黄铁矿表面氧化机理及动力学影响因素研究进展

蒋文瑞¹，涂志红^1,2,3，周姝¹，吴奇¹，党志⁴，何慧军¹，刘崇敏¹，刘杰^1,2,3

1. 桂林理工大学环境科学与工程学院2. 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心3. 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室4. 华南理工大学环境与能源学院

摘 要：黄铁矿作为矿区环境中最为常见的金属硫化物尾矿,在表生环境下易被氧化形成酸性矿山废水（acid mine drainage,AMD）,进而产生一系列环境污染问题。因此,黄铁矿表面氧化机理及其动力学影响因素研究一直是矿区污染环境治理领域的研究热点。首先概述了黄铁矿基本结构和物理化学性质,指出黄铁矿表面氧化机理及其规律研究对于从源头上减缓酸性矿山废水（acid mine drainage,AMD）的产生、改善黄铁矿光伏材料的应用缺陷、从黄铁矿结构中高效浸出伴生的贵重金属及完善地球上Fe、S循环都具有重要意义。然后,较为系统地从黄铁矿氧化形成AMD机理、微生物介导下的黄铁矿生物氧化机理、黄铁矿表面氧化机理电化学研究、黄铁矿表面氧化过程中硫元素转化机理等4个方面综述了黄铁矿表面氧化机理。紧接着,分别概括了腐殖酸、无机酸根离子、常见氧化剂对黄铁矿化学、生物及表面电化学氧化对黄铁矿表面氧化动力学的影响。最后,指出未来可借助一些原位微观界面研究手段,进一步加强微生物与黄铁矿的界面作用的微观机理研究,探究多因素耦合作用下黄铁矿表面氧化规律,建立一个预测自然环境下多因素耦合下黄铁矿氧化速率模型。

关键词：黄铁矿;酸性矿山废水;微生物;电化学;氧化机理;影响因素;