嗜酸性氧化亚铁硫杆菌介导的次生铁矿物形成的影响因素分析

酸性矿山废水（AMD）具有酸度高并含有大量可溶性Fe、硫酸根及重（类）金属的特点，采用生物矿化法促使AMD中Fe向羟基硫酸铁次生矿物转变，对AMD后期石灰中和减少氢氧化铁和废石膏的产生，提高中和效率具有实际意义.本研究模拟AMD，考察了初始pH、Fe2+浓度、Fe/Na摩尔比对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）体系中Fe2+氧化率、总Fe沉淀率、次生铁矿物矿相的影响.结果表明，高浓度Na+会抑制A.ferrooxidans的氧化能力，当Na+浓度在A.ferrooxidans耐受范围内时，其不影响Fe2+氧化及总Fe沉淀去除效果，表现在160、80、20 mmol·L-1的Fe2+分别在72、48、48 h内被完全氧化，培养至终点时平均总Fe沉淀率分别为20.04%、16.43%、0.99%.此外，在Fe2+浓度为160 mmol·L-1体系中，当Fe/Na摩尔比为1.0、2.0时，pH为2.0~2.6时获得次生铁矿物均为纯净施氏矿物.而当Fe/Na摩尔比降至0.5时，次生铁矿物的合成途径开始向黄钠铁矾转移，且其特征衍射峰随着Na+浓度提高而愈加显著.本研究结果可为生物合成次生铁矿物工艺的优化及其在AMD治理领域的有效应用提供必要的参数支撑