铁锰分离与锰的富集_关广岳
地下水除铁除锰技术发展历程及展望
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２０ ０ ８年 第 ６期 （ ３ ） 第 ６卷
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龙
江 水
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科
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Ｎｏ ６ ２ ｏ ． ． ０ ８、
Ｈ ｉｎｊ ｎ ｃ ｎ ｅａｄＴ ｃ ｎｌ ｙｏ ｔｒ ｏｓｒ ｎ ｙ ｅｏ ｇ ａｇＳｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｆ ｅ ｎｅｖ ｃ ｌ ｉ ｅ ｏ Ｗａ Ｃ ａ
（ ｏ ａ Ｎ ． ６ Ｔ ｄ ｌ ｏ３ ）
中 图分类 号 ： Ｕ ９ ． ６ Ｔ ９ １２ ４
文献 标识 码 ： Ｂ
ｌ 我国地下水含铁 、 的情 况 锰
据 调 查 ， 国 含 铁 、 地 下 水 占地 下 水 总 量 的 我 锰 ２％ ， ０ 主要 集 中在松 花江 流域 和 长江 中下游 地 区 ， 黄
水 。工业 上过 高 的 锰 含 量 会 使 产 品 的 质 量 下 降 ， 造
河流域 、 珠江流域等部分地 区也有分布 。全国有 Ｉ ８
个省 市 的地下 水 中含有 过 量 的铁 和 锰 。东 北 地 区地 下水 普遍 含有 铁 、 ， 中黑 龙 江省 更 以高铁 高锰 的 锰 其
地 下 水 著 称 ， 经 发 现 的 铁 的 最 高 含 量 超 过 已
６ ｍｇＬ 锰 的最 高含 量也 达 ５ ｇＬ ０ ／， ｍ／。
铁、 锰都 是构 成 生 物 体 的基 本 元 素 ， 是铁 、 但 锰 过量 也 会 给 人 们 的 生 活 和生 产 带 来 很 多 不 便 和 危
碱 化 法 除 锰 法 、 气 自然 氧 化 除 铁 一强 氧 化 剂 除 曝 锰 法 、 触 氧 化 除 铁 除 锰 法 、 物 除 铁 除 锰 法 等 接 生
化 为 Ｆ ３ 并 以 ｒ （ Ｈ） ｅ ｅ Ｏ ３的形式 析 出 ， 通过沉 淀 、 再
生物除铁锰概述
生物除铁除锰的概述1生物除铁除锰技术的发现早在上世纪三十年代人们对能氧化二价铁的细菌就有所发现，学者们甚至把能氧化铁的一大类细菌统称为铁氧化细菌，并且在输水管道锈蚀方面对于铁氧化细菌有相当深入的研究。
但在水质净化工程上的应用却无人问津。
1986年中国市政工程东北设计研究院在沈阳李观卜微污染含铁含锰地下水净化试验中，发现滤层中有较多的微生物存在，出水铁、锰合格，并且COD和NH3-N有较高的去除率，提出地下水中铁、锰的生物氧化现象。
1987年5月至9月，该院在鞍山大赵台水厂进行了“除铁除锰试验研究”。
采用跌水曝气一级锰砂过滤的简单流程，地下水铁、锰得以很好的去除。
同时进行了室内机理试验，指出滤砂表面的活性膜不是单纯的无机铁、锰氧化物，而是有微生物代谢的生物活性滤膜。
提出了“地下水中锰的去除是滤池中客观存在的生物、化学、物理等综合作用的结果”2生物除铁除锰技术的确立九十年代初，中国市政工程东北设计研究院以“生物固锰除锰技术”为题进行“八五”科技攻关(85-05-02)。
终于揭示了在pH中性域条件地下水除锰的机制，明确指出，在pH中性域条件下，除铁除锰滤层中Mn2＋的氧化是以Mn2+氧化菌为主的生物氧化作用。
在这一生物滤层中，Mn2+ 首先吸附于细菌表面，然后在细菌胞外酶的作用下氧化为Mn2+，从而从水中除掉。
