[学位论文]沉积物中铁氧化物的生物还原对铁磷有效性影响的研究

合集下载

973计划课题

973计划课题2004年度总结报告项目名称：湖泊富营养化过程与蓝藻水华暴发机理研究课题名称：湖泊水－沉积物界面过程对营养物迁移转化影响研究课题编号：2002CB412304课题负责人：金相灿刘建彤课题依托单位：中国环境科学研究院中国科学院水生生物研究所二零零四年十二月十五日本课题自2003年启动以来，紧紧围绕国家需求、课题任务书的任务要求和目前国际、国内的研究进展，开展了大量的野外调查检测、室内分析和模拟试验研究工作。

下面从以下几个方面，对整个第四课题在2004年度的研究工作做一概括性总结。

一、年度计划执行情况1．年度计划完成情况1.1课题拟完成的研究内容和预期目标根据课题任务书的要求，本课题第二年度应完成下列研究内容。

1.1.1掌握水体理化因素和生物因素对生源要素在水-沉积物界面形态转化的影响；1.1.2研究富营养化条件下，水-沉积物界面微生态结构的维持机理；1.1.3确定污染湖区主要生源要素的形态与生物可利用性之间的关系；1.1.4掌握跨介质间营养物的动态赋存以及热力学平衡与营养状态的关系；1.1.5在国内外核心刊物上发表文章4篇，其中中国环境科学研究院和中科院水生生物研究所分别发表2篇。

1.2 课题完成的研究内容和目标1.2.1浅水湖泊水-沉积物界面物质交换过程及其水动力影响机制现场调查采样，分析，完成冬、夏两季样品采集工作，进行实验室内外分析数据的初步整理。

初步总结完成沉积物-水界面氧化还原条件的控制机理研究。

1.2.2 湖泊营养物的微生态转化及生化动力学针对长江中下游的五大浅水湖泊（滇池、洪泽湖、洞庭湖、巢湖和太湖）和两个城市湖泊(武汉月湖和南京玄武湖) 进行现场调查采样、分析，进行实验室内外分析数据的整理，总结长江中下游湖泊的基本理化特征和营养状况；同时重点研究太湖不同富营养水平湖区，分春夏秋冬四季对太湖流域的梅梁湖鼋头渚、梅梁湾小丁湾、梅梁湖蠡园、贡湖、东太湖等湖区进行野外调查，分析上覆水、沉积物样品中各种理化性质。

基于“三塘两坝”工艺的河流污染治理技术研究

基于“三塘两坝”工艺的河流污染治理技术研究发布时间：2022-11-18T06:40:55.428Z 来源：《城镇建设》2022年14期作者：邓颖辉[导读] 河流污染是我国面临的严重环境问题之一，邓颖辉南京市市政设计研究院有限责任公司广州分公司,广州 510630摘要：河流污染是我国面临的严重环境问题之一，为了应对水体污染对河道造成的重大影响，人们做出了一系列的应对方法,本文在介绍河流污染治理技术分类及其适用范围的基础上提出了新型“三塘两坝”工艺,之后详细分析了“三塘两坝”工艺的特点和净化原理，最后论述了“三塘两坝”工艺的设计要点和主要配置，为河流污染治理提供理论参考。

关键词：三塘两坝；河流污染；脱氮除磷；生态技术中图分类号：X522 文献标识码：A 文章编号：DOI：Research on river pollution control technology based on "three ponds and two dams" process DENG YinghuiNanjing Municipal Design and Research Institute Co.,Ltd.Guangzhou Branch,Guangzhou 510630,ChinaAbstract：River pollution is one of the serious environmental problem facing our country.In order to deal with the significant impact of water pollution on the river, people have made a series of countermeasures.On the basis of introducing the classification and application scope of river pollution control technology, this paper proposes a new "three ponds and two dams" process, and then analyzes the characteristics and purification principle of the "three ponds and two dams" process in detail.Finally, the design points and main configuration of the "three ponds and two dams" process are discussed, providing theoretical reference for river pollution control.Keywords：three ponds and two dams; river pollution; nitrogen and phosphorus removal; ecological technology 0 引言河流污染治理作为一项重要的民生任务，近十年来国家不断加大治理投入，取得了显著成效，但仍存在不同程度的功能单一化、治理片段化和河流渠道化等问题[1]，进入新时期，河流污染治理面临着一系列新形势、新使命；“三塘两坝”工艺是在总结国内治理现状和国外先进治理经验基础上，提出的一种高效脱氮除磷、可塑性强、可利用植物碳源、低管养型、多态氧环境交错多功能的新时期河流污染治理对策体系，研究成果可为河流污染治理提供理论参考。

近海沉积物中铁锰水合氧化物结合态金属元素的提取研究

近海沉积物中铁锰水合氧化物结合态金属元素的提取研究近几十年来，铁锰水合氧化物（Fe-Mn oxyhydroxides，简称FeMnO）在海洋沉积物中逐渐得到关注，它们含有丰富的金属元素，具有重要的地球化学意义。

由于FeMnO对于大气成分的保存效果出色，它们有助于研究海洋中重金属物质的变化，也有助于研究大气污染的演变情况。

一、提取FeMnO的原理FeMnO是一类复合物，含有多种金属元素，属于超微粒沉积物，受到空气压力、水温、潮汐频率等外部因素影响，在不同沉积物中具有不同的形态。

针对此问题，采用提取法从海洋沉积物中提取FeMnO结合态金属元素可解决此问题。

1.蒸馏法根据沉积物结构，采用蒸汽蒸馏法，把体积较小的FeMnO和金属离子以蒸汽的形式带走，清除沉积物中的结合态金属元素，从而消除所有的海洋沉积物，实现铁锰酸盐和金属离子的可用状态化，从而实现提取。

2.离子交换法采用离子交换法，以离子交换膜的形式，利用不同的离子（氯离子及其他金属离子）进行金属元素提取，将FeMnO以超滤方式从海洋沉积物中抽取，从而实现金属元素提取，实现精细提取。

二、提取FeMnO的方法1.化学提取法这种方法利用强酸或强碱能将FeMnO从海洋沉积物中溶解提取；聚合和沉淀技术能够把沉积物中的FeMnO团聚成大量的颗粒，同时能有效的沉淀多种金属元素；用高压及低温的方法，将高原及高温的FeMnO 转化为可溶的状态，有效的提取内部金属元素。

2.生物提取法生物提取法是一种性能良好且快速有效的提取方法，是利用细菌、真菌及其他生物细胞降解物质，将FeMnO从沉积物中提取出来的一种方法。

3.物理提取法用物理提取方法，采用微波法或者超声法，通过微波或超声作用将FeMnO从沉积物中热力学抽取，达到有效提取FeMnO中金属元素的目的。

总而言之，提取FeMnO结合态金属元素，采用化学提取、生物提取及物理提取，分别采用蒸馏法、离子交换法，或采用微波法、超声法等；另外，还可以利用酸碱法或聚合沉淀法有效提取出FeMnO中的金属元素。

沉积物磷形态及影响因素研究进展

沉积物磷形态及影响因素研究进展作者：张奇来源：《绿色科技》2017年第10期摘要：指出了磷是多数淡水湖泊的营养控制性因子，沉积物中的磷向上覆水体释放会对水体中磷含量产生重要影响。

不同形态的磷有着不同的释放强度，而且影响因素也有所不同。

对沉积物磷形态及其影响因素的相关研究进行了总结，分析了其中存在的一些问题，并对以后的发展提出了展望。

关键词：沉积物；磷形态；影响因素中图分类号：P512.2文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）100135041 引言沉积物是湖泊生态系统三大环境要素之一，通常是勃土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学和生物等作用及水体传输而沉积于水体底部所形成[1]。

人类活动产生的污染物随地表径流、降水等进入湖泊，经过一段时期积累，逐步埋藏形成沉积物[2]，因此沉积物营养物质的含量和分布特征，是了解和研究区域营养物质沉积历史和环境变迁的一种重要依据[3]。

