一种促进硫化亚铁对污染水中Sb(III)去除的方法技术

本发明专利技术公开了一种促进硫化亚铁对污染水中Sb(III)去除的方法，其特征在于：(1)厌氧状态下的含有Sb(III)污染的水，加入FeS固体，或者分别加入FeSO

A method for promoting the removal of sb (III) in polluted water by ferrous sulfide

【技术实现步骤摘要】
一种促进硫化亚铁对污染水中Sb(III)去除的方法
本专利技术涉及一种利用可溶性磷酸盐促进硫化亚铁(FeS)对厌氧条件下污染水中Sb(III)去除的方法，属于水污染控制领域。
技术介绍
地表环境中锑污染的产生有许多途径。锑矿采矿、选冶产生严重的锑污染，煤燃烧也会释放锑，另外锑金属在塑料、合金、阻燃剂、汽车等行业得到广泛的应用，这些行业会排放锑污染，而且这些物品在使用过程中也会导致环境中的锑污染。锑是有毒有害元素，会对人的神经系统产生毒害，还会导致癌症，因而被列为优先控制污染物。目前，在矿山采矿区、锑金属冶炼区，土壤、地表水存在严重的锑污染。特别地，锑通过渗滤等方式进入地下水后，地下水是还原环境，锑会从氧化条件下常见的形式Sb(V)转化为Sb(III)，而Sb(III)的毒性要比Sb(V)更强。因此，地下水中Sb(III)污染的治理是一项重要挑战。马基诺矿（FeS）是地表还原环境中重要的铁矿物。自然界的海洋沉积物、湖泊沉积物处于厌氧环境，还有地下水也处于厌氧环境，在这些环境中铁的主要矿物是还原态的铁矿物，主要有马基诺矿（FeS）、黄铁矿（FeS2），还有少量胶黄铁矿（Fe3S4）。这些矿物与地表氧化环境中的铁矿物的关系是，地表的针铁矿、赤铁矿等随地表水流冲刷进入沉积物中后被还原，其中FeS是氧化态铁矿物还原后最先形成的亚稳态矿物，颗粒小、比表面积大，对重金属吸附强，是沉积物中重金属的重要载体。如，在锑矿山或者锑冶炼厂附近受污染的湖泊沉积物中，与FeS结合的锑可以占很大比例，因此在还原环境中FeS是影响锑行为的重要物质。因为以上特点，在重金属污染处理领域FeS可以用来去除水中的重金属污染。在地下水污染治理中常用的可渗透反应墙技术中，就可以利用FeS来吸附地下水中的重金属。近些年的研究表明，FeS可以用来在厌氧条件下去除水中的Sb(III)污染，方式是FeS作为固相来吸附/沉淀Sb(III)，具体如下。首先，FeS去除锑的方式包括吸附，除了静电吸附外，Sb(III)还可以通过FeS表面的Fe端和S端吸附在FeS颗粒上，形式分别为≡Fe-OAs(OH)2和≡S2-As(OH)。其次，FeS去除Sb(III)的方式还包括形成Sb2S3沉淀。因为FeS具有一定的溶解度，溶解度随着pH降低而增加，因而FeS-水体系中存在一定量的溶解态Fe(II)和S(-II)(包含H2S,HS-,S2-三种形式）。当Sb(III)浓度高时，S(-II)会和Sb(III)形成Sb2S3沉淀。Lietal.(2021)（Li,D.,Zhang,G.,Wang,Q.,Liu,S.,Ma,C.,Chen,J.,Liu,F.Interactionofaqueousantimony(III)withsyntheticferroussulfide.Appl.Geochem.2021,128:104957.）在运用该方法去除水中Sb(III)污染时，发现对Sb(III)的去除与体系的pH密切相关。体系的pH越低，Sb(III)的去除率越高。在实验中发现，在一定的初始体系（初始条件：FeS-44mg/L,Sb(III)-20mg/L，作用时间：24h）中，当pH为7时FeS对Sb(III)的去除率为55%，当pH为5.5时去除率为67.5%。可见该方法存在一定的弊端，就是对Sb(III)的去除率并不是很高，有着很大的提升空间。随着环境保护的要求越来越高，迫切需要研究新方法来提高对Sb(III)的去除效率。因此本专利技术提出，可以利用可溶性磷酸盐来促进厌氧条件下FeS对Sb(III)的去除，提高Sb(III)的去除率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：一种利用可溶性磷酸盐促进FeS对污染水中Sb(III)去除的方法。