Nghiờn cứu quỏ trỡnh chuyển dạng kết tủa của sắt hydroxit

Để nghiờn cứu quỏ trỡnh chuyển dạng kết tủa của sắt hydroxit cỏc mẫu sắt(II) được chuẩn bị như trờn; sau thời gian cần thiết để chuyển hết sắt(II) lờn sắt(III) và tiếp tục để yờn một thời gian . Sau cỏc khoảng thời gian 0; 10; 20; 30; 40; 60; 90; 120 và 180 phỳt, kết tủa sắt(III) hydroxit được lấy ra và ngõm trong dung dich axit ascorbic dư để phần vụ định hỡnh sẽ bị khử và tan ra; phần tinh thể được giữ lại. Sắt(II) trong dung dịch được phõn tớch bằng phương phỏp so màu với thuụ́c thử o-phenantrolin.

68

2.3.2.5. Nghiờn cứu ảnh hưởng của trạng thỏi thự hỡnh của sắt(III) hydroxit đến khả năng cộng kết – hấp phụ asen và mangan. hydroxit đến khả năng cộng kết – hấp phụ asen và mangan.

Cỏc mẫu nghiờn cứu được chuẩn bị như ở mục trờn (2.3.2.4.b) nhưng sau cỏc khoảng thời gian tương tự, thay vỡ lấy kết tủa ra thỡ cho thờm 0,1 mg As(V) 1.000ppb và 0,4 mg Mn(II)4mg/l, khuấy đều trong vũng 10 phỳt. Lọc lấy dung dịch để phõn tớch asen bằng phương phỏp quang phụ̉ hấp thụ nguyờn tử (AAS-F) và phõn tớch mangan bằng phương phỏp trắc quang với thuốc thử amoni pesunfat

2.3.2.6. Nghiờn cứu ảnh hưởng của nồng độ sắt(II) ban đầu

Để nghiờn cứu ảnh hưởng nồng độ của Fe(II), chuẩn bị cỏc mẫu Fe(II) cú nồng độ biến thiờn từ 1 đến 30 mg/l và pH 7.2 – 7,5; đồng thời thờm một lượng giống nhau As(V)1.000 ppb và Mn(II)4mg/l vào cỏc mẫu trờn. Tiến hành sục khớ đảm bảo DO  8 mg/l trong 30 phỳt như mục 2.3.2.5 tới khi Fe(II) bị oxi húa hoàn toàn thành Fe(III). Lọc lấy dung dịch để xỏc định nồng độ của asen và mangan cũn lại.

2.3.2.7. Nghiờn cứu ảnh hưởng của pH

Để nghiờn cứu ảnh hưởng pH, cỏc mẫu thớ nghiệm được chuẩn bị như mục 2.3.2.6 nhưng cú nồng độ sắt(II) giống nhau là 30 mg/l. pH dung dịch mẫu được điều chỉnh trong khoảng 4; 5; 6…đến 11. Tiến hành sục khớ đảm bảo DO khụng đổi khoảng 8 mg/l trong 30 phỳt, sau đú lấy dung dịch đem phõn tớch asen và mangan.

2.3.2.8. Nghiờn cứu ảnh hưởng của cỏc ion khỏc

Cỏc mẫu được chuẩn bị như mục 2.3.2.7, cú pH 7,2 – 7,5. Thờm một lượng xỏc định ion cần nghiờn cứu vào mẫu với lượng khỏc nhau. Tiến hành thớ nghiệm trong điều kiện DO  8 mg/l và sau 30 phỳt lấy mẫu và phõn tớch xỏc định nồng độ As(T), Mn(II) và Fe(T).

69

2.3.2.9. Nghiờn cứu cỏc yếu tố ảnh hưởng đến quỏ trỡnh phong húa trong điều kiện quặng ngập nước. điều kiện quặng ngập nước.

