第1章 含硫矿废 1
1.1 硫化矿物简介 1
1.2 含硫矿废的风化 1
1.3 产酸反应 1
1.3.1 黄铁矿氧化 1
1.3.2 其他硫化矿物 8
1.3.3 非硫化矿物 9
1.4 中和酸反应 11
1.4.1 硅酸盐氧化 12
1.4.2 碳酸盐氧化 13
1.4.3 可交换阳离子 14
1.4.4 反应速率 14
1.5 煤矿废物 15
1.6 次生矿物的形成和溶解 16
1.6.1 开采前和开采后产生的次生矿物 16
1.6.2 次生矿物的溶解度 17
1.6.3 耗酸和产酸 18
1.6.4 包覆和硬质层 18
1.7 产酸预测 19
1.7.1 地质模拟 19
1.7.2 地球化学和矿物学描述 20
1.7.3 采样 21
1.7.4 地球化学实验 21
1.7.5 模拟含硫废物堆氧化 25
1.8 含硫废物的监测 25
1.9 含硫矿废的环境影响 26
1.10 硫化物氧化控制 27
参考文献 28
第2章 含砷矿物 36
2.1 施氏矿物 36
2.1.1 天然施氏矿物的来源及成因 36
2.1.2 施氏矿物的地球化学性质及其环境意义 37
2.1.3 不同As （Ⅲ）盐类的合成 39
2.2 图水羟砷铁矾 40
2.2.1 图水羟砷铁矾研究现状 40
2.2.2 图水羟砷铁矾的合成 41
2.2.3 图水羟砷铁矾的矿物特征 41
2.2.4 图水羟砷铁矾结构的影响因素 44
2.2.5 图水羟砷铁矾系列固溶体的溶解度 50
2.3 其他含砷矿物 57
2.3.1 三氧化二砷 57
2.3.2 亚砷酸钠 58
2.3.3 砷氯铅矿 59
2.3.4 砷锌钙矿 61
参考文献 67
第3章 利用矿化除砷初探 69
3.1 四种低成本碱性矿物去除砷调查 69
3.1.1 As（Ⅲ）固化研究背景 69
3.1.2 碱性矿物中和酸能力的对比 69
3.1.3 碱性矿物去除砷的效果 70
3.1.4 灰岩除砷定量分析 71
3.1.5 物性分析 71
3.1.6 本节结论 74
3.2 合成矿物固化砷 75
3.2.1 亚砷铅氯晶体简介 75
3.2.2 合成矿物的XRD和SEM图 75
3.2.3 合成矿物的FT-IR光谱 75
3.2.4 合成矿物拉曼光谱 78
3.2.5 本节结论 79
3.3 碱激发粉煤灰固化图水羟砷铁矾的实验研究 79
3.3.1 实验原理 79
3.3.2 实验原材料、试剂和仪器 79
3.3.3 正交试验设计 80
3.3.4 实验方法与步骤 81
3.3.5 结果与讨论 81
参考文献 84
第4章 砷黄铁矿氧化 86
4.1 砷黄铁矿简介 86
4.2 砷黄铁矿氧化表层研究 87
4.2.1 真空表面断口光电子能谱研究 87
4.2.2 表面空气接触氧化光电子能谱研究 87
4.3 电催化氧化研究 89
4.4 砷黄铁矿溶解动力学 92
4.4.1 三价铁氧化 92
4.4.2 溶氧氧化 92
4.5 砷黄铁矿微生物地球化学研究 93
4.5.1 砷黄铁矿微生物氧化简介 93
4.5.2 嗜酸性菌和砷黄铁矿 94
4.5.3 砷毒性和解毒 96
4.6 砷黄铁矿氧化讨论 97
4.6.1 硫的转化 97
4.6.2 元素氧化速率 97
4.6.3 氧化表面包覆层的成分 98
4.6.4 砷黄铁矿氧化化学计量 98
4.6.5 砷黄铁矿氧化机制的启示 99
4.7 砷黄铁矿氧化实验 100
4.7.1 批试验 100
4.7.2 柱实验 105
参考文献 110
第5章 利用微生物处理酸矿废水工艺研究 114
5.1 嗜酸铁还原菌JF-5形貌和生理特征 114
5.2 嗜酸铁还原菌JF-5的培养方法 116
5.2.1 酸性Fe-TSB液体培养基 116
5.2.2 酸性Fe-TSB固体培养基 116
5.3 实验方法 117
5.3.1 JF-5和SRB在AMD中的活性研究 117
5.3.2 利用JF-5和SRB修复AMD方法研究 125
5.3.3 黑色沉淀表征 136
5.4 本章结论 138
参考文献 139
第6章 低成本矿物除砷及砷渗透性研究 141
6.1 多矿物处理酸矿排水中砷及渗透性研究 141
6.1.1 材料和分析仪器 141
6.1.2 实验方法 142
6.1.3 实验结果和讨论 143
6.2 对流弥散模型推导 149
6.3 As （Ⅲ）和As （Ⅴ）在多孔骨炭介质中迁移行为的对比研究 151
6.3.1 材料和方法 152
6.3.2 模型理论 152
6.3.3 结果和讨论 153
6.3.4 本节结论 159
6.4 锰包覆层对骨炭去除砷及迁移行为的定量研究 159
6.4.1 可渗透活性障及表面包覆技术简介 159
6.4.2 材料和方法 160
6.4.3 结果和讨论 162
6.4.4 本节结论 171
参考文献 172
第7章 A113胶体结构转变机制及其对砷离子的界面吸附 175
7.1 引言 175
7.1.1 Al地球化学研究现状 175
7.1.2 两种Al胶体的形成及其研究现状 175
7.1.3 聚氧阳离子A113与两种胶体的关系及其研究现状 176
7.1.4 Al系矿物及其胶体界面吸附的研究现状 177
7.1.5 A113相关研究存在的问题 178
7.1.6 本章研究的技术路线 179
7.2 Al水解溶液中的重要多核形态——AlO4Al12 （OH） 24 （H2O） 127＋ 180
7.2.1 Al的单核形态 180
7.2.2 Al的多核形态 181
7.2.3 Al形态的检测方法 182
7.2.4 MAl12系列氧同位素以及配位体交换动力学 185
7.3 无机Al13胶体制备及新鲜胶体结构研究 186
7.3.1 分析仪器及其测试条件 186
7.3.2 无机Al胶体制备 186
7.3.3 Al 13-硫酸盐晶体和A113-砷酸盐沉淀的制备 187
7.3.4 结果和讨论 187
7.3.5 本节结论 190
7.4 无机Al13胶体熟化期间的结构变化和矿物学转化机制 191
7.4.1 Al胶体形成及其研究背景 191
7.4.2 实验目的和方法 193
7.4.3 分析方法和仪器条件 193
7.4.4 结果和讨论 196
7.4.5 矿物转化机制 203
7.4.6 本节结论 203
7.5 无机A113胶体对ASO43-吸附行为的研究 204
7.5.1 Al氧化物和水合氧化物的表面化学性质 204
7.5.2 Al矿物晶体结构和表面化学的关系 204
7.5.3 A1氧化物的表面酸性和带电双层 206
7.5.4 Al的氧化物和水合氧化物的吸附模型 208
7.5.5 吸附实验 210
7.5.6 结果与讨论 211
7.5.7 本次研究的环境意义 216
参考文献 217
附表 一些次生含砷矿物溶解度数据 222
附图 227