Studies on Speciation of Selected Ions Occurring in Minerals from Ecologically-degraded areas of Rio Tinto and processes of their transport to the liquid phase.

Abstract

Niniejsza praca poświęcona została badaniom form specjacyjnych, w jakich występują takie jony, jak: żelazo, ołów, cynk i siarka, obecne w minerałach z obszaru Rio Tinto, zlokalizowanego w prowincji Huelva na południowym-zachodzie Hiszpanii. Głównym celem pracy było wykazanie związku pomiędzy formą, w jakiej poszczególne jony występują w fazie stałej, a ich tendencją do przechodzenia do roztworu wodnego o zróżnicowanym pH. Dla osiągnięcia celu konieczna była identyfikacja składników mineralnych obecnych w zebranym materiale skalnym za pomocą dyfraktometrii rentgenowskiej oraz potwierdzenie ich składu pierwiastkowego metodą fluorescencji rentgenowskiej. Drugi cel operacyjny stanowiło określenie warunków, które sprzyjają procesom uwalniania poszczególnych rodzajów jonów do roztworu w zależności od pH. Postępujące w czasie zmiany stężenia jonów metali śledzono przy pomocy analiz metodą ASA, zaś jonów siarczkowych – przy użyciu dedykowanego testu. W toku badań stwierdzono, iż najbardziej zaawansowane procesy elucji dla jonów zachodzą w kwaśnym pH. Wykazano, iż jony żelaza wykazują dużą tendencję do przechodzenia do roztworów kwaśnych w przypadku minerałów, w których żelazo(III) koordynowane jest oktaedrycznie.The thesis is dedicated to the studies on speciation of such selected ions as: iron, lead, zinc and sulfur, occurring in minerals from Rio Tinto area, Huelva province, South-West Spain. The main goal of this thesis was to establish a link between the form of occurrence of the ions mentioned above in the investigated mineral samples and their tendency to cross the interface solid-liquid at various pH. To achieve this goal an identification of the mineral components in the collected rock samples was done by using the X-ray diffraction, whereas the elemental composition was confirmed by X-ray fluorescence method. The second operational goal was to determine the parameters favoring the process of elution of the selected ions to the solution depending on pH. Changes in ion concentrations were monitored by ASA and by using the dedicated test for sulfide ions. It was stated that the most advanced progress in elution process takes place in acidic solutions. A correlation between octahedral coordination of iron(III) ions in mineral material and its high tendency to cross to the interface solid-liquid was found