沉积物是水体中营养物质的“汇”和“源”[4]，当外源营养物质不断注入湖泊，营养盐在湖泊沉积物中逐步积累，使沉积物成为了上覆水体中营养物质的“汇”[5]。

但是当外部环境发生变化时，被沉积物吸附的营养物质能通过解析、溶解等作用返回上覆水体，会对湖泊水质恶化产生重要的影响，此时沉积物便成为上覆水体营养物质的“源”[6]。

磷是绝大多数淡水湖泊的营养控制性因子[7]，沉积物中的磷，特别是“活性”的含磷组分的再生活化，可能导致沉积物向水体的磷释放，形成湖泊系统磷负荷的重要内源[8]，因此湖泊沉积物中磷形态分析研究有助于认识沉积物-水界面之间磷的交换机制和沉积物内源磷负荷机制[9]，也是了解水体沉积物磷地球化学循环的重要途径[10]。

因此笔者总结了沉积物磷形态及其影响因素的研究进展，以期找到现存的一些不足之处，并为沉积物磷形态的相关研究提出些许展望。

2 沉积物磷形态提取方法沉积物中磷以无机磷（IP）及有机磷（OP）两大类形式存在，其中无机磷的存在形式还可以进一步分为易交换态或弱吸附态磷、铝结合磷、铁结合磷、钙结合磷[11]；OP由于分离和鉴定困难，许多学者将有机磷看作一个形态[12]，实际上有机磷又可以分为糖类磷酸盐、核苷酸、腐殖质和富里酸部分、磷酸酯、膦酸盐[13]，不同形态IP 和OP的释放机制，稳定性及生物有效性差异甚远[14]。

