2.1.2水鐵礦特征鑒定情況，設該礦物表面無固定形態(tài)，為無定形氧化物。

水鐵礦

水鐵礦xRD|矧譜分析。無明顯的衍射峰，說明其結晶程度很低。這與英漢土壤學名詞(定義版，測定水樣1998)中描述的“結晶很差的微晶質(zhì)氧化鐵礦物”吻合

2.2三種鐵礦對As(Ⅲ)的去除效果

取4mmol針鐵礦(355.4320mg)、4m(384.2576mg)、4nltTlol赤鐵礦(31入到3個含As(Ⅲ)的初始濃度為1200¨g/LlL的含砷水樣的錐形瓶中，初始pH均為7，As/Fe摩爾比為O.004。吸附試驗結果如圖5所示。圖5 j種鐵礦吸附砷(III)fI}I線圖可以看出三種鐵礦已基本達到吸附平衡，水鐵礦的吸附速率小，幾小時之內(nèi)水樣中砷的含量就至10斗g/L以下。顯而易見，水鐵礦的吸附效果也較好其次是針鐵礦，赤鐵礦吸附效果差。其吸附率分別為

水鐵礦99.7%>針鐵礦66.7%>赤鐵礦25這三種鐵礦對砷的吸附效果的差別主要受比表

面積控制，比表面積越大，吸附效果越好。0Je等【15】對合成的兩種水鐵礦的比表面積進行了測定，

水鐵礦的比表面積為200～250m2/g左右.等(2001)研究得出針鐵礦的比表為82m2/g;赤鐵礦的比表面積為4.7m2但(摘自典)。赤鐵礦的吸附效果較差，可能跟其球狀團粒結構有關，致使其吸附能力降低。

2.3

As(Ⅲ)和As(V)共存時不同影響因素對除砷效果的影響

其中，三種鐵礦的質(zhì)量保持不變，均mol，即分別為355.4320mg針鐵礦、384.礦、319.3800mg赤鐵礦，配制As(Ⅲ)和Asl：l的砷混合液的吸附試驗。目的是比較這三種鐵礦的除總砷效果隨A妣摩爾比的變化規(guī)律

A汛摩爾比的增大而減小，其中赤鐵

A“Fe摩爾比的增大有較為顯著的變化，由91.60%圖6除總砷效果與砷鐵摩爾比的關系到53.5%。水鐵礦的去除率由91.53%下降到70.針鐵礦變化較小，僅從98.48%下降到96.25一現(xiàn)象原因可能與鐵礦的吸附容量有關。結晶態(tài)針鐵礦的吸附效果比無定形水鐵礦、球狀赤鐵礦好。一般說來，每一種吸附劑都只能吸附一定量的吸附質(zhì)。在試驗中，固定鐵的質(zhì)量，當水中As濃度增大時，一定質(zhì)量的鐵礦吸附的砷會越來越多，當鐵礦達到吸附飽和時就不能再吸附，水中的砷濃度也即不會再減少了。

2.3.2混合液的初始濃度對除砷效果的影響

降 利用這三種鐵礦分別吸附初始pH值為7，初始濃， 度分別為1200斗g/L、600斗g/L、300“g/As(Ⅲ)和As(V)的摩爾比為1：1，其中，鐵礦的質(zhì).8‰保持不變，分別為355.4320mg針鐵礦、384.2鐵礦、319.3800mg赤鐵礦。作同一初始濃度下三種礦對砷的吸附曲線圖，結果發(fā)現(xiàn)合成的

三種鐵礦的吸附曲線圖

分別為o.ool、從圖7可以看出，初始濃度為1200斗g/L時，針為4m礦吸附總砷的效果好，三種鐵礦的吸附率比較為：2576mg水鐵針鐵礦(96.25%)>水鐵礦(70.19%)>赤鐵礦(V)摩爾比為在整個吸附過程中，三種鐵礦都已基本達到吸附平衡。。結果如圖6。從圖8中可以看出，初始濃度為600斗g/L時，還是針鐵礦的吸附效果好。三種鐵礦的吸附率比較為：礦的去除率隨著針鐵礦(97.9%)>水鐵礦(88.17%)>赤鐵礦(下降種鐵礦基本都已達到吸附平衡。姍

