Masterarbeit

Ferrous iron oxidation in the presence of antimonate: Mutual effects on iron mineral products and antimony sequestration

Laura Wegner (10/2020-10/2020)

Betreuer: Kerstin Hockmann

Antimon ist ein Schadstoff von steigendem wissenschaftlichen Interesse. Obwohl bereits bekannt ist, dass Sb-Mobilität stark von Eisenhydroxiden beeinflusst wird, ist die Studie die Erste, die dessen Einfluss auf das Produkt der Fe(II)-Oxidation in Sb-haltigen Lösungen untersucht. Die Produkte dieser Oxidation bei pH 7 in sauerstoffgesättigten Lösungen mit molaren Verhältnissen von Fe:Sb 100:1, 25:1, 10:1, 4:1 und einem Sb-freien Kontrollreaktor wurden mit Hilfe von XRD und TEM als Lepidokrokit bei höheren und Feroxyhyt bei niedrigeren Fe:Sb Verhältnissen identifiziert. Zusätzliche PO43--Extraktionen bestätigten die Hypothese, dass das Sb nicht durch die Bildung von Oberflächenkomplexen gebunden wurde, sondern bis zu 16.21 mol% des Fe(III) in der Kristallstruktur substituiert hatte. Dies verursachte strukturelle Unregelmäßigkeiten in den Lepidokrokitkristallen und führte ab einem molaren Verhältnisses von Fe:Sb 10:1 und darunter zu einer Änderung des Reaktionsproduktes zu Feroxyhyt. Ein zusätzliches Desorptions-Experiment zeigte eine sehr geringe Remobilisierung des Sb aufgrund des Einbaus in die Kristallstruktur. Dies ist der erste Nachweis der Bildung von Feroxyhyt durch die Oxidation von Fe(II), und der hohe Grad der Substitution zeigt, dass Kopräzipitation ein neuer, vielversprechender Ansatz für die Sanierung von Sb-kontaminierten Wässern ist.