铁矿粉气基直接还原过程中铁晶须生长观察

铁矿粉气基直接还原过程中铁晶须生长观察钟昇平;郭磊;丁智勇;郭占成【摘要】A five-stage horizontal heating furnace was applied to the direct reduction experiment of five different sizes of CVRD ore at different temperatures and atmospheres.The ore samples with different surface particle morphologies under various conditions were obtained after reduction.Metallization rate testing and microstructure analysis were done for them under scanning electron microscopy (SEM). The results show that different reduction conditions have important influence on the morphology of mineral particles and the growth of the iron whiskers on the surface of the particles during the reduction process. Thus the reduction of the ore power particle and the particle surface morphology can be controlled by the control of the reduction conditions. Findings indicate that the reduction condition of the iron ore particles and the surface morphology of the particles can be controlled by the reduction conditions so as to improve the bonding conditions of the particles in the gas-based direct reduction.%采用五段式卧式加热炉装置,对5种粒度范围的巴西CVRD矿粉进行了不同温度、不同气氛条件下的气基直接还原实验,还原后得到各个条件下具有不同表面颗粒形貌的矿粉样.对还原后的矿粉样进行金属化率检测和扫描电镜下微观形貌观察,发现不同的还原条件对铁矿粉还原过程中矿粉颗粒形貌及颗粒表面铁晶须的生长状况具有重要影响,研究发现,可以从还原条件来控制矿粉颗粒的还原状况及颗粒表面形貌,从而改善气基直接还原中的颗粒黏结状况.【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2018(009)001【总页数】7页(P15-21)【关键词】气基直接还原;颗粒形貌;铁晶须;金属化率;还原条件【作者】钟昇平;郭磊;丁智勇;郭占成【作者单位】北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TF533.1现今炼铁生产的主体仍是高炉炼铁,虽然它的技术已经非常成熟,但它对冶金焦强烈的依赖成为其发展的最大羁绊.由于我国钢铁行业的迅猛发展以及炼焦资源的日益短缺,国内焦炭价格在短短十多年时间里翻了数倍.此外,焦炉的水污染物、粉尘排放、烧结的SO2和高炉的CO2排放很高,对环境污染严重.在节能减排和资源高效、循环利用的背景下,近年来粉铁矿流态化还原炼铁引起了世界各国的广泛关注[1-5].流化床气基直接还原炼铁工艺流程具有直接使用粉矿和不依赖焦煤资源并具有良好的反应动力学条件等优势;但因其自身在铁矿粉还原过程中的黏结失流问题严重削弱了流化床反应器的反应高效性、稳定性和连续化操作,进而阻碍其产业化和广泛应用[6-8].而流态化黏结失流是个复杂的问题,黏结的产生主要是由于还原过程中颗粒间铁晶须物理接触造成的[9-10].一定温度范围内,铁矿粉在流化床还原过程中的黏结行为与金属铁的析出形态有关,金属铁以层状铁形态析出时不易引起黏结,而以铁晶须形态析出时则易引起黏结[11],故解决黏结问题的关键之一是控制金属铁的析出形态,重点是通过控制适宜的还原条件来控制铁晶须生长[12-14].赵志龙等[15]对Fe2O3在CO气氛下的还原过程进行了原位观察,研究不同温度和不同气氛对氧化铁还原过程中铁晶须生长的影响,并且分析得出铁晶须的生长与还原速率有关,而决定还原速率的动力学因素在于还原温度、还原时间、还原气体浓度和氧化铁颗粒大小等;邵剑华等[16]采用可视化流化床装置,研究在一定表观气速条件下,1 073 K 温度时,不同粒度铁矿粉流化还原过程中的黏结失流状况,研究分析得到增大颗粒粒径对失流有抑制作用,这主要是由于颗粒间剪切力的增大,延缓黏结失流的发生,为后期在 CO-H2气氛中颗粒表面沉积C和生成Fe3C提供了时间,使得颗粒间的表面黏性得到降低;郭磊等[17]在流态化炼铁过程中,在抑制黏结失流技术基础研究中指出,不同的还原条件会对铁矿粉还原过程中的矿粉颗粒表面形貌演变造成不同的影响.综上所述,铁矿粉还原过程中的颗粒黏结与颗粒形貌演变及颗粒表面铁晶须的生长有极大关系,而还原过程中铁晶须的生长与铁矿粉颗粒本身及还原过程中还原条件的控制密切相关.该研究为探明铁矿粉在还原过程中铁晶须生长的条件,也为更好地抑制铁晶须生长,从而把握还原过程中颗粒形貌的演变及颗粒间的黏结,从矿粉粒度、还原温度、还原气氛3个方面控制还原条件,来观测铁矿粉在还原反应后颗粒表面铁晶须的生长状况及其对铁矿粉还原度的影响.1 实验1.1 实验装置实验主要设备装置为合肥科晶材料技术有限公司生产的1 200℃五温区卧式加热炉,如图1所示.卧式加热炉炉管为高纯石英管,采用五段式恒温加热区间,最高工作温度为1 200℃,连续工作温度为1 100℃,最大升温速率为20℃/min,额定功率为6 kW.1.2 实验设计分别对 550～880 μm、250～550 μm、150～250 μm、106～150 μm和<106 μm这 5个粒度的巴西CVRD矿分别在700℃、800℃、900℃ 3个温度和体积分数分别为 75%CO+25%CO2、85%CO+15%CO2、95%CO+5%CO2三种气氛下进行恒温还原一定时间,得到还原后的矿粉颗粒,进行表面形貌分析来观测铁晶须生长状况,再进行金属化率检测以观其还原程度.首先,选择一定的还原温度和还原气氛,取这5个不同粒度的巴西CVRD矿各3 g,为保证良好的还原动力学条件,平铺于炉管内5个恒温区对应的钼板;设置卧式加热炉的升温程序,在250 mL/min高纯氮气保护下,以5℃/min的升温速率,从50℃升至指定温度（700℃、800℃、900℃）;待温度恒定后,切换为250 mL/min的提前配比好的指定气氛（75%CO+25%CO2、85%CO+15%CO2、95%CO+5%CO2）,计时还原 80 min;然后在 250 mL/min 的 N2保护气氛下以3℃/min降温速率缓慢降至室温,取出样品进行检测分析，分析结果分别见表1，图2，图3.对实验用巴西CVRD矿进行XRF成分分析（表1）、XRD物相分析（图2）及SEM显微和EDS（图3）能谱分析可知,CVRD矿主要铁相为Fe2O3,主要脉石相为SiO2,且在扫描电镜下对CVRD矿粉颗粒截面观察可知,脉石与铁相解离程度较好,这对于矿粉颗粒气基直接还原中铁的集中和还原效率的提高有显著益处.图1 卧式加热炉示意Fig.1 Schematic diagram of horizontal tube heating furnace表1 巴西CVRD矿化学成分/（质量分数,%）Table 1 Chemical composition and mineral phase of Brazil hematite/（mass fraction， %）成分含量TFe 66.40 FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 0.01 3.30 0.04 0.04 0.70图2 巴西CVRD矿XRD物相分析Fig.2 XRD phase analysis diagram of Brazil CVRD ore2 结果与讨论2.1 粒径对矿粉颗粒铁晶须生长的影响粒径是影响颗粒黏结的重要因素,并且随着粒径的减小,还原过程中矿粉颗粒表面的形貌变化及铁晶须的生长呈现一定的规律性变化.以具有代表性的700℃、85%CO 还原条件为例,如图4所示.在106～880 μm粒径范围,随着粒径的减小,铁晶须的生长愈趋茂盛,尤其是106～150 μm单个颗粒中生长的铁晶须长而粗壮,而粒径<106 μm的颗粒,晶须长势略弱于106～150 μm的粒径颗粒.颗粒表面呈现多孔状.矿粉颗粒晶须首先从颗粒边缘长出,而后从颗粒的其余平整表面开始长出,这一点在550～880 μm和250～550 μm这2个较大粒径中表现得尤为突出.从小粒径矿粉颗粒还原后显微形貌（如图4（c）、图4（d）、图4（e）所示）可以看出,颗粒边缘晶须的生长较中间茂盛,且随着粒径的减小,这一点表现得更为明显.图3 巴西CVRD矿粉颗粒显微结构截面及能谱分析Fig.3 Analysis of energy spectrum and microscopycross section of Brazilian CVRD mineral particle 而对于金属化率的直观比较如图5所示.可以看出106～150 μm还原后矿粉样金属化率最高;250～550 μm 次之;150～250 μm 和<106 μm 这两个粒径还原后矿样略低于250～550 μm的金属化率;而550～880 μm有较弱的晶须长势,且金属化率仅有40.63%.所以综合可知,金属化率与矿粉颗粒还原中铁晶须的长势有密切关系,随着矿粉粒径的减小,颗粒表面晶须生长趋势上升,而后略有降低,同时还原程度也持续加大,并在106～150 μm这一粒径达到最大,而后略有降低.矿粉粒径是影响气基直接还原中铁晶须生长的重要因素,且随着矿粉粒径的变化,颗粒表面晶须呈现一定规律性的生长.图4 700℃、（85%CO+15%CO2）条件下不同粒径CVRD矿还原后颗粒形貌Fig.4 The morphology of different size of CVRD particles reduced by thecondition of 700 ℃、（85%CO+15%CO2）图5700 ℃、（85%CO+15%CO2)条件下CVRD矿不同粒径还原后金属化率Fig.5 Metallization rate of different size of CVRD particles reduced by condition of 700℃、（85%CO+15%CO2）2.2 温度对矿粉颗粒铁晶须生长的影响温度是影响化学反应的重要因素,温度也是影响气基直接还原过程中铁晶须的生长及颗粒黏结失流的重要因素[18].不同温度对铁晶须生长的影响比较明显,且随着还原温度的变化,颗粒表面晶须的生长呈现一定规律性变化.还原温度对铁晶须生长的影响体现在对铁晶须生长的数量、大小以及铁晶须在颗粒表面中心和边缘的分布情况.以具有代表性的106～150 μm矿粉在85%CO+15%CO2气氛下还原后的微观形貌为例,如图6所示.从还原后的微观形貌图可以看出,在粒径和气氛相同的条件下,800℃还原出的矿粉颗粒较700℃和900℃铁晶须长势好、数量多且颗粒饱满晶须粗壮.800℃还原后铁晶须在颗粒表面中心和边缘分布均匀;900℃还原后颗粒表面晶须较700℃和800℃细长,且颗粒边缘晶须长势较颗粒中心茂盛;700℃还原后矿粉颗粒表面局部边缘区域晶须长势较强,颗粒中心铁晶须分布稀疏,但单个晶须较900℃粗壮.而就金属化率来说,如图7所示.随着温度的上升,金属化率呈现递减趋势.温度越高,矿粉还原过程中动力学条件越好,化学反应越剧烈,生成铁的速率越高,新生成铁快速聚集形核长大,来不及向颗粒内部扩散,导致矿粉颗粒内部还原不够充分,从而降低了还原度,使得金属化率减小[19-20].所以综合来说,800℃较700℃和900℃更利于矿粉颗粒还原过程中铁晶须的生长.图6 106～150 μmCVRD矿在（85%CO+15%CO2）气氛下不同温度还原后颗粒形貌Fig.6 Morphology of 106～150 μm CVRD particles reduced by the condition of（85%CO+15%CO2） and different temperatures图7106 ～150 μmCVRD 矿在（85%CO+15%CO2）气氛不同温度还原后金属化率Fig.7 Metallization rate of 106～150 μm CVRD particles reduced by condition of （85%CO+15%CO2） and different temperatures2.3 气氛对矿粉颗粒铁晶须生长的影响还原势对于气基直接还原反应的影响起决定作用,因此还原气氛对矿粉颗粒的还原过程有显著影响,对还原中铁晶须的生长状况亦有明显作用[21－22].而气氛对矿粉颗粒铁晶须生长的影响体现在铁晶须数量、大小和铁晶须在颗粒表面分布情况这3个方面.选取106～150 μmCVRD矿在800℃条件还原后的微观形貌如图8所示.明显看出,75%CO+25%CO2气氛下还原后矿粉颗粒表面无明显铁晶须生长,且金属化率较低（如图9所示）,但因还原反应颗粒表面物理化学性质发生变化,颗粒由致密状变为多孔状.85%CO+15%CO2和95%CO+5%CO2这2个气氛条件下的颗粒铁晶须长势较强,85%CO+15%CO2气氛下还原后矿粉颗粒表面晶须都短而粗壮,且颗粒边缘晶须长势较中心强;95%CO+5%CO2气氛下还原后矿粉颗粒表面铁晶须较85%CO+15%CO2气氛细长,且晶须在颗粒表面中心和边缘分布均匀.总的来说,随着CO气氛浓度的升高,矿粉颗粒表面铁晶须的长势较快,且在颗粒表面更均匀分布,并使得整个矿粉颗粒呈刺须状.图8 106～150 μmCVRD矿在800℃下不同气氛还原后颗粒形貌Fig.8 Morphology of 106～150 μm CVRD particles reduced by condition of800 ℃and different atmosphere图9 106～150 μmCVRD矿在800℃下不同气氛还原后金属化率Fig.9 Metallizationrateof106～150 μmCVRDparticles reducedbytheconditionof800℃anddiffere ntatmosphere3 结论1）气基直接还原过程中,颗粒表面铁晶须的生长对颗粒黏结起着重要作用:还原过程中矿粉颗粒表面铁晶须间的相互勾连是导致颗粒黏结的重要因素.因此,为抑制颗粒间的黏结,应控制还原过程中颗粒表面铁晶须的生长.2）矿粉颗粒的还原度与其还原过程中的表面形貌变化呈现一定的相关性:颗粒在还原过程中晶须生长越茂盛,颗粒还原度往往越高,但颗粒黏结趋势也越强.于是,可以从还原条件的均衡控制来使还原度和黏结趋势保持在优化状态.如106～150μmCVRD矿在700℃、85%CO+15%CO2还原条件下有相对较大的还原度和较小的黏结趋势.3）综合考虑,106～150 μm巴西CVRD矿在900℃、95%CO+5%CO2还原条件下铁晶须生长最为茂盛,且还原度较高;而250～550 μm巴西CVRD矿在700℃、75%CO+25%CO2还原条件下铁晶须长势最弱,且还原度较低.参考文献:[1]LU W K,JIANG X,YANG J L.Smelting reduction and direct reduction foralternativeironmaking[C]//5thInternationalConferenceonScience and Technology of Ironmaking,Beijing:Journal of and Iron Steel Research,2009,16:79-86.[2]CONSIDINE T J,JABLONOWSKI C,CONSIDINE DMM.The environment and new technology adoption in the US steel industry[J].University Park,2001,5(3):47-59.[3]范建峰,李维国,周渝生,等.流化床处理粉铁矿工艺研究[J].钢铁,2007,42(11):17-20.[4]中国科技情报研究所.流态化气体炼铁[M].北京：科学技术文献出版社,1977.[5]张宗旺,李健,李燕,等.国内难选铁矿的开发利用现状及发展[J].有色金属科学与工程,2012,3(1):72-77.[6]邵剑华.流态化炼铁技术的必要性与研究现状[J].中国冶金,2011,21(8):1-7.[7]吴铿,张家志,赵勇,等.冶金反应工程学中反应过程动力学的研究方法探究[J].有色金属科学与工程,2014,5(4):1-6.[8]艾光华,李晓波,周源.高磷铁矿石脱磷技术研究现状及发展趋势[J].有色金属科学与工程,2011,2(4):53-58.[9]HAYASHI S,IGUCHI Y.Factors affecting the sticking of fine iron ores during fluidized bed reduction[J].ISIJ International,1992,32(9):962-971. [10]ZHONG Y W,WANG Z,GONG X Z.Sticking behavior caused by sintering in gas fluidisation reduction ofhaematite[J].Ironmaking&Steelmaking,2012,39(1):38-44.[11]齐渊洪,许海川.还原流化床内铁的析出形态与铁矿粉的粘结行为[J].钢铁研究学报,1996,8(5):7-11.[12]钟怡玮,公旭中,王志,等.Fe表面纳微结构对Fe2O3流态化还原过程黏结失流的影响[J].北京科技大学学报,2011,33(4):406-412.[13]赵志龙,唐惠庆,郭占成.CO还原Fe2O3过程中金属铁析出的微观行为[J].钢铁研究学报,2012,24(11):23-28.[14]姚玺,郭汉杰,李永麒,等.氢气在不同还原条件还原磁铁矿的试验研究[J].有色金属科学与工程,2015,6(5):12-16.[15]赵志龙,唐惠庆,郭占成,等.CO气氛下还原Fe2O3过程中铁晶须生长的原位观察[C]//2010年全国冶金物理化学学术会议.马鞍山：中国金属学会物理化学分会,2010.[16]邵剑华.颗粒粒径对流态化还原铁矿粉黏结失流的影响[J].工程科学学报,2015,37(10):1276-1283.[17]郭磊.流态化炼铁过程中抑制粘结失流技术基础研究[D].北京：北京科技大学,2016:161.[18]辛秦,王新东.温度对氢气还原氧化铁影响及电化学性能研究[J].有色金属科学与工程,2015,6(1):41-47.[19]MOUJAHID S E,RIST A.The nucleation of iron on dense wustite:A morphological study[J].Metallurgical and Materials TransactionsB,1988,19(5):787-802.[20]NICOLLE R,RIST A.The mechanism of whisker growth in the reduction of wüstite[J].Metallurgical and Materials Transactions B,1979,10(3):429-438.[21]KOMATINA M,GUDENAU H W.The sticking problem during direct reduction of fine iron ore in the fluidizedbed[J].Metalurgija,2004,10(4):309-328.[22]蓝荣宗,王静松,韩毅华,等.高还原势气氛下烧结矿低温还原粉化试验研究[J].有色金属科学与工程,2012,3(1):5-9.。