一二種鐵礦的u段附曲線圖

一二種鐵礦的吸|;可以看出在初始濃度為300斗g/L，仍然針鐵礦的吸附效果好。氣鐵礦的吸附率比較為：針98.48%)>f水(91.53%)一赤(91.中，三種鐵礦都基本達到平衡。比較彳i同初始濃度時的實驗結果可以看出，對于是砷的混合溶液，針鐵礦的吸附效果好。對三種鐵礦而言，都是初始濃度越大，其對砷的吸附量越大，例如當初始濃度為1200¨g/L時，針鐵礦的吸附率達到96此時吸附量達到1155斗g;當初始濃度為300斗g

針鐵礦的吸附率達到98.48%，此時吸附量只是29當初始濃度逐漸降低時，針鐵礦的吸附率維持在一個穩(wěn)定的水平，水鐵礦和赤鐵礦的吸附率逐漸提高。 (ExAFs)光譜法從表面特征方面研究了砷酸鹽在針表面的吸附機制，認為針鐵礦在實驗條件下表面帶較多的正電荷，對As(Ⅲ)和As(V)具有較強的吸附能鐵礦對砷的吸附可能主要表現(xiàn)為表面吸附和離子交換兩

種作用。表面吸附是由于膠體具有巨大的比表面積和表面能所致。離子交換與膠體微粒帶較多的電荷有關。砷酸根離子在水鐵礦表面的吸附是控制砷環(huán)境地球化學循環(huán)的一個重要過程。waychunas和F等陋-9J對水鐵礦的表面化學及其對砷酸鹽的吸附與共沉淀作用進行了初步的研究，As(V)在水鐵礦表面上的吸附與解吸符合擴散模式，吸附的量隨著水鐵礦的

老化結晶而減小。Raven等‘馴通過研究得出結論，高的As濃度下，亞砷酸鹽與水鐵礦的反應要快于砷酸鹽與水鐵礦的反應，在較低的As濃度下，砷酸鹽與水鐵礦的反應則較快。Jain等”l|認為，砷的吸附作用由于含As離子與礦物表面Fe原子四周的0H2和等

配位體發(fā)生交換的結果。關于赤鐵礦的吸附機理，Prasad等‘2粥1用天然鐵礦吸附除砷發(fā)現(xiàn)，其吸附除砷機制認為主要是靜電吸附和表面絡合作用。

2.3.3

(Ⅲ)和As(V)摩爾比為l：1的砷混合液，鐵礦的質(zhì)量固定不變(同上)，利用這_三種鐵礦進行吸附，測量溶液的總砷和As(Ⅲ)的濃度，分析As(Ⅲ)和As(V共存時被吸附的情況。結果總砷濃度為300¨g，L時三種鐵礦對As混合液的吸附

可知，總體上看，水鐵礦和針鐵礦對As(Ⅲ)吸附效果好于As(V)，而赤鐵礦對As(V)的吸附效果好于As(Ⅲ)。這表明，三價砷和五價砷共存時，三種鐵礦對其吸附具有·定的選擇陛。在振蕩的前40min，和針鐵礦中As(Ⅲ)已經(jīng)在5斗g/L以下，說明水鐵礦和針鐵礦對As(Ⅲ)的吸附效果又快又好。赤鐵礦需要一個較長的吸附時間才能達到較好的吸附效果，在靜置8h之后，赤鐵礦中的As(Ⅲ)的濃度為14.53斗g/在初始pH為7、As(Ⅲ)和As(V)摩爾比l的混合液中時，三種鐵礦對總砷的吸附效果均隨著As/Fe摩爾比的增大而減小。(2)在As肫摩爾比為0.004的A鐵礦的吸附效果好，赤鐵礦吸附效果差。而在As (Ⅲ)和As(V)摩爾比為l：l的混合液中，吸附效果好的是針鐵礦，在三種不同的As，F(xiàn)e摩爾比(0.00.002、0.004)下，其吸附效果均達到了96% (3)對三種鐵礦而言，初始濃度越大，其對砷的吸附量越大。(4)三價砷和五價砷共存時，三種鐵礦對砷的吸附具有選擇性，具體表現(xiàn)為水鐵礦和針鐵礦對As(Ⅲ)吸附效果優(yōu)于As(V)，而赤鐵礦對As(V)的果優(yōu)于As(Ⅲ)。