山于Mn2十在pH中性域条件卜，非常稳定，进入滤层前不会因曝气而被空气所氧化，因而不会生成类似氢氧化铁的细碎的胶体颗粒，穿透滤层，因此可以被生物滤层氧化得很彻底，从这个意义上讲，打破了除锰难的观念，应该说除锰比除铁容易。
除锰滤池在投入运行之后，随着微生物的接种、培养、驯化，为生物数量从nX 10 CFU/mL湿砂逐步增长到n X 10CFU/mL湿砂。
微生物的对数增长期与锰去除率的对数增长期相对应。
所谓除锰滤层的成熟，就是滤层中微生物群落繁殖代谢达到平衡的过程。
凡是除锰效果好的滤池，都具有微生物繁殖代谢的条件。
矿井水除铁锰试验研究
矿井水除铁锰试验研究寇忠昌【摘要】为减少矿井水中铁锰含量，采用滤池过滤法进行试验，探讨了不同滤料、滤速、滤层厚度、过滤周期及反冲洗强度等因素对铁锰去除效果的影响。
研究表明，用高锰酸钾溶液浸泡的锰砂作为滤料进行过滤，效果比较明显，出水中铁锰含量符合国工业用水水质标准。
【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2011(000)032【总页数】1页(P90-90)【关键词】矿井水;除铁锰;高锰酸钾;锰砂【作者】寇忠昌【作者单位】河南煤化集团鹤煤公司科研所,河南鹤壁458000【正文语种】中文【中图分类】TU991.265矿井水是煤炭开采过程中的外排水，直接外排会对环境造成污染，处理后可实现矿井水的资源化利用。
矿井水深度处理中，铁锰对反渗透膜的危害是其与膜牢固结合，从而降低工作性能，因此必须严格控制铁锰的进水指标。
处理方法采用滤池过滤法，含铁锰矿井水在滤层表面氧化剂作用下，将溶解状态的铁锰氧化为不溶解的三价铁和四价锰化合物，经过滤达到去除目的。
1 鹤煤九矿矿井水处理工艺流程（见图1）图1为了保护反渗透装置，需要控制进膜前水中的铁锰含量，除铁锰的关键是对滤池滤料的选择，通过试验可确定最合适的滤料。
2 过滤试验2.1 滤料的选择对普通锰砂、石英砂和实验室处理微污染水的挂有生物膜的石英砂等滤料进行试验。
经混凝沉淀的矿井水，由高位水箱进入滤柱，在6.69m/h滤速下，运行1小时后，取出水测定其总铁、二价铁和锰含量，试验结果表明：在新鲜滤料情况下，无论锰砂还是石英砂对铁都有良好的去除效果，但对锰的去除率不高。
相对而言，普通锰砂比石英砂对锰的去除率高，但仍不能满足要求。
挂有微污染水生物膜的石英砂几乎与普通石英砂有相同的处理效果，说明对于生物法除铁锰，必须经过较长的时间培养铁细菌，才可能具有良好的除铁锰效果，因此选择锰砂进行成熟培养或处理是必然选择。
2.2 高锰酸钾浸泡锰砂的处理用3%的KMnO4将清洗过的锰砂浸泡12小时，然后用清水冲洗干净，将其装入滤柱进行试验。
浅析北方城镇地下水铁锰超标的成因及影响
浅析北方城镇地下水铁锰超标的成因及影响作者：梁宸陈鑫鹏杨天浩来源：《科学导报·学术》2020年第50期摘要：本文对北方地下水铁锰超标的成因进行了总结，对铁锰超标的影响进行了分析，并提出了源头为主末端为辅的防控策略，对地下水铁锰超标问题的研究具有一定参考价值。
关键词：北方城镇;地下水;铁锰超标;成因;影响一、引言随着人口的增长和工业农业的发展，城市水资源日益严重不足，因此人们对地下水的开采需求越来越高。
我国从20世纪70年代中期开始大规模开发地下水资源，到20世纪初，我国地下水开采量已超过1000亿立方米。
然而，过度开采和水质污染造成了地下水一系列严重的生态环境问题。
目前，我国地下水的现状十分严峻，根据有关部门的观测数据，城市地下水严重污染的比例约为64%，轻度污染的比例为33%，基本清洁的比例仅为3%。
地下水是中国北部及许多城市维持生态环境的重要水源，同时也是农业灌溉、工矿生产、城市生活的重要水源。
