混合酸热压浸出纯化脉石英及机理

采用混合酸热压浸出方法制备高纯石英。研究了HF、HCl、HNO3浓度、液固比、反应时间、反应温度对热压浸出纯化脉石英的影响。结果表明:在优化的技术条件下,脉石英中杂质金属元素Fe、Al、Ca、Mg、K、Na去除率分别可达67.04%、96.96%、84.97%、73.18%、76.25%及58.97%。热压浸出过程中,混合酸溶液不仅能与石英晶体表面杂质矿物反应,还能沿缝隙扩散进入石英晶体界面或晶体内部,部分填隙式金属原子溶出导致石英晶体中硅氧四面体排列由规则向不规则过渡,即晶格发生畸变,增加了石英晶格中金属原子溶出的几率,有利于石英纯化。     

混合酸浸出制备高纯石英工艺及机理研究

以湖北某地脉石英矿为原料,采用高梯度强磁选、混合酸浸出工艺进行提纯,利用光学显微镜、EPMA和ICP进行表征。显示脉石英原矿中广泛性赋存微细粒钾长石、钠长石、云母,铁质氧化物及流体包裹体,主要杂质元素为Fe、Al、Ca、Mg、K、Na、Li、Mn。热力学分析表明混合酸浸出体系下混合酸浸出剂能优先与杂质矿物自发反应且其反应速率远大于混合酸浸出剂与脉石英的反应速率,混合酸浸出工艺能有效去除填隙在石英晶格中的杂质金属元素,杂质元素总量降低至40.71μg/g,总去除率达到91.11%,SiO2含量达到99.993%。     

石英中杂质矿物赋存状态及纯化研究

利用光学显微镜、电子探针、电感耦合等离子发射光谱等测试手段,对江苏某公司块状石英进行了杂质矿物赋存状态及分离纯化研究。结果表明:赋存于石英中杂质元素主要为Al、Na、Ca、Fe、Li、K、Ti;杂质矿物多为原生矿物包裹体,且主要以小于20μm的岩盐和小于120μm的白云母形式赋存于石英晶体界面间。其中Na主要以岩盐形式存在;元素F、Mg、K、Ti、Mn、Fe、Al主要赋存在白云母中,尚有一部分元素Al以类质同象形式取代石英晶格中的元素Si;元素Ca和部分S以氧化物的形式存在;Ba和另一部分S赋存在重晶石中;Cu、Zn共生形成氧化矿。经焙烧,水淬,碱浸出和混合酸浸出,可分离纯化制备出99.991wt%的高纯石英。     

石英氧化浸出提纯中的络合离子的作用及机理

针对采用氢氟酸和草酸氧化浸出制备高纯石英的工艺,以元素Fe的去除为例,着重介绍了石英氧化浸出提纯过程中草酸络合离子的作用及其络合机理。草酸酸性强,络合常数大,在金属离子从石英表面氧化浸出过程中,C2O24-与Fe螯合,形成稳定的络合物,经洗涤分离脱除。研究建立了其各级络合物分布图,为精确控制化学反应提供了理论依据。另外还测定了不同处理方式对石英表面ζ电位的影响。研究结果表明:采用HF和草酸联合浸出工艺可将石英中杂质金属元素含量从40～50 ppm降至20～25 ppm,其中元素Fe从2 ppm降至0.186 ppm。     

宜昌某鳞片石墨浮选精矿酸浸脱杂试验

宜昌某鳞片石墨浮选精矿碳含量达93.72%,-200目占83.27%,主要杂质成分为石英、高岭石和伊利石。为了获得高纯石墨精矿,采用混合酸对试样进行了酸浸工艺条件研究。结果表明,混合酸和石墨的体积质量比为3∶1,HF与HCl的物质的量之比为1∶4,酸浸温度为40 ℃,酸浸时间为6 h情况下,可获得固定碳含量为99.1%的高纯石墨精矿。石墨精矿的XRD和SEM分析表明,酸浸工艺可高效地溶出试样中的杂质,且不破坏石墨成分和结构,是获取高品质石墨的重要手段。     

云南大红山铜矿化学浸出研究

以云南大红山铜矿的铜精矿为研究对象,分别考查其在稀硫酸、硫酸高铁、硫酸亚铁三种介质中的溶解情况。通过试验研究发现,在pH1.0~2.0、常温常压条件下,该铜精矿基本不溶于稀硫酸溶液和硫酸高铁溶液,而在硫酸亚铁溶液中该铜精矿溶解速率明显加快,但浸出后期有明显的钝化现象。浸渣XRD和SEM分析表明,硫酸亚铁溶液浸出后浸出渣有单体硫物相存在,而且矿物表面有明显的"腐蚀坑",能谱分析也证实矿物表面有硫元素过量的情况。另外,硫酸亚铁溶液浸出过程中体系酸耗明显增加,这一方面是由于Fe2+离子氧化造成的,另一方面矿石的大量溶解也增加了酸耗量。     

