坤酸盐固溶体溶解度和稳定性地研究.pdf

中文摘要摘要利用无机***化物的难溶性除***是对化工生产废水进行处理去***的基础。同时, 这些难溶产物通常也是最终的处置物,所以它们在环境中的稳定性就显得尤为重要。但是,这些难溶***酸盐化合物均含有杂质,通常都以固溶体的形式存在。由于As043"与P043"性质非常相近,所以常形成各种类型的***酸盐一磷酸盐固溶体系列化合物。因此,要了解***在环境中的迁移转化以及含***废物在环境中的稳定性, 就必须在研究简单***酸盐化合物稳定性与溶解度的基础上,对***酸盐固溶体在水中的溶解作用进行研究,同时确定其溶解度和稳定性。本文是在国家自然科学基金项目“***酸盐固溶体的溶解作用及其环境效应”(40773059仍0309)研究的基础上完成的。论文通过沉淀与溶解两个方面的试验,详细研究了固溶体Ca5(AsxPl-x04)3F和 Cas(AsxPI.。04)30H在不同条件下的溶解度与稳定性,并运用PHREEQC程序进行模拟计算和热力学分析,计算了固溶体溶度积(愿D)和生成的自由能(AGfl)。主要研究结论如下: ①通过沉淀试验生成磷灰石、***灰石、Ca5()3F和Ca5(A s,)30H 固溶体系列粉末,采用SEM、X-ray衍射和红外分析了溶解前后的晶形、结构及化学成分。结果表明,磷灰石、***灰石、Ca5()3F和Ca5(ASxPl嘣04)30H固溶体成分稳定,在溶解前后晶形、结构及化学成分均未发生变化。; ②研究了磷灰石和***灰石在不同温度和pH条件下的溶解情况,并将两者的溶解过程进行了对比。使用离子色谱仪和原子吸收光谱仪分析溶液中磷酸根、***离子以及钙和***的浓度变化。试验结果表明,***灰石溶解过程受温度影响较大, 在相同的pH条件下,其大小关系为25℃>35℃>45℃,而在相同温度条件下, pH=2时的墨p大于其他pH条件下的Kp。磷灰石在水中的溶解过程复杂,固相、液相相互作用过程的演变有待进一步研究: ⑨研究了固溶体中P:As摩尔比和不同条件对溶解度和稳定性影响。结果表明固溶体的溶解过程受pH的影响很大,特别是在酸性条件下,水溶液中的各离子浓度要比在中性或碱性条件下的浓度的10倍,因此,在处置***灰石一磷灰石固溶体这种危险固体废弃物时,应严格控制好pH值,过高或过低都会使它在水环境中的溶解度升高; ④借助PHREEQC程序,根据试验结果计算得出磷灰石、***灰石和固溶体的蜒p和△够。计算得出在标准条件下,***磷灰石的‰为lo。54~,羟磷灰石为10彤力; ******灰石为lo-39j9,羟***灰石为1040。86。在这基础上,计算得出△G尸[Ca5(P04)3F(c)】重庆大学博士学位论文=-,AGf[Cas(As04)3F(c)]=·,△q尸【ca5(P04)3(oH)(c)】= -,AGI【Cas(As04)3(0H)(c)】。Cas(AsxPl囔04)3F和 Cas(AsxPl.。04)30H的愿p和△筇均随着P:As比值的增大而减少。本文的研究结果可为在环境保护和治理决策过程中,对含***废物的处理方法和处置场所的选择提供重要依据。关键词:***酸盐,磷酸盐,固溶体,稳定度,溶度积,自由能英文摘要 ABSTRACT 11lcinsolubility anic pounds wasthebasis ofremoving arsenic time,the insolubleproducts were usually thefinaldisposition materials,SO theirstability in the environment Was pounds containimpurities,usually in . Tlle nature ofAsO;-andPo}were similar,SO thereoftenformed varioustypes of arsenate。phosphate tounderstand thestability,migrates and transformatesofarsenicwastesinenvironment,we had tostudy arsenatesolid—solution on thebaseofsimple arsenatetounderstand itsstability pleted on the basisofthe