在利用FeS去除污染水中有害物质Sb(III)的体系中，可溶性磷酸盐的加入可以促进Sb2S3沉淀的生成、有效提高Sb(III)的去除率。污染水中的Sb(III)去除后进入体系的固体中，与FeS固体共存，与处理后的水分离后可以按照固体废弃物的方法处置。本专利技术的技术方案：一种促进硫化亚铁对污染水中Sb(III)去除的方法，添加磷酸盐。一种促进硫化亚铁对污染水中Sb(III)去除的方法，(1)厌氧状态下的含有Sb(III)污染的水，加入FeS固体，或者分别加入FeSO4溶液和Na2S溶液以形成新鲜的FeS沉淀，(2)加入可溶性磷酸盐，混匀，调节体系的pH值，用盐酸/氢氧化钠溶液调节体系为酸性或者中性，pH5-7，体系作用时间为12-24h，即可。所述的磷酸盐为可溶性磷酸盐，为磷酸氢钾、磷酸氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸钠、磷酸钾、磷酸铵之一或一种以上混合。所述的磷酸盐的浓度为95mg/L（以PO43-计）以上。本专利技术的有益效果：(1)用FeS对Sb(III)进行吸附/沉淀是去除污染水中Sb(III)污染的一种方法，加入可溶性磷酸盐可以提高FeS对水中Sb(III)的去除率。(2)本专利技术的一个特点是，加入磷酸盐使PO43-达到一定浓度后才会促进Sb2S3沉淀的生成，对Sb(III)的去除起促进作用。另一个特点是，效果随pH的降低而增强。在碱性条件下对Sb(III)的去除没有促进，而在中性时促进效果明显，酸性条件下促进效果更明显。具体实施方式实施例：用酒石酸锑钾配置成含Sb(III)的污染水，用氮气调节为厌氧条件。往该污染水中加入一定量的FeS颗粒（或者按量分别加入FeSO4溶液和Na2S溶液以形成FeS沉淀），于是形成含有一定初始浓度的Sb(III)和固体FeS的体系。加入可溶性磷酸盐（如磷酸氢钠，磷酸氢钾，磷酸二氢钠，磷酸二氢钾，磷酸钠，磷酸钾，磷酸铵），混匀，并设置不加入磷酸盐和加入不同浓度磷酸盐的实验进行对比，用HCl/NaOH调节体系的pH。实验体系的条件为，Sb(III)初始浓度为20mg/L，固体FeS初始浓度为44mg/L，加入磷酸盐后体系中初始PO43-浓度分别为0,9.5,19,95,475mg/L，体系pH分别为7和5.5，体系的作用时间为12-24h。具体处理结果如：实施例一，将处理体系调为pH=7。当加入PO43-分别为0,9.5,19,95,475mg/L时，测得溶液中残余Sb(III)分别为9.0,9.0,9.0,6.5,2.3mg/L，对应的Sb(III)去除率分别为55%,55%,55%,67.5%,88.5%。可见，PO43-含量为9.5,19mg/L时，对Sb(III)去除没有促进作用；当PO43-达到95mg/L及时，Sb(III)去除明显增高；特别是PO43-达到475mg/L时，Sb(III)去除率达到88.5%。实施例二，将处理体系调为pH=5.5。当加入PO43-分别为0,9.5,19,95,475mg/L时，测得溶液中残余Sb(III)分别为6.5,6.5,6.5,3.2,0.1mg/L，对应的Sb(III)去除率分别为67.5%,67.5%,67.5%,84%,99.5%。也可见，PO4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种促进硫化亚铁对污染水中Sb(III)去除的方法，其特征在于：添加磷酸盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种促进硫化亚铁对污染水中Sb(III)去除的方法，其特征在于：添加磷酸盐。


2.根据权利要求1所述的一种促进硫化亚铁对污染水中Sb(III)去除的方法，其特征在于：(1)厌氧状态下的含有Sb(III)污染的水，加入FeS固体，或者分别加入FeSO4溶液和Na2S溶液以形成新鲜的FeS沉淀，(2)加入可溶性磷酸盐，混匀，调节体系的pH值，用盐酸/氢氧化钠溶液调节体系为酸性或者中性，pH5-7，体系作用时间为12-24h，即可。

【专利技术属性】
技术研发人员：张国平，王庆云，马超，毛宽，刘世荣，
申请(专利权)人：中国科学院地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：贵州;52