Ярозит KFe3+3(OH)6(SO4)

Ярозит-это вторичный сульфат железа, часто встречающийся в кислых шахтных дренажных средах, особенно в отходах добычи полиметаллических сульфидных руд. Несмотря на негативную экологическую коннотацию, обычно приписываемую вторичным сульфатным минералам из-за выброса опасных элементов в водоносные горизонты и почвы, ярозит действует как эффективное средство удаления и иммобилизации таких металлов, особенно свинца. Осаждение ярозита используется в гидрометаллургии, особенно в цинковой промышленности, для борьбы с железом, сульфатами и другими примесями.

Проблема загрязнения, связанная с Ярозитом

При извлечении металлического цинка из сульфида цинка или сульфидной руды огромное количество ярозита повсеместно выделяется в виде твердых остатков. Ярозит в основном содержит железо, серу, цинк, кальций, свинец, кадмий и алюминий. Ярозит, выделяющийся в результате такого промышленного процесса, сложен, а его качество и количество усложняют задачу безопасной утилизации. Помимо загрязнения воды, уже накопленный ярозит и его растущее ежегодное производство являются основным источником загрязнения окружающей среды, включая почву, растительность и водную флору, и поэтому его утилизация вызывает серьезную озабоченность из-за строгих правил охраны окружающей среды.

Применение ярозита с ферратом(VI)

Феррат может быть смешан с другими ингредиентами в виде смесей или твердых растворов, с которыми он совместим при использовании отдельно или в качестве части А в системе из нескольких частей; например, для обеспечения простоты использования и/или для достижения более быстрого, эффективного и/или более полного отбеливания, отбеливания, стерилизации и/или очистки свойств. Одна предпочтительная рецептура включает твердые растворы ионов феррата(VI) путем ионного замещения с образованием солевых материалов-носителей, предпочтительно с сульфат-ионными материалами, такими как сульфат калия, сульфат кальция, сульфат магния, сульфат натрия, сульфат алюминия и сульфат цинка, включая основные (гидроксидные ионсодержащие) формы и/или хроматные(VI) формы, например Ярозит.

Другие твердые растворы сульфата могут включать растворы, содержащие ион натрия, ион лития, ион калия или другие ионы щелочных металлов или ионы щелочной земли. Особенно предпочтительными рецептурными материалами являются безводный сульфат калия и/или безводный сульфат кальция в твердых растворах феррата(VI) – иона. В этих вышеописанных “твердых растворных” композициях вещества соль-носитель или минерал содержит феррат(VI) – ионы до мольной доли феррат/сульфат-иона, предпочтительно от 1 до 100%, более предпочтительно 2-10%.

Раствор феррата(VI) ярозитовой структуры, т. е. [KFe3(FeVIO4)2(OH)6] как существенно чистое соединение или фракция калийного ярозитового материала. Этот новый состав также относится и к другим ярозитам, например, где K+ полностью или частично заменяется Na+, AgI, NH4+, Tl+, Li+ и т. п., где опять же римские цифры означают формальные состояния окисления на ионе металла, в то время как +’s и −’s относятся к электрическим зарядам на ионах.

Ярозитовые отходы гидрометаллургического процесса содержат значительное количество соединений железа, цинка, серы, свинца, кадмия, марганца и др. Наличие токсичных веществ делает эти отходы опасными и создает серьезную проблему для их утилизации. Однако из-за выветривания/бактериального действия происходит высвобождение токсичных элементов в растворимой форме, которые в конечном итоге загрязняют почву, грунтовые воды и водную флору и фауну из-за неправильного обращения с такими опасными отходами.

Таким образом, существует два способа полезного использования феррата натрия в отношении ярозита:

  • Сочетание феррата натрия с ярозитом позволяет повысить эффективность процесса обработки. Это поможет сохранить проблему утилизации ярозитовых отходов;
  • Обработка токсичных элементов из почвы, грунтовых вод и водных организмов ферратом натрия при извлечении металлического цинка из сульфида цинка или сульфидной руды.

Цинковые рудники в Финляндии: желтый - плавильный завод, зеленый - действующий, красный - прекращенный