矿的比表面积进行了测定，

水铁矿的比表面积为200～250m2/g左右.等(2001)研究得出针铁矿的比表为82m2/g;赤铁矿的比表面积为4.7m2但(摘自典)。赤铁矿的吸附效果较差，可能跟其球状团粒结构有关，致使其吸附能力降低。

2.3

As(Ⅲ)和As(V)共存时不同影响因素对除砷效果的影响

其中，三种铁矿的质量保持不变，均mol，即分别为355.4320mg针铁矿、384.矿、319.3800mg赤铁矿，配制As(Ⅲ)和Asl：l的砷混合液的吸附试验。目的是比较这三种铁矿的除总砷效果随A妣摩尔比的变化规律

A汛摩尔比的增大而减小，其中赤铁

A“Fe摩尔比的增大有较为显著的变化，由91.60%图6除总砷效果与砷铁摩尔比的关系到53.5%。水铁矿的去除率由91.53%下降到70.针铁矿变化较小，仅从98.48%下降到96.25一现象原因可能与铁矿的吸附容量有关。结晶态针铁矿的吸附效果比无定形水铁矿、球状赤铁矿好。一般说来，每一种吸附剂都只能吸附一定量的吸附质。在试验中，固定铁的质量，当水中As浓度增大时，一定质量的铁矿吸附的砷会越来越多，当铁矿达到吸附饱和时就不能再吸附，水中的砷浓度也即不会再减少了。

2.3.2混合液的初始浓度对除砷效果的影响

降 利用这三种铁矿分别吸附初始pH值为7，初始浓， 度分别为1200斗g/L、600斗g/L、300“g/As(Ⅲ)和As(V)的摩尔比为1：1，其中，铁矿的质.8‰保持不变，分别为355.4320mg针铁矿、384.2铁矿、319.3800mg赤铁矿。作同一初始浓度下三种矿对砷的吸附曲线图，结果发现合成的

三种铁矿的吸附曲线图

分别为o.ool、从图7可以看出，初始浓度为1200斗g/L时，针为4m矿吸附总砷的效果好，三种铁矿的吸附率比较为：2576mg水铁针铁矿(96.25%)>水铁矿(70.19%)>赤铁矿(V)摩尔比为在整个吸附过程中，三种铁矿都已基本达到吸附平衡。。结果如图6。从图8中可以看出，初始浓度为600斗g/L时，还是针铁矿的吸附效果好。三种铁矿的吸附率比较为：矿的去除率随着针铁矿(97.9%)>水铁矿(88.17%)>赤铁矿(下降种铁矿基本都已达到吸附平衡。姗

一二种铁矿的u段附曲线图

一二种铁矿的吸|;可以看出在初始浓度为300斗g/L，仍然针铁矿的吸附效果好。气铁矿的吸附率比较为：针98.48%)>f水(91.53%)一赤(91.中，三种铁矿都基本达到平衡。比较彳i同初始浓度时的实验结果可以看出，对于是砷的混合溶液，针铁矿的吸附效果好。对三种铁矿而言，都是初始浓度越大，其对砷的吸附量越大，例如当初始浓度为1200¨g/L时，针铁矿的吸附率达到96此时吸附量达到1155斗g;当初始浓度为300斗g

针铁矿的吸附率达到98.48%，此时吸附量只是29当初始浓度逐渐降低时，针铁矿的吸附率维持在一个稳定的水平，水铁矿和赤铁矿的吸附率逐渐提高。 (ExAFs)光谱法从表面特征方面研究了砷酸盐在针表面的吸附机制，认为针铁矿在实验条件下表面带较多的正电荷，对As(Ⅲ)和As(V)具有较强的吸附能铁矿对砷的吸附可能主要表现为表面吸附和离子交换两

种作用。表面吸附是由于胶体具有巨大的比表面积和表面能所致。离子交换与胶体微粒带较多的电荷有关。砷酸根离子在水铁矿表面的吸附是控制砷环境地球化学循环的一个重要过程。waychunas和F等陋-9J对水铁矿的表面化学及其对砷酸盐的吸附与共沉淀作用进行了初步的研究，As(V)在水铁矿表面上的吸附与解吸符合扩散模式，吸附的量随着水铁矿的

老化结晶而减小。Raven等‘驯通过研究得出结论，高的As浓度下，亚砷酸盐与水铁矿的反应要快于砷酸盐与水铁矿的反应，在较低的As浓度下，砷酸盐与水铁矿的反应则较快。Jain等”l|认为，砷的吸附作用由于含As离子与矿物表面Fe原子四周的0H2和等

配位体发生交换的结果。关于赤铁矿的吸附机理，Prasad等‘2粥1用天然铁矿吸附除砷发现，其吸附除砷机制认为主要是静电吸附和表面络合作用。

2.3.3

(Ⅲ)和As(V)摩尔比为l：1的砷混合液，铁矿的质量固定不变(同上)，利用这_三种铁矿进行吸附，测量溶液的总砷和As(Ⅲ)的浓度，分析As(Ⅲ)和As(V共存时被吸附的情况。结果总砷浓度为300¨g，L时三种铁矿对As混合液的吸附

可知，总体上看，水铁矿和针铁矿对As(Ⅲ)吸附效果好于As(V)，而赤铁矿对As(V)的吸附效果好于As(Ⅲ)。这表明，三价砷和五价砷共存时，三种铁矿对其吸附具有·定的选择陛。在振荡的前40min，和针铁矿中As(Ⅲ)已经在5斗g/L以下，说明水铁矿和针铁矿对As(Ⅲ)的吸附效果又快又好。赤铁矿需要一个较长的吸附时间才能达到较好的吸附效果，在静置8h之后，赤铁矿中的As(Ⅲ)的浓度为14.53斗g/在初始pH为7、As(Ⅲ)和As(V)摩尔比l的混合液中时，三种铁矿对总砷的吸附效果均随着As/Fe摩尔比的增大而减小。(2)在As肫摩尔比为0.004的A铁矿的吸附效果好，赤铁矿吸附效果差。而在As (Ⅲ)和As(V)摩尔比为l：l的混合液中，吸附效果好的是针铁矿，在三种不同的As，Fe摩尔比(0.00.002、0.004)下，其吸附效果均达到了96% (3)对三种铁矿而言，初始浓度越大，其对砷的吸附量越大。(4)三价砷和五价砷共存时，三种铁矿对砷的吸附具有选择性，具体表现为水铁矿和针铁矿对As(Ⅲ)吸附效果优于As(V)，而赤铁矿对As(V)的果优于As(Ⅲ)。