环境因子对水体沉积物磷释放的影响

环境因子对水体沉积物磷释放的影响作者：孙刚房岩毕语涵都兴莉来源：《农业与技术》2014年第10期摘要：沉积物是水体营养盐和污染物的重要蓄积库，已成为水体污染的主要来源之一。

温度、溶解氧、生物组成、机械扰动、pH值等环境因子对于水体沉积物磷素释放具有复杂的、综合的、深刻的影响，制约着水体的营养水平、透明度、生产力和食物网。

作为世界范围内的一个突出环境问题，水体沉积物污染已成为环境学、生态学、地理学的研究热点。

研究沉积物—水界面的磷素交换、释放机制，对于水体污染预测和控制具有显著的理论意义和应用价值。

关键词：环境因子；水体；磷素释放；沉积物；内源污染中图分类号：X52，Q148 文献标识码：A沉积物是水体营养盐和污染物的重要蓄积库。

国外的莱茵河、泰晤士河、北美五大湖、阿姆斯特丹港、汉堡港、东京湾等，底泥污染普遍十分严重。

在我国，各类水体的底泥中也积累了大量重金属、植物营养元素（氮、磷等）和持久性有机污染物，其含量可高出背景值一至几个数量级[1]。

沉积物不仅可以直接表征水体的污染历史和过程，而且在某些条件下可向上覆水释放污染物，尤其在点源污染得到有效控制以后，沉积物就成为水体污染的主要来源[2]。

沉积物与上覆水之间持续地进行着物质交换[3]，沉积物—水界面耦合一直是水生生态学、湖沼学、环境科学、海洋科学、生物地球化学的重要研究内容。

沉积物污染严重破坏水生生态系统的健康。

美国环境保护署（EPA）在1998年的调查报告中指出，美国已发生的2100起鱼类污染事件大部分与沉积物有关。

在我国，也多次发现水体沉积物具有不同程度的生物毒性[4]。

1 沉积物组成沉积物中磷的浓度、结合态和化学形态是决定磷释放的重要因子。

沉积物的释磷量并不与总磷量呈正相关关系，大部分磷以无机可溶态磷的形态释放到间隙水中。

在厌氧状态下，有机磷趋于向无机磷转化，最后达到有机磷与无机磷的动态平衡。

在非石灰性沉积物中，铁氧化物的吸附作用抑制磷的释放。

大亚湾表层沉积物中磷的形态分布特征

大亚湾表层沉积物中磷的形态分布特征何桐;谢健;余汉生;方宏达【摘要】沉积物中不同形态的磷具有不同的生物有效性和地球化学行为,它们的含量和分布特征包含着许多环境地球化学信息.因此,对沉积物中磷的地球化学形态的研究具有重要的环境地球化学意义.采用SEDEX法将大亚湾表层沉积物中不同形态的磷分离开,继而分析表层沉积物中不同形态磷的含量、分布特征及其影响因素.结果表明,表层沉积物中总磷的含量较高,平均高达341.87 mg/kg;无机磷所占的比例很高,平均达85.11%,平均含量为290.81 mg/kg;有机磷的平均含量为51.05mg/kg.表层沉积物中的碎屑态磷是无机磷的主要赋存形态,平均占无机磷的47.67%;其次为自生磷灰石及钙结合态磷,平均占无机磷的34.79%;铁结合态磷和吸附态磷分别仅占无机磷中的10.23%和7.31%.其中,潜在的生物有效性磷(包括Ads-P、Fe-P和OP)平均占总磷的29.40%.在空间分布上,各站间不同形态磷的含量差异与污染物的陆源输入、沉积物性质等因素有关.【期刊名称】《中山大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(049)006【总页数】6页(P126-131)【关键词】磷形态;分布特征;生物有效性磷;表层沉积物;大亚湾【作者】何桐;谢健;余汉生;方宏达【作者单位】国家海洋局南海海洋工程勘察与环境研究院,广东,广州,510300;国家海洋局南海海洋工程勘察与环境研究院,广东,广州,510300;国家海洋局南海环境监测中心,广东,广州,510300;国家海洋局南海环境监测中心,广东,广州,510300【正文语种】中文【中图分类】P736.2;P762.33海洋中的磷作为重要的生源要素，不仅直接影响着海洋的初级生产力，而且磷与碳的关系密切，对海洋碳循环的影响巨大，直接与全球气候变化和全球生态环境变化相关[1]。

近年来，特别是IGBP核心计划JGOFS、GLOBEC、LOICZ、SOLAS等实施以来，对磷的生物地球化学有了系统深入的了解，具体体现在磷与海洋生物泵的关系，以及碳-氮-磷的耦合特征等方面，这些研究为深入研究磷的生态学功能奠定了基础[2]。