Để nghiờn cứu ảnh hưởng của pH, axit H2SO4 được bổ sung để điều chỉnh pH khác nhau . Trường hợp nghiờn cứu ảnh hưởng của hydrocacbonat, silicat, photphat, cỏc ion đú được bổ sung một lượng khỏc nhau vào pha nước và nồng độ thực được xỏc định từ cỏc mẫu lấy từ vũi 1 của cột thớ nghiệm, sau 24 h lấy mẫu một lần. Cỏc thụng số As(T), Mn(II) và Fe(T) được phõn tớch ngay sau khi lấy mẫu.

Tương tự n ghiờn cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và tốc độ dũng đến khả năng phong húa của quặng được tiến hành ở 3 nhiệt độ khỏc nhau là: 250

C, 350C, 450C và 3 tốc độ dũng khỏc nhau là: 1 cm/ph; 3 cm/ph; 6cm/ph.

2.3.2.10. Nghiờn cứu cỏc yếu tố ảnh hưởng đến quỏ trỡnh chuyển húa asen, mangan và sắt trong điều kiện yếm khớ trờn thiết bị mụ phỏng asen, mangan và sắt trong điều kiện yếm khớ trờn thiết bị mụ phỏng

Để nghiờn cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất hữu cơ trong pha nước đến quỏ trỡnh chuyển húa asen, mangan và sắt, chất hữu cơ (glucose) được đưa vào pha nước sao cho nồng độ tăng dần từ khoảng 5 mg/l đến 285 mg/l (tớnh theo giỏ trị COD) trong suốt thời gian 60 ngày phõn hủy yếm khớ. Nồng độ chất hữu cơ, As(T), Mn(II) và Fe(T) được phõn tớch trong mẫu lấy từ pha nước theo chu kỳ 2 ngày một lần.

Tương tự, quỏ trỡnh nghiờn cứu ảnh hưởng của cỏc ion photphat, silicat, sunphat, hydrocacbonat và một số ion khỏc, cỏc ion trờn được bổ sung một lượng nhất định và được đưa vào pha nước tăng dần. Nghiờn cứu này bắt đầu từ thời điểm sau 52 ngày phõn hủy yếm khớ. Mẫu được lấy theo chu kỳ 2 ngày một lần và phõn tớch cỏc chỉ tiờu As(T), Mn(II) và Fe(T).

2.3.2.11. Lấy mẫuvà phõn tớch mẫu.

70

* Mẫu để nghiờn cứu quỏ trỡnh chuyển húa asen, mangan và sắt và cỏc dạng As(III) và As(T) trong cột yếm khớ, sau khi lấy mẫu, tiến hành xử lý mẫu trong buồng bóo hũa nito trỏnh ảnh hưởng oxy khụng khớ, lọc qua màng lọc 0,2 m và bảo quản bằng axit HNO3 7N, sau đú đem xỏc định cỏc chỉ tiờu As(III), As(T) và Fe(II) bằng ICP-AES. Thớ nghiệm được thực hiện tại phũng thớ nghiệm phõn tớch mụi trường đất của Trường Đại Học Ko-Chi Nhật Bản.

* Xỏc định asen bằng ICP- AES

- Đường chuẩn xỏc định asen được xõy dựng trong khoảng từ 1 -80 g/l. - Giới hạn phỏt hiện của phương phỏp: 0,05 g/l.

- Sai số phương phỏp < 20%

* Xỏc định sắt và mangan bằng ICP- AES

- Đường chuẩn xỏc định sắt trong khoảng 0,4 – 10 mg/l - Đường chuẩn xỏc định mangan 0,4 – 5 mg/l

- Giới hạn phỏt hiện của phương phỏp xỏc định: Mn(II) 0,1g/l. Fe(II) 4g/l.

