一年前，我曾推送了一期“关于芬顿铁泥的资源化利用（专辑）”，那时我的硕士生关于芬顿铁泥的研究还没有完成论文。上周在昆山又做了这个报告，反响较大。故补充相应的部分内容，以感谢会议听众的信赖。
（1）关于施氏矿物形成与铁泥矿型的变化
施氏矿物是上世纪末矿物学科发现的羟基硫酸高铁矿物，研究表明它具备良好的催化性能与吸附性能。水中亚铁和硫酸根含量高、pH值低时，当投加强氧化剂，可形成施氏矿物。由此推测，芬顿反应中可能会产生施氏矿物；若芬顿铁泥含有硫酸根，不仅对铁泥的产量、而且对铁泥的资源化利用都将产生重要影响。
实验证明，在芬顿氧化完成后即可形成沉淀铁泥，以FS1表示；加碱中和后再形成的铁泥以FS2表示。由图1，发现两者S元素的含量差异巨大。
由X射线衍射图谱（图2），说明FS1中含有施氏矿，而FS2中含有水铁矿。
比较氧化阶段产生铁泥（FS1）与实际处理铁泥（以AFS表示），发现在全谱扫描中（图3）均出现了Fe2p，O1s，S2p峰。说明施氏矿在两种铁泥中均有存在，但含量前者明显大于后者。
芬顿氧化反应后，将终点pH调至不同的值，铁泥矿型变化如图4。表明：酸性条件下，铁泥产物以施氏矿为主；中性条件下，以水铁矿为主；碱性条件下，以针铁矿为主。
注有关矿物名称：
Goethite：针铁矿，α-FeOOH，不含结晶水，最为稳定；
Ferrihydrite：水铁矿，Fe5HO8·4H2O，亚稳态矿物；
Schwertmannite：施氏矿，分子通式Fe8O8(OH)x(SO4)y·nH2O，（x=8-2y，0.52≤y≤2.12），亚稳态矿物；
（2）关于铁泥产量
通过Fe与S质量恒算，确定芬顿氧化阶段生成施氏矿物分子式为：Fe8O8(OH)4.10(SO4)1.95·nH2O
从图5可见，终点pH为3.7时，产泥量最大，随后随终点pH值的上升而下降。图中最上一条横线，表示产物为施氏矿Fe8O8(OH)4.10(SO4)1.95（n=0）的理论产量；中间一条横线表示产物为水铁矿Fe5HO8·4H2O的理论产量；最下一条横线，表示产物为针铁矿（α-FeOOH）或钎铁矿（γ-FeOOH）的理论产量。
Fe（III）完全沉淀的pH为3.7，所以终点pH在3.7时铁泥产量最大，有其理论依据。但此时主要产物是施氏矿，且含结晶水，故实际量比理论量还要大。
pH回调中和阶段，由于OH-跟SO42-竞争与Fe（III）的结合位点，导致Fe-SO4键断裂，形成新的Fe-(O)OH键，逐渐转化为二线水铁矿。至强碱性条件时，铁泥可在2小时内转化为稳定的针铁矿。同样，随着存放时间的延长和温度的提高，铁泥也逐渐转化为针铁矿。
以上内容，出自于硕士生苏先有的学位论文，其公开发表的论文见：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1001074218336702
（笔者尚未掌握网页中图片的编辑方法，上述图片视觉效果不佳，甚至有所变形，请谅解。
（声明：以上技术资讯文章，是马鲁铭的原创，仅供参考！不承诺学术的严谨性与实践的可靠性，敬请不要摘录引用。）