鄱阳湖沉积物中磷吸附释放特性及影响因素研究

鄱阳湖沉积物中磷吸附释放特性及影响因素研究徐进;徐力刚;龚然;丁克强【摘要】沉积物是氮磷营养盐的主要蓄积库，它不仅是外来污染物的归宿地，同时其自身营养盐的释放也可对水环境产生重大影响。

针对鄱阳湖存在的沉积物磷释放问题，关键环境因子对基质磷吸附的影响规律进行了探讨。

通过控制在不同环境因素条件下，上覆水中磷的变化规律探讨，阐明磷在上覆水-底泥界面迁移转化的规律和环境因素对迁移转化过程的影响。

研究结果表明，吸附初始阶段，两者含量相差较大，起始吸附速率很高；随着反应时间的推进，两者含量差随之减小；当吸附时间达到30 min时，此时上覆水的平衡质量浓度为8.648 mg·L-1，两者含量达成平衡。

由磷的吸附等温试验同样可看出，随着平衡质量浓度逐渐增加，土壤吸磷量刚开始增加较快，随后增加趋势逐渐减缓直至磷饱和。

pH越小，上覆水质量浓度越低，沉积物对磷的吸附作用越强；pH越大，上覆水中TP质量浓度越大，强碱条件下，TP吸收量剧减。

在好氧条件下，沉积物对磷的吸附远远高于厌氧条件下沉积物的吸附。

好氧条件下，反应在4 h内，沉积物对磷的吸附速率最高，随后吸附量很小直至逐渐饱和。

厌氧条件下，吸附作用不明显；当反应时间达到24 h后，上覆水磷质量浓度保持不变，此时沉积物磷吸附达到饱和。

高溶解氧水平对于控制底泥向上覆水体释放磷，维持水体较低总磷是必要的。

温度为30℃，20℃和5℃3种条件下，当反应24 h后，三者均达到吸附平衡。

因此，当上覆水的磷质量浓度较低时，高温条件下基质的磷释放速度会高于低温条件下的磷释放速度。

研究结果旨在为正确认识、合理评估环境因素对湖泊水体磷的影响提供更为充分恰当的试验依据和理论解释。

%Sediment is the main accumulation library, which is the gathering place for external contaminants. Nutrients release also exists in lake sediment, which has a significant impact on the lakewater environment. In this paper, the influence factors on phosphorus absorption and release in Poyang lake sediment is investigated. Under different environmental conditions, the variation of phosphorus concentrations of the overlying water is analyzed; the phosphorus transformation processes and its influence factors in the interface of overlying water and sediment are discussed. The results showed that phosphorus concentrations have a large difference between soil and water overlying and the initial adsorption rate was high during the initial stages of experiment. As the adsorption continues, the concentration difference between soil and overlying water decreased. When the adsorption time reached 30min, adsorption-desorption equilibrium completed and the equilibrium concentration of phosphorus of the overlying water was 8.648 mg·L-1. As it also can be seen from phosphorus adsorption isotherm, while the equilibrium concentration gradual increase, phosphorus uptake of soil increased rapidly firs and then slow until reaching phosphorus saturation. And the lower pH and the concentration of the overlying water, the stronger phosphorus adsorption in sediments. The conclusion has been come to on the contrary when pH was relatively large. Phosphorus adsorption in sediment under aerobic condition was much higher than under anaerobic condition. Adsorption rate was highest within 4hours under aerobic condition. Then adsorption capacity is very small until gradually saturated. Phosphorus adsorption was not prominent under anaerobic condition. When the experiment has carried on for 24 h, phosphorus concentration of overlying water remained constant andPhosphorus adsorption in sediment was saturated. It was necessary for high concentrations of dissolved oxygen in controlling the phosphorus release from sediment to overlying water and maintaining low concentrations of phosphorus in water. When the temperature was 5, 20 and 30℃, respecti vely, adsorption equilibrium has finished when the experiment has carried on for 24 h. Sediment phosphorus release rate under high temperature condition was higher than that under low temperature condition when phosphorus concentration of overlying water was low. The results can provide a reasonable assessment and theoretical interpretation of environment factors affecting phosphorus of lake water.【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】6页(P630-635)【关键词】沉积物;磷;吸附;释放;鄱阳湖【作者】徐进;徐力刚;龚然;丁克强【作者单位】南京工程学院环境工程学院，江苏南京 211167; 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室，江苏南京210008;中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室，江苏南京210008;南京工程学院环境工程学院，江苏南京 211167;南京工程学院环境工程学院，江苏南京 211167【正文语种】中文【中图分类】X82沉积物是水体中营养物质最大的源和库(Perkins和Underwood, 2001; House和Denison,2000; Welch和Cooke, 1999)。

铁基材料修复重金属污染农田土壤的研究进展

• 116 •有色金属（冶炼部分）（h t t p://ysyl.bgri2021年第3期doi： 10. 3969/j. issn. 1007-7545. 2021. 03. 018铁基材料修复重金属污染农田土壤的研究进展黄剑、陈涛1>2,程胜1，蒋少军1，晏波1_2(1.华南师范大学环境研究院，广东省化学污染与环境安全重点实验室，广州510006;2.华南师范大学环境学院，广州510006)摘要：铁基材料可通过降低重金属的有效态比例.降低t壤重金属的生物可利用性，控制重金属毒性危害，具有来源广、生产成本低、稳固效果优良等优势。

参阅国内外相关文献.对铁基材料在农田土壤修复过程中存在的作用机理如吸附沉淀、还原、氧化等，以及影响因素如土壤水分、p H、有机质含量和离子竞争等进行了阐述。

对铁基材料在土壤重金属污染的修S潜力以及未来研究方向进行了相关展望。

关键词：铁基材料；土壤重金属修复；作用机理；影响因素中图分类号：X53文献标志码：A文章编号：1007-7545(2021)03-0116-06Research Progress of Iron-based Materials Remediationof Heavy Metal Contaminated Farmland SoilHUANG Jian' ,CHEN Tao K2,CHENG Sheng1 ,JIANG Shao-jun1,YAN Bo1-2(1.G u a n g d o n g P r o v i n c i a l K e y L a b o r a t o r y o f C h e m i c a l P o l l u t i o n a n d E n v i r o n m e n t a l S a f e t y.E n v i r o n m e n t a l R e s e a r c h I n s t i t u t e.S o u t h C h i n a N o r m a l U n i v e r s i t y,G u a n g z h o u510006,C h i n a；2.S c h o o l o f E n v i r o n m e n t,S o u t h C'h i n a N o r m a l U n i v e r s i t y.G u a n g z h o u510006，C h i n a)Abstract ：Iron-based materials can reduce effective state heavy metals proportion and heavy metals bioavailability in soil,and control heavy metals toxicity.There are advantages of wide source,low production cost and good stable effect.Operation mechanism of iron-based materials during soil heavy metals remediation such as adsorption,precipitation,reduction,oxidation,as well as influencing factors such as soil moisture,pH value，organic content and ion competition were summarized and discussed though referring to domestic and overseas literatures.Potentiality and future research direction of iron-based materials remediation in heavy metal contaminated soil were expected.Key w ords：iron-based materials；soil heavy metals remediation；action mechanisms；influence factors工业化和城市化，特别是采矿及冶炼生产导致大量重金属迁移至土壤中，造成了严重的土壤重金属污染。