在地下水的开采利用过程中，金属离子尤超标，尤其是铁锰超标的问题值得关注。
中国《饮用水卫生标准》（GB5749-85）规定，铁和锰的浓度分别不得超过0.3mg/L和0.1mg/L。
对于超过标准的原水，须通过相应工艺措施降低铁、锰含量，从而满足国家饮用水的卫生标准。
二、地下水铁锰超标的成因分析铁和锰是构成地壳的主要金属元素，在不同的环境中存在溶解态和固态，其原子排列分别为26和25，原子量分别为55.85和54.94[1]。
铁锰离子的性质非常相似，经常共同参与自然界的物理、化学和生化反应。
由于能够与许多离子结合，铁锰元素以不同的价态形式溶解在天然水尤其是地下水中。
在天然水体中，铁和锰是同时存在的，并且存在形式几乎完全相同，因此这里仅以铁的超标成因加以分析。
在还原环境中，铁往往以离子的形式存在。
产生高于标准值的铁离子的机制如下：一方面，碳酸化的地下水在地下溶解了氧化铁;另一方面，在还原条件下，三价态氧化铁被还原为Fe2+，但Fe2+的活性较强，所以含Fe2+矿物更易溶于水，因此在水中形成铁物质并且超出于标准正常值。
铁锰矿氢基矿相转化与高效分离关键技术基础研究
铁锰矿氢基矿相转化与高效分离关键技术基础研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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西太平洋铁锰结壳中两类不同成因磷酸盐的元素特征、形成机制及指示意义
西太平洋铁锰结壳中两类不同成因磷酸盐的元素特征、形成机制及指示意义刘佳辉;曲扬;李伟强;魏广祎;孙倩元;凌洪飞;陈天宇【期刊名称】《海洋地质与第四纪地质》【年(卷),期】2022(42)2【摘要】太平洋铁锰结壳在中新世以前大多经历了磷酸盐化,一般认为其形成代表了高生产力时期富磷组分对先期已形成结壳的交代作用,即磷酸盐化事件的产物。
然而,前人对铁锰结壳磷酸盐化的机制研究多基于点-线分析元素或同位素,对铁锰结壳生长结构及二维元素分布特征研究较少。
本研究以西太平洋水成铁锰结壳MDD53为研究对象,利用电子探针(EPMA)进行高分辨率元素定量分析,并结合微区X射线荧光光谱(μXRF)面扫得到结壳元素二维分布图。
电子探针和μXRF结果揭示了该结壳中下部发生了磷酸盐化。
μXRF结果显示该结壳存在两种不同类型的磷酸盐富集特征:第一类是结壳顶部中出现零星的Ca、P富集,同时伴随着强烈的后期改造特征,如结壳呈破碎状结构,Fe丢失、Mn相对富集。
电子探针数据进一步表明,在成岩改造中,Co、Ni等微量元素发生了相对富集,而Pb则发生了丢失,这一现象反映了这些元素与Fe、Mn不同的亲和力,与大量有机质在结壳海水界面分解导致的成岩扰动特征相符。
第二类是结壳底部连续出现的纹层状Ca、P富集特征,且无后期扰动现象,暗示MDD53结壳底部磷酸盐是同沉积/早成岩作用的产物,而不是反映后期磷酸盐化事件成岩改造的影响。
这类未报道过的同沉积磷酸盐可能表明结壳形成早期,其水深相对较浅时,海水中大量磷酸盐与铁锰氧化物胶体共沉淀而产生的磷酸盐富集现象,因而为重建晚白垩世-早新生代高时间分辨率古海洋演化提供了可靠载体。
【总页数】10页(P36-45)【作者】刘佳辉;曲扬;李伟强;魏广祎;孙倩元;凌洪飞;陈天宇【作者单位】南京大学地球科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】P744.3【相关文献】1.中太平洋铁锰结壳灰度序列中米兰柯维奇周期的识别及结壳生长速率的演化2.不同成因的海洋铁锰氧化物沉积物中稀土元素的地球化学特征3.中太平洋铁锰结壳元素间的关系及其对结壳成因的意义4.太平洋铁锰结壳铂族元素的初步研究5.西太平洋Kocebu海山铁锰结壳稀土元素地球化学特征因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
