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重金属元素铬(Cr)一方面在工业上得到广泛的应用,如在电镀、颜料、油漆、合金、印染、等方面;另一方面它对人和动植物具有严重的危害。因此,如何控制和减少工业生产中产生的含铬废水对环境的污染,受到环境化学研究者们的普遍关注。铬主要以六价铬和三价铬两种形态存在于自然环境中,其中Cr(Ⅵ)有强氧化性,在环境中的溶解性、迁移性大,具有高毒性;而Cr(Ⅲ)具有迁移性小和低毒性。所以,多数情况下对Cr(Ⅵ)的治理采用化学还原法,即将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)。本文主要研究水溶液中FeS2和铁粉还原Cr(Ⅵ)的反应动力学及其影响因素。 本论文共分为二部分: 第一部分:在恒温和除氧封闭条件下,通过批式试验研究了水溶液中Cr(Ⅵ)与FeS2的反应动力学及其影响因素。结果表明,随着温度,酸度和黄铁矿密度的增加,黄铁矿对Cr(Ⅵ)的去除速率显著提高。黄铁矿组成中Fe(Ⅱ)和S2(-Ⅱ)均能有效地还原Cr(Ⅵ)。黄铁矿在酸性溶液中溶解速率相对较快,并易达到溶解平衡。然而,部分由于反应产物形成的难溶物吸附沉积在表面,导致剩余黄铁矿表面Fe(Ⅱ)的溶解速率要缓慢地多。 第二部分:恒温和除氧封闭条件下,研究了Fe粉对Cr(Ⅵ)的还原作用及溶液pH、EDTA和NaF对该反应的影响。结果表明,溶液酸度对铁粉还原Cr(Ⅵ)有显著影响,pH≤4.0时,铁粉与Cr(Ⅵ)间的氧化还原反应进行迅速;pH>5.0时反应刚开始阶段Cr(Ⅵ)浓度下降迅速,随后Cr(Ⅵ)的还原速率十分缓慢。EDTA能显著提高铁粉对Cr(Ⅵ)的去除速率,0.40-4.0mmol·L-1EDTA对铁粉还原Cr(Ⅵ)均有优良的催化作用。EDTA存在时溶液pH同样对铁粉还原Cr(Ⅵ)有明显的影响,pH≤5.0时,反应速率非常迅速;pH=6.0时其反应速率相对缓慢。NaF的加入,同样导致铁粉对Cr(Ⅵ)还原反应速率的显著增加。随着NaF浓度的提高,铁粉对Cr(Ⅵ)还原速率增加。与EDTA相同,NaF不仅导致铁粉对Cr(Ⅵ)的还原速率增加,同时还使铁粉达到有效还原Cr(Ⅵ)所需的pH从4.0提高5.0。配合剂EDTA与NaF对铁粉还原Cr(Ⅵ)催化作用可能来自于对这两种配合剂能有效地与反应产物Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)形成稳定的配合离子,使产物不易水解产生难溶性氢氧