[学位论文]氧化还原过程对铁磷有效性的影响

中国湖北省武汉市武昌珞珈山 430072
申请学位类别理学硕士
学科专业名称环境科学
论文提交时间 2011 年 5 月
论文答辩时间 2011 年 5 月
培养单位名称
中国科学院水生生物研究所
学位授予单位中国科学院Fra bibliotek究生院答辩委员会主席
评阅人
二零一一年五月
Master’s Degree Thesis
分类号 UDC
密级编号
中国科学院研究生院硕士学位论文
氧化还原过程对铁磷有效性的影响 Effect of Oxidation-Reduction Process on Availability of
Phosphorus Bonded to Iron Oxides 阚丹
指导教师
李清曼副研究员中国科学院水生生物研究所
Effect of Oxidation-Reduction Process on Availability of Phosphorus Bonded to Iron Oxides
Kan dan Supervised by Li Qingman
Institute of Hydrobiology，the Chinese Academy of Sciences Wuhan，Hubei，430072，P. R. China May，2011
2.2.1. 有机物料的制备........................................................................................................... 18 2.2.2. 铁氧化物的制备........................................................................................................... 18 2.2.3. 铁还原微生物............................................................................................................... 18 2.2.4. 铁还原微生物培养基................................................................................................... 18 2.3. 实验方法............................................................................................................................... 19 2.3.1. 电化学方法制备混价态铁氢氧化物........................................................................... 19 2.3.2. 铁氧化物的微生物还原-氧化-再还原-再氧化过程 ................................................... 20 2.3.3. 总磷和总铁的测定....................................................................................................... 21 2.3.4. 酸溶性亚铁、总铁的测定........................................................................................... 21 2.3.5. 磷的测定....................................................................................................................... 22 2.4. 实验设计................................................................................................................................. 22 2.4.1. 纯体系中混价态铁氢氧化物对磷的有效性的影响 ................................................... 22

土壤中铁氧化物

土壤中铁氧化物（Fe2O3）是土壤中重要的矿物质之一，它们在土壤的理化性质、有机碳循环、重金属吸附等方面发挥着重要作用。

1、氧化还原功能：土壤铁氧化物参与土壤中的氧化还原反应，对土壤中的氧化还原环境和微生物活动具有重要影响，影响土壤中的养分的有效性和可利用性。

2、养分循环：土壤铁氧化物在土壤中参与养分的固定和释放过程，对氮、磷等养分的循环和转化有着重要作用。

3、吸附功能：土壤铁氧化物表面具有很强的吸附能力，可以吸附有机物、无机物和污染物，对土壤中的养分和有害物质的迁移和转化起到了调节作用。

土壤中的铁氧化物在土壤肥力和植物生长中起着重要作用，合理管理它们的含量和形态对于维护土壤生态系统的健康和可持续发展具有重要意义。

geobacter metallireducens异化还原铁氧化物三种方式

geobacter metallireducens异化还原铁氧化物三种方式Geobactermetallireducens（G.metallireducens）是一种嗜铁菌，它可以通过三种不同的方式来异化还原铁氧化物。

Geobacter金属还原菌族通常分布在带有大量铁的环境中，例如湿地和沉积物，它们可以利用吸穗状电极来分解有机物质，并以铁形式向环境排出电子。

铁是G.metallireducens的主要来源，因此铁氧化物的异化还原是非常重要的。

G.metallireducens可以通过三种不同的方式来异化还原铁氧化物。

首先，它可以利用铁离子转移蛋白（Fe）来异化还原铁氧化物。

其次，它可以利用其自身外泌体中的铁还原酶来还原铁氧化物。

最后，它还可以利用外源性Fe（III）转化酶改性来催化氧化铁。

Fe（III）转移蛋白Fe（III）系统是G.metallireducens使用最常见的形式，它在铁离子还原过程中可以有效地转移电子，从而实现铁氧化物的还原。

转移因子包括负责转移铁离子的Fe（III）转移蛋白，以及一系列的辅助蛋白，包括转运蛋白、调节蛋白和接合蛋白。

当它们与Fe（III）形成的铁氧化物相遇时，Fe（III）转移蛋白就可以将电子转移到铁氧化物上，从而转化为Fe（II），电子最终被氧化物还原到水中，完成了铁氧化物的还原。

G.metallireducens还可以利用其自身外泌体中的铁还原酶来还原铁氧化物，这种还原模式通常需要一定水平的活性氧，以及一定程度的热敏性。

G.metallireducens的铁还原酶负责将Fe（III）氧化物的电子转移到周围的氧气，这样，Fe（III）氧化物就被还原为Fe（II）氧化物了。

G.metallireducens还可以利用外源性Fe（III）转化酶来催化氧化铁，Fe（III）转化酶可以通过三聚体形式产生，它们可以将Fe （III）氧化物转化为Fe（II）氧化物。

Fe（III）转化酶通过改变结构中的铁，离子和其他原子来实现电子传递，从而将Fe（III）氧化物转变为Fe（II）氧化物。

奥奈达希瓦氏菌mr-1地fe（ⅲ）还原特性和其影响因素研究

分解影响着土壤的Eh和pH，从而影响铁的还原。

根据Schwertmann[35]和Cornell[36]的研究发现，有机质妨碍Fe(OH)3老化，使之不易转化为针铁矿，也使针铁矿和磁赤铁矿不易转化为赤铁矿，分析其原因可能是无定形氧化铁强烈吸附有机质而阻碍了氧化铁晶核的成长，或者是因为铁与富里酸形成络合物，影响结晶速率和结晶产物的性质。

其它电子受体：当土壤中存在比铁更易于被还原的其它电子受体时，如O2、NO3-、Cr(VI)等，铁的还原则受抑制[29]。

由于铝和铁的同晶置换，同样也影响氧化铁的结晶速率和结晶产物的性质。

Fe(II)的浓度：影响氧化铁老化的速率和方向。

比如：亚铁离子的存在，使Fe(OH)3体系老化时只能形成针铁矿，没有亚铁离子时同时可以形成赤铁矿。

铁还原菌：土壤中的铁还原菌具有在铁不能自发还原的情况下能还原铁的能力。

铁还原细菌多种多样，在土壤中广泛分布，其中以芽胞杆菌属最丰富最活跃，此外，还有大肠杆菌、假单胞杆菌属、无色细菌属、变形杆菌属、葡萄杆菌属等[30]。

铁的还原在很大程度上受土壤微生物的影响。

1.3氧化铁还原对水稻土的环境意义1.3.1 氧化铁还原对水稻土氧化还原电位的影响氧化铁还原体系对水稻土Eh有着极其重要的作用。

因为它在电极表面是相对可逆的，而且在很多情况下浓度很大，这时它就成为决定电极电位的体系，但不是决定土壤本身的Eh体系，因其形态的转化还会要受氧体系和有机体系的影响，可以看作是一类“缓冲性的体系”[37]。

由于水稻土淹水时间较长，又含高量的Fe2+，有时可达到每百克土10.7毫克当量，因此，氧化铁体系还原在决定其Eh方面起着重要作用[38]。

1.3.2 氧化铁还原对水稻土酸度的影响[39,40]酸性土壤淹水后的pH值明显高于母土，这是用为水稻土形成过程中的还原作用，使游离氧化铁减少，根据反应式计算，每还原一个铁离子要消耗三个质子，对水稻土的酸度产生影响。

1.3.3 氧化铁还原对水稻土养分的影响N素：水稻土淹水后，N 素以NH4+的形态累积，并可能吸附在土壤胶体上，当Fe3+被还原Fe2+时，与NH4+发生交换，使NH4+进入土壤溶液，从而扩散到水稻土表面的氧化层或上层灌溉水中，迅速被氧化成NO3-，或因pH值较高以NH4+形式直接被挥发，当形成的NO3-向下移动至氧化层的下界面，也会因反硝化作用而造成损失[41]。

底泥中磷释放的影响因素

底泥中磷释放的影响因素- 污泥处置简介：综述了水体底泥中磷的化学形态以及磷素释放的影响因素。

化学形态有水溶性磷、铝磷、铁磷、钙磷、还原态可溶性磷、闭蓄磷、有机磷等。

磷素释放的影响因素有：溶解氧、温度、pH值、磷存在的形态、微生物作用、沉积物-水界面磷的浓度梯度、盐度以及扰动。

这些因素具有关联性。

关键字：底泥化学形态磷释放影响因素1 引言P是造成湖泊水质富营养化的关键性的限制性因素之一[1]。

一般认为当水体中磷浓度在0.02 mg·L - 1以上时,对水体的富营养化就起明显的促进作用[2 ] 。

由于近年来大量未经处理的生活污水加上农业面源氮磷的大量流失，造成河流尤其是河口富营养化趋势的逐年加剧[3 -4 ]。

大量的磷在河流等水体中沉积下来，其在适宜的条件下会重新释放进入水体，从而延续水体的富营养化过程并加剧了水体的恶化[5 - 8 ] 。

沉积物-水界面是水体和沉积物之间物质交换和输送的重要途径，沉积物中的磷可能通过有机质的矿化分解作用、铁氧化物解吸作用和沉积物扰动等形式向水体释放。

本文根据国内外研究富营养化水体磷释放的有关资料，综述了水体底泥中磷的化学形态以及底泥中磷释放的影响因素，对于今后研究水体中磷行为、抑制水体富营养化、改善水质具有深远的意义及参考价值。