过硫酸铵在铁锰杂质脱除中的应用
这样就可以避免引入不必要的杂离子 K+ ,使体系 尽可能地纯净 。在实验中使用自制的活性氧化锌和 147μm 的煤质活性炭进行了比较 ,发现活性炭更易 于吸附微细胶体粒子 。
图 4 吸附剂与铁锰脱除率关系曲线
从图 4 可以看出活性炭脱除率要略高于活性氧 化锌 ,并且容易过滤 。但是单独使用活性炭不能够
S2O28 - + Fe2 +
S2O
2 8
-
+ Mn2 +
Fe3 + + SO24 Mn4 + + SO24 -
Fe2 + 和 Mn2 + 在 水 合 作 用 下 生 成 黄 铵 铁 矾 (N H4) 2 Fe6 ( SO4 ) 4 ( O H) 12 和 MnO ( O H) 2 胶体絮状 粒子 。由于絮凝过程较长 ,粒度过小胶体往往悬浮 于溶液中难以彻底沉降下来 ,所以在操作过程中尽 管氧化得很彻底 ,但铁锰脱除效果并不太理想 。这 是由于铁锰离子以胶体溶液的方式带入了后续工 序 ,造成最终产品中铁锰含量超标 。经过大量实验 , 我们发现在氧化后的溶液中 ,加入适量的活性氧化 锌和活性炭混合物 ,能有效地促进铁锰水合胶体凝 集过程和加大悬浮微胶粒的聚并程度 ,同时还可以 将溶液中残余的铵离子驱逐出来 ,使产品纯度进一 步提高 。这是由于活性氧化锌和活性炭比表面积较 大 ,有一定的吸附作用 ,在溶液中可以形成一定的团 聚中心 ,能将水合氢氧化物胶体微粒絮凝沉降的缘 故。 2 实验部分 2. 1 实验过程 实验中发现 : 将 ( N H4) 2 S2O8 晶体粉末在 40 ℃ 时投入溶液内 ,即可观察到缓慢的氧化反应发生 ,80 ～100 ℃时反应非常剧烈 ,有大量的絮状铁锰水合物 出现 。为了驱赶溶液中的铵离子 ,将氧化反应温度 保持在 80 ℃以上 。生产中可直接通入蒸汽加热溶 液至 80 ℃,即投入过硫酸铵粉末 ,此时可见到大量 棕红色的铁锰水合物胶体 ,恒温 5 min ,接着添加活 性氧化锌 。尔后停止加热 ,利用余温维持陈化反应 即可 。将陈化后的溶液静置到 25～35 ℃,铁锰水合 物胶体沉淀物即沉降附着在容器壁上和底部 。在生 产中用板框过滤机压滤或袋式过滤器过滤 ,得到无 色透明硫酸锌溶液 ,此时溶液中的铁锰含量一般都 低于 10 - 4 mg/ L 。 2. 2 分析方法[3 ] 采用 751 —分光光度仪来测定 Fe3 + 和 Mn2 + , Fe3 + 用邻二氮菲显色剂 ,Mn2 + 用高碘酸钾氧化为紫 色七价锰 ,分别在它们的λmax处用工作曲线法测定 Fe3 + 和 Mn2 + 的百分含量 ,Fe2 + 和 Mn4 + 用差量法减 得。 3 结果分析 3. 1 反应温度的影响
我国地下水除铁除锰技术研究进展
胰 腺 、肝脏 和皮 肤 ，诱 发 糖尿病 、肝 硬变 、皮 肤病 等疾 病 。还有 研究 表 明 ：从 生物摄 取 铁 的过 程 看 ，过 多的铁 质会 增加 传染 病 的感染 ；反 之 ，铁 质较 少就 不 容易感 染疾 病 ｊ 。 锰 的生理学 毒性 比铁 更加 严重 ，锰及 其 无机盐 类 危害甚 大 ，人体 摄入 过量 的锰 ，则 会造 成相 关器 官 的病变 ，引起锰 佝偻 病 ，长期 接触 还会 引起 中枢 神经 系统 、消 化系统 和 呼吸 系统方 面 的疾病 等 。如 日本
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