- Khoảng tuyến tớnh: Mn(II) 0 – 5 mg/l ; Fe(II) 0 – 10 mg/l - Sai số phương phỏp : < 20%

b, Mẫu lấy trong hệ thống để nghiờn cứu quỏ trỡnh phong húa của quặng asenopyrit và hệ thống kỵ khớ để nghiờn cứu biến thiờn nồng độ cỏc ion được tiến hành lọc qua màng lọc 0,2 m và bảo quản bằng axit HNO3 7N. Cỏc chỉ tiờu As(T), Fe(T) và Mn(II), xỏc định bằng phương phỏp quang phụ̉ hấp thụ nguyờn tử (AAS) cũn cỏc chỉ tiờu khỏc như amoni, nitrat, sunphat, phốt phỏt, silicat.... được xỏc định ngay trong ngày theo phương phỏp chuẩn [14] trờn mỏy UV – VIS.

71 c, Cỏc phương phỏp phõn tớch :

Bảng 2.3. Cỏc phương phỏp phõn tớch

Ion Phương phỏp- Thiờ́t bi ̣

Fe(T) ICP- AES, UV-VIS

Asen ICP- AES, F-AAS kờ́t hợp đõ̀u tách As(III)

Mn(T) ICP- AES, UV-VIS

NH4

+ Thuốc thử Nesler, UV- VIS NO3- Thuốc thử Griss, UV- VIS SO4

2- UV-VIS với thuốc thử Methylthymol blue

Phốt phỏt UV-VIS với phức dị đa molybdophosphat, ascorbic axit HCO3- Chuẩn độ axit – bazơ

SiO3

- UV-VIS với thuốc thử amonimolipdat COD UV-VIS, K2Cr2O7/HgSO4/H2SO4

DO OXy 24 Aqualytic – Đức, DO-HACH- Mỹ

* Xỏc định As(T) bằng phương phỏp quang phụ̉ hấp phụ nguyờn tử ngọn lửa dựng nguồn hydrua húa (AAS-F)

- Giới hạn phỏt hiện của phương phỏp: 0,1 g/l - Khoảng tuyến tớnh As(T): 1 – 10 ppb

- Sai số của phương phỏp < 15%

* Xỏc định sắt, mangan trong nước bằng phương phỏp UV-VIS - Giới hạn phỏt hiện phương phỏp: Mn(II) 0,1 mg/l; Fe(T) 0,05 mg/l - Khoảng tuyến tớnh: Mn(II) 0 – 6 mg/l; Fe(T) 0 – 5 mg/l

- Sai số phương phỏp < 10%

* Xỏc định COD, amoni, nitrat, sunfat, sunfua, photphat, silicat... bằng cỏc phương phỏp tiờu chuẩn [14] trờn mỏy UV- VIS.

72 Sai số của phương phỏp nhỏ hơn 10%.

Xỏc định hydrocacbonat bằng phương phỏp chuẩn độ axit bazo chỉ thị metyl da cam.

2.3.2.12. Xỏc định riờng lẻ As(III) và As(V) trong mẫu nước bằng phương phỏp ICP- AES kết hợp sử dụng vật liệu trao đổi ion [4] phỏp ICP- AES kết hợp sử dụng vật liệu trao đổi ion [4]

a. Húa chất

- Dung dịch chuẩn As(III) 1000 mg/l, As(V) 1000 mg/l (pha từ cỏc muối NaAsO2, Na2HAsO4.2H2O loa ̣i tinh khiờ́t phõn tíc h (Japan)

- Axớt HCl 37%, HNO3 65%, NaOH, NaBH4, NaI, (NH4)2Fe(SO4)2.7H2O, axớt ascobic, loại tinh khiờ́t phõn tích ( Japan)

- Chuẩn bị cột tỏch As(III) và As(V): Cõn 0,8 g vật liệu trao đổi ion "nhụm silicỏt" [73], nhồi vào ống nhựa (loại ống 1ml), phớa dưới và phớa trờn lớp chất nhồi được lút một lớp bụng để giữ vật liệu.