2 沉积物中磷的含量和存在形态沉积物中磷形态通常分为水溶性磷( Psol) 、铝磷(PAl) 、铁磷(PFe) 、钙磷(PCa) 、还原态可溶性磷、闭蓄磷(Po-p) 、有机磷(Porg) 等7 种化学形态[9 ] 。

闭蓄磷表面有一层不溶性的Fe (OH) 3 或Al (OH) 3 胶膜,包括一部分PAl和PFe ,溶解度极小，含量较小，这部分磷被认为是生物不能利用的。

水溶性磷和还原态可溶性磷可以通过物理溶解作用进入水体，在沉积物中的含量也不会太高，但它们是最先被释放出来的，可以很方便地被水生生物吸收利用[10 ]。

沉积物中P的结合态及形态之间的相互转化是控制沉积物P迁移和释放的主要因素。

高炉灰与高磷鲕状赤铁矿共还原回收铁的研究

高炉灰与高磷鲕状赤铁矿共还原回收铁的研究曹允业;孙体昌;寇珏;高恩霞;徐承焱【摘要】In order to find the possibility of blast furnace dust as reducing agent in high phosphorus oolitic hematite reduc-tion roasting,coreduction roasting experiments were conducted on a oolitic hematite ore with 42. 72% iron from Western Hubei and a blast furnace dust with 23. 96% iron,32. 83% fixed carbon as raw material. Results show that with the conditions of the blast furnace dust dosage of 30%,coreduction roasting temperature of 1 150℃,roasting time of 60 mi n,grinding fineness for re-duction product is 96% - 0. 043 mm,magnetic field intensity is 87. 58 kA/m,DRI with 91. 88% iron,0. 072% phosphorus and iron grade of 88. 38% was obtained. XRD analysis results on different dosage of blast furnace dust calcined product show that with the increase dosage of the blast furnace dust,iron diffraction peak strengthen gradually. Increase the dosage of blast turance is beneficial for iron bearing minerals reduction to metallic iron,while phosphorus in DRI also increased. Blast furnace dust as a reducing agentfor high phosphorus oolitic hematite reduction roasting,provides a new method in efficient utilization of blast fur-nace dust and refractory iron ore,and can reduce the cost of oolitic hematite direct reduction roasting,at the same time reduce the blast furnace dust pollution to the environment,has high economic and environmental benefits.%为考察高炉灰作为还原剂用于高磷鲕状赤铁矿石还原焙烧的可能性,以鄂西某铁品位为42. 72%的鲕状赤铁矿石和河北某铁品位为23. 96%、固定碳含量为32. 83%的高炉灰为原料,进行了共还原焙烧回收铁试验. 结果表明:在高炉灰用量为30%、共还原焙烧温度为1 150 ℃、焙烧时间为60 min、还原产品磨矿细度为-0. 043 mm占96%、磁选磁场强度为87. 58 kA/m条件下,可获得铁品位为91. 88%、回收率为88. 38%、磷含量为0. 072%的还原铁.不同高炉灰用量下焙烧产品的XRD分析结果表明:随高炉灰用量的增加,铁的衍射峰逐渐增强,增加高炉灰用量有利于含铁矿物被还原成金属铁,但还原铁产品磷含量也升高. 高炉灰作为还原剂用于高磷鲕状赤铁矿共还原焙烧,为高效利用高炉灰和难选铁矿石提供了一种新思路,又可以降低鲕状赤铁矿石直接还原焙烧的成本,同时减轻高炉灰对环境的污染,具有较高的经济和环境效益.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】4页(P67-70)【关键词】高炉灰;高磷鲕状赤铁矿;共还原焙烧【作者】曹允业;孙体昌;寇珏;高恩霞;徐承焱【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD951高炉灰是钢铁工业的副产品，主要由碳和含铁氧化物及其他有价金属等组成。

铁、锰氧化还原细菌研究概况

铁、锰氧化还原细菌研究概况铁、锰氧化还原细菌研究简介1、综述铁、锰氧化还原细菌（Fe-Mn Oxidizing and Reducting Bacteria，简称Fe-Mn ORB）是一类重要的游离微生物，它们利用氧还原含铁、锰的复杂混合物，释放溶解态铁和锰，发挥着重要的物质循环和生态系统服务功能。

过去十年来，Fe-Mn ORB的研究迅速发展，它的多样性，进化关系及生态学功能已得到了科学家们的广泛关注和研究。

2、分类系统Fe-Mn ORB主要包括硫氢细菌属（Thiobacillus）、四环素细菌属（Leptospirillum）、有细胞壁的硫氢细菌（Thiomicrospira）、三环素细菌属（Leptospirillum）、硫氢变形菌属（Thioploca）和球形细菌属（Gallionella）等，它们分布在含氧和厌氧环境中。

3、生态功能Fe-Mn ORB有重要的生态功能，可在氧还原环境中充当氧团子和氧供应者，它们通过氧化和还原参与生物地球化学循环，促进内外元素的流动，参与几种重要物质循环，如营养盐循环、碳循环和水体的水质改善等。

此外，它们还可能对气候变化产生积极影响。

4、分子生态学研究由于Fe-Mn ORB的繁多形态、分布及复杂的氧还原过程，其分子生态学研究非常有限。

近年来，随着多种技术的进步，如大数据分析和比较基因组学等，有关Fe-Mn ORB的分子生态学研究取得了许多进展。

5、应用前景Fe-Mn ORB与环境和气候变化密切相关，未来可以利用它们的氧还原能力改善水质，减少有毒锰的污染；另外，Fe-Mn ORB的进化关系和生态功能也有可能用于气候变暖的研究。

通过进一步加深对Fe-Mn ORB的研究，可以有效利用Fe-Mn ORB的优势，推动其应用发展。

氧化还原条件对红枫湖沉积物磷释放影响的微尺度分析

氧化还原条件对红枫湖沉积物磷释放影响的微尺度分析徐洋;陈敬安;王敬富;罗婧【期刊名称】《湖泊科学》【年(卷),期】2016(028)001【摘要】选取贵州红枫湖为研究对象,在实验室条件下模拟了自然、好氧和厌氧条件下沉积物内源磷的释放过程,联合应用微电极技术和沉积物磷形态分析对沉积物-水界面开展了微尺度观测与研究.结果表明,厌氧条件下红枫湖沉积物总磷含量显著降低,且主要是NaOH提取态磷(NaOH-P)和残渣态磷(rest-P)含量降低所致,厌氧条件下沉积物孔隙水中磷酸盐浓度明显升高,而好氧条件下沉积物孔隙水磷酸盐浓度显著降低,反映厌氧条件显著促进了红枫湖沉积物磷释放.厌氧条件下沉积物内部溶解氧浓度下降、硫还原活动增强可能是导致NaOH-P释放的主要原因.O2浓度的降低加速了沉积物还原作用并产生大量H2S,进而与二价铁离子形成硫化亚铁沉淀,最终导致NaOH-P(Fe-P)释放到孔隙水中.好氧条件向厌氧条件的转换可通过改变沉积物内部pH值分布和微生物活动促使rest-P释放:厌氧条件下,厌氧微生物不仅可以消耗硫酸根产生H2S,导致pH值降低,还可消耗有机质,将有机磷转变为无机磷.上述研究结果表明,沉积物-水界面氧化还原环境可影响沉积物氧渗透深度、pH 值分布、微生物活动、硫循环以及有机质降解过程,进而控制沉积物磷的形态转化与释放.联合应用微电极技术和沉积物磷形态分析对湖泊沉积物-水界面开展微尺度观测研究是揭示沉积物内源磷释放机制与控制因素的有效途径.【总页数】7页(P68-74)【作者】徐洋;陈敬安;王敬富;罗婧【作者单位】贵州大学资源与环境工程学院,贵阳550025;中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳550002;中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳550002;贵州大学资源与环境工程学院,贵阳550025【正文语种】中文【相关文献】1.pH对红枫湖表层沉积物吸附与释放磷的影响 [J], 杨秀珍;秦樊鑫;吴迪;李存雄2.补水条件改变对景观水体中沉积物氮磷释放的影响研究 [J], 熊家晴;张扬;薛涛;刘言正3.氧化还原条件对土壤磷素固定与释放的影响 [J], 高超;张桃林;吴蔚东4.不同溶解氧质量浓度和pH值条件下\r3种钝化剂对沉积物磷释放通量及磷形态的影响 [J], 李亚俊;钟萍;甘磊;刘正文5.利用薄膜扩散梯度技术估算红枫湖沉积物磷释放通量 [J], 罗婧;陈敬安;王敬富;丁士明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

