Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.3.1.2. Sự biến thiờn nụ̀ng độ của HCO3
pH của pha nước cũng giảm đi nhưng chỉ giảm đến pH khoảng 4,5 sau đú hầu như khụng thay đổi nữa.
Đối mangan giai đoạn đầu sự thay đổi về nồng độ khụng đỏng kể. Song cựng với sự giảm pH, nồng độ mangan cú sự tăng nhẹ, thế oxy húa khử (ORP) của dung dịch tăng lờn. Điều này hoàn toàn hợp lý với lý thuyết. Trong 10 ngày đầu pH 6,5 – 7,2 asen, mangan và sắt chủ yếu tồn tại ở dạng khụng hũa tan nờn trong pha nước nồng độ As(T), Mn(II) và Fe(tổng) cũn rất nhỏ. Thế ORP tăng chậm do nhu cầu tiờu thụ oxy của cỏc phản ứng oxy húa, nhưng những ngày sau pH giảm thỡ lượng asen, mangan và sắt tăng nhanh trong dung dịch do cỏc phản ứng oxy húa khử hũa tan cỏc kết tủa chứa asen, mangan và sắt xảy ra làm thế oxy húa khử của dung dịch cũng tăng mạnh.
3.3.1.2. Sự biến thiờn nụ̀ng độ của HCO3- -
, SO42- 2-
, NO3
-
Cựng với sự biến thiờn nồng độ của asen, mangan và sắt trong quỏ trỡnh phong húa quặng asenopyrit thỡ cỏc ion HCO3-, SO42-, NO3 cũng biến thiờn theo. Kết quả thể hiện trờn bảng 3.13.
97
Bảng 3.13. Sự biến thiờn của HCO3-, SO42-, NO3- theo thời gian trong quỏ trỡnh phong húa.
Ngày Hydrocacbonat (mg/l) Nitrat (mg/l) Sunfat ( mg/l) 1 4,15 3,960 1,438 5 4,08 4,384 1,985 7 3,72 5,652 2,338 10 3,41 6,753 3,407 11 3,02 7,686 4,086 13 2,74 8,320 4,447 14 2,43 9,309 4,752 16 2,32 10,149 5,113 17 2,21 10,802 5,530 20 1,98 12,052 5,856 22 1,82 12,462 6,160 23 1,61 13,056 6,790 25 1,58 13,30 6,981 27 1,50 13,328 7,498 28 1,43 13,357 7,951 29 1,24 13,379 8,503 31 1,15 13,332 8,835 32 0,80 13,399 9,239
98 Đối với cỏc ion NO3
-
, HCO3- -
và SO4 2-
sự biến thiờn nụ̀ng đụ̣ của chỳng theo thời gian rất phự hợp với tớnh chất và điều kiện mụi trường thớ nghiệm.
Nồng độ NO3 -
tăng liờn tục cho tới ngày 23 là do hậu quả của quỏ trỡnh nitrat húa amoni cú sẵn trong pha nước và sự tan ra từ vật liệu đất mặt nhồi ở phần đỏy cột. Sau ngày 23 hầu hết cỏc muối bị oxy húa thành nitrat thỡ nồng độ nitrat gần như khụng thay đổi cho tới kết thỳc thớ nghiệm.
Nồng độ HCO3- giảm dần cựng sự giảm của pH do CO2 thoỏt ra qua phản ứng:
HCO3 -
+ H+ H2CO3 H2O + CO2 (3.12) Ion sunfat được giải phúng ra trong suốt quỏ trỡnh oxy húa quặng sufua là một ion bền và khả năng hấp phụ trờn sắt hydroxit kộm cho nờn nồng độ sunfat tăng liờn tục và đều đặn trong suốt quỏ trỡnh thớ nghiệm. Khi nồng độ của sunfat lờn cao cũng sẽ ảnh hưởng đến quỏ trỡnh hấp phụ của asenat trờn sắt hydroxit. Điều này cũng ảnh hưởng một phần đến nồng độ của asen trong dung dịch khi pH cũn khỏ cao.
Hỡnh 3.11: Sự biến thiờn của HCO3 -
, SO42- 2-
, NO3- -
theo thời gian
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 5 10 15 20 25 30 35
Thời gian ( ngày)
pH , hydr oc ac bona t, ni tr at , s unf at Hydrocacbonat(mg/l) Nitrat(mg/l) sunfat(mg/l)
99
Túm lại hệ thống thiết bị thớ nghiệm (hỡnh 2.1) nghiờn cứu quỏ trỡnh oxy húa quặng asenopyrit đó được lắp đặt và vận hành ổn định liờn tục trong 29 ngày đờm. Cỏc kết quả thu được đó cho thấy quỏ trỡnh oxy húa giải phúng sắt, mangan và asen từ quặng asenopyrit ra mụi trường nước mặt xảy ra song song với quỏ trỡnh chuyển húa sufua thành sufat. Ở điều kiện thường, asen tan trong nước rất hạn chế do asen bị hấp phụ trở lại trờn cỏc hạt sắt hydroxit mới sinh. Nhưng khi nồng độ sunfat lờn cao và đặc biệt là khi pH mụi trường nước giảm thỡ lượng asen cú thể tăng lờn đột ngột. Quỏ trỡnh oxy húa quặng asenopyrit xảy ra luụn đi kốm với cỏc quỏ trỡnh thủy phõn, kết tủa cỏc sắt và mangan hydroxit, oxit. Đồng thời với cỏc quỏ trỡnh này luụn xảy ra cỏc hiện tượng cộng kết, hấp phụ ion asenat, nitrat húa cỏc ion amoni và khoỏng húa cỏc hợp chất hữu cơ nếu cú. Bờn cạnh đú, trong pha nước luụn xảy ra cỏc quỏ trỡnh tương tỏc, cạnh tranh lẫn nhau giữa cỏc phần tử là cỏc nhúm asenat, phốt phat, sunphat, silicat và amoni, nitrat, cỏc hợp chất hữu cơ. Cỏc quỏ trỡnh nờu trờn luụn chịu ảnh hưởng rất lớn của pH pha nước, thế oxy húa khử và lưu lượng dũng chảy.