苯系物作为唯一电子供体对铁还原过程的影响

苯系物作为唯一电子供体对铁还原过程的影响刘硕，曲东*（西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌 712100）[摘要] 本文以水稻土浸提液为接种液，以人工合成的无定形氧化铁（ferrihydrite）为唯一的电子受体，添加苯系物（甲苯、苯胺、苯酚、苯甲酸）为唯一碳源，在适量无机N、 P、K营养供给条件下，采用厌氧恒温混合培养方法，研究了厌氧微生物对氧化铁还原的影响。

结果表明，由水稻土中提取的微生物可以利用苯系物作为唯一碳源，在厌氧降解的同时将电子转移给Fe(III)，促使氧化铁还原为Fe(II)，但利用不同苯系物的铁还原难易程度有所差异，铁还原率表现为苯甲酸最高（53.99%），甲苯为最低（19.55%）；4种苯系物作为碳源时的铁还原率均低于以葡萄糖为碳源时的铁还原率(71.16%)。

不同浓度苯系物对氧化铁还原过程有不同程度影响，在所设置的浓度范围内苯胺、苯酚、苯甲酸在1.0-2.0mmol/L时促进铁还原过程，甲苯在2.0-4.0mmol/L浓度范围促进铁还原过程。

以2.0mmol/L 苯系物作为碳源时，AQDS可明显地促进苯系物与氧化铁之间的电子传递。

[关键词] 水稻土；铁还原；苯系物；AQDS氧化铁还原过程是厌氧沉积物及淹水稻田中重要的微生物学过程，不仅影响着土壤中N、P、K、Si等营养元素的有效性，而且对土壤中重金属的转化及有机物的降解具有重要意义[1]。

水稻土中氧化铁的还原属于异化还原过程，在微生物的介导下，Fe(III)可作为电子受体进行异化还原生成Fe（II），为土壤中的有机物厌氧代谢提供电子及微生物生长所需的能量。

国外的研究表明，芳香烃、卤代芳烃、染料及长链脂肪酸等有机污染物均有可能在铁还原条件下降解[2-7]。

Geobacter metallireducens是在纯培养研究中发现的可以在厌氧条件下氧化芳香烃的第一种微生物[8, 9]。

Ferroglogus placidus是首次被证实可氧化芳香化合物的古生菌和超嗜热菌[3]。

土壤中铁氧化物对重金属的微生物吸附原理及现状分析

土壤中铁氧化物对重金属的微生物吸附原理及现状分析马垚（扬州大学环境科学与工程学院，江苏扬州225100）土壤中铁氧化物对重金属元素及某些阴离子有富集作用，同时决定这些元素在土壤中的迁移、存在形态及其对植物的有效性，常见于水稻根际的铁膜主要由铁氧化物组成。

土壤中氧化铁一般由微生物介导产生，铁氧化细菌（Fe(II)-oxidizing bacteria ，FeOB ）就是典型代表。

我国对于嗜中性微好氧铁氧化菌的研究还很少，虽然它们作用较大，但因其较难培养且生长速度缓慢，给研究造成一定困难。

试验采用扬州水稻土为样品，测定其pH 、游离铁含量、有机质含量等理化性质，并且利用半固态梯度管法和单菌落稀释转接法对铁氧化细菌FeOB 进行稀释培养计数、分离和纯化，对分离方法作部分探讨。

结果表明，水稻根内外每1g 干土可培养铁氧化菌为1.5×107细胞，高通量测序结果显示根内外细菌群落组成接近，而处理间有所差异。

水稻；铁氧化菌；重金属；培养球化学屏障。

湿地植物根系具有通气的结构，能将氧气输送到根系周围的土壤中，形成氧化还原电位差，氧气和Fe 2+浓度梯度，为微氧FeOB 提供良好的生活环境[13]。

FeOB 氧化铁，形成的氧化物吸附在植物的根际周围。

这些氧化物被称为铁膜[3]。

微生物氧化亚铁是水稻土的一种常见现象，是水稻土生物地球化学过程的中心环节。

因此，在日益严重的农田重金属污染中，使用微生物氧化铁钝化镉是一个不错的选择。

4目前铁氧化菌培养研究面临的问题微生物处理环境污染具有传统方法无可比拟的优点，如无二次污染、运行能耗低、操作方便。

铁氧化细菌（FeOB ）对重金属污染的自然环境有显著影响。

铁氧化物细菌在许多元素的生物地球化学循环中也起着重要作用。

国内对嗜中性微氧铁氧化菌的研究较少。

探讨FeOB 修复有机/无机污染物的能力，研究FeOB 的电子输运和生长机理，以及新物种的分离和筛选有待进一步探索。

首先，在铁氧化物细菌的研究中，铁氧化物细菌的生物量低、生长速度慢是2个主要问题。

磷的研究

摘要：磷是水体浮游藻类生长和造成湖泊水体富营养化的重要控制因子之一，磷在表层沉积物中的赋存形态及其释放特性对于湖泊富营养化具有重要的影响。

本研究以水体表层沉积物为研究对象，研究表层沉积物的理化特征和磷的形态赋存特征，以及pH、扰动等环境条件对表层沉积物中磷释放的影响，以此探究了表层沉积物中磷的潜在释放对水体富营养化的影响。

在磷营养限制性湖泊，表层沉积物中的磷主要以无机磷的形式存在，各形态无机磷包括Cl-P，生物可利用磷在沉积物中的含量较高。

pH对内源P释Ca-P、Res-P、Al-P+Fe-P、NH4放的影响实验发现沉积物磷释放量整体表现出：碱性条件>酸性条件>中性条件。

在中性条件下，沉积物中的磷相对比较稳定，不易释放到水体中。

与中性条件相比，在酸性条件下，沉积物中磷的释放量因钙磷溶解有所增加；而在碱性条件下，因铁磷交换作用，沉积物中的磷向水体释放量较大。

扰动对沉积物中的TP的释放具有较大的影响，TP的释放量和释放速率均存在随着扰动强度的增大而呈显著增加的趋势。

扰动导致的沉积物的再悬浮并不会明显改变上覆水的酸碱环境，但是会促进易溶性阳离子的释放。

关键词：水体；表层沉积物；磷释放风险；富营养化1、问题的提出及研究意义水体富营养化是由于湖泊接纳过量的氮、磷等营养物质，使藻类等水生生物异常繁殖，水体透明度和溶解氧量降低，加速水体老化，使水体的生态系统和生态功能受到阻碍、破坏。

有关水体富营养化现象和水华爆发机制的研究在很大程度上依赖于对湖泊上覆水–沉积物界面营养盐，特别是营养限制因子——磷和氮的生物地球化学过程特点的理解和认识。

从外部输入湖泊中的磷以可溶性和不溶性的混合物进入水体，被动植物吸收利用或通过吸附、沉积作用转移到沉积物中，沉积物成为湖泊中重要的磷蓄积库，进入沉积物的磷不只是简单堆积，当温度、溶解氧、风浪扰动和光照等环境条件适宜时，沉积物中的磷进入沉积物间隙水中，进而通过扩散作用到上覆水体重新参加循环，因此，磷成为水体浮游藻类生长和造成湖泊水体富营养化的最重要控制因子之一，在富营养化的过程中起着十分重要的作用。