应用振动搅拌来强化金精矿中的黄铁矿的细菌浸出

研究了搅拌浸出流体动力学和混合方法对用嗜酸的氧化亚铁硫杆菌和硫氧化硫杆菌浸出含砷黄铁矿金精矿浸出动力学的影响。在研究了振动搅拌和充气搅拌时的细菌化学浸出的动力学。研究结果表明，振动搅拌设备中创造出的条件的特点是，浸出过程中具有较高的细菌氧化活性。振动搅拌可加快细菌化学浸出速度，提高硫化矿物(黄铁矿)的浸出率。黄铁矿氧化程度的提高使黄铁矿中的金暴露出来，从而提高金的氰化率。     

闪锌矿精矿加压酸浸过程探讨

探索闪锌矿精矿高压酸浸的反应机理,制备一种相对纯净的闪锌矿,并在添加铁离子和不添加铁离子两种情况下对其进行高压酸浸试验.在浸出体系中没有铁元素时,闪锌矿浸出速度很慢.如在氧分压0.3MPa,温度160℃下浸出180min,锌的浸出率也仪有11.06%.在浸出体系中加人铁元素后,闪锌矿浸出速度加快了.在上述例子的条件下,锌的浸出率达到62.55%.然而,温度低于150℃,铁元素并没表现出对闪锌矿浸出的促进作用.锌的浸出速度曲线和亚铁离子氧化速度曲线的趋向是一致的,尽管两者不按比例变化.闪锌矿的浸出速度随着浸出体系中铁元素浓度的增大而不断增大,但当铁离子达到一定浓度后,闪锌矿的浸出速度不再有明显的增大.在一定的反应条件下,铁(或其他变价金属元素)的氧化是高压酸浸过程不可或缺的步骤,并且在一定范围内,铁离子的浓度决定了浸出的速度,对浸出机理进行了阐述.     

脉石英热压浸出纯化及热力学机理研究

采用光学显微镜、电子探针、化学成分分析对脉石英原矿进行矿物学研究,显示脉石英原矿中广泛性赋存微细粒钾长石、钠长石、云母及黄铁矿等矿物包裹体,主要杂质元素为Fe、Al、Ca、Mg、K、Na、Li、Mn等。热压浸出结果表明:热压过程导致石英晶格畸变并溶解出填隙在晶格中的金属离子,杂质元素总量由300.37μg/g降至39.18μg/g,总去除率达到86.96%,SiO2含量为99.996%。以单矿物钾长石、钠长石、云母和黄铁矿为研究对象,深入讨论了它们在热压体系中的浸出行为及机理。热力学分析表明,石英及杂质矿物与HF反应的吉布斯自由能均小于零,但杂质矿物远小于石英与HF反应的吉布斯自由能。在热压浸出体系下,HF优先与钾/钠长石、白云母反应。     

Fe3+作用下煤矸石中黄铁矿的氧化速率和化学计量学特征

硫铁矿含量较高的煤矸石在水、氧存在的条件下会发生氧化反应产生酸性矿山废水（AMD）,而Fe3+是该氧化反应过程中的强氧化剂。为了研究Fe3+作用下各类型煤矸石的氧化特征,设置不同初始Fe3+浓 度的酸性条件,对来源于3种煤系、不同硫含量的煤矸石样品KL、DZ、SX及黄铁矿样品进行氧化产酸模拟试验,并通过产酸模拟试验中的［SO42?］/［Fe2+］化学计量比来验证试验体系遵循的化学反应。结果表明,在 酸性条件下,各试样的氧化速率随液相中初始Fe3+浓度的增加而增加,第1~7 d为煤矸石及黄铁矿的快速氧化反应期,氧化产酸反应主要受化学反应的控制,试验条件下该阶段黄铁矿的氧化速率可达5.23×10-5 mol/ （L·h）,而KL、DZ、SX的最大氧化速率分别为1.91×10-5 mol/（L·h）、1.1×10-7 mol/（L·h）和1.5×10-6 mol/（L·h）。煤矸石试样的氧化产酸过程与纯黄铁矿有显著区别：黄铁矿的氧化速率高于煤矸石, 但煤矸石的铁溶出率却高于黄铁矿。不同煤矸石的氧化特征有较大差异：净产酸潜力最低的煤矸石DZ（22.89 kg/t,以H2SO4计,后同）氧化速率低于其他矸石样品;净产酸潜力值相当的KL（92.21 kg/t）和SX （90.58 kg/t）在Fe3+的氧化反应过程中有较大差异,表现在［SO42?］/［Fe2+］化学计量比上。其中KL有着与黄铁矿相似的比值规律,遵循FeS2在对应条件下的氧化机理,但SX的［SO42?］/［Fe2+］化学计量比远 高于理论值,DZ的［SO42?］/［Fe2+］化学计量比总体最高,这可能由煤矸石的产碱矿物导致的。总体而言,煤矸石所含矿物情况和风化程度造成其产酸过程的差异,含硫量越高的煤矸石其产酸污染潜力随风化程度 而增加。     

石煤硫酸浸出过程中含钒矿物的浸出行为北大核心

以陕西省商南县石煤钒矿为研究对象,研究了直接酸浸、氧化酸浸及活化酸浸的提钒效果,分析了酸浸过程中含钒矿物钒的浸出规律和活化浸出机理。结果表明:在硫酸浓度250 g/L、液固比5 mL/g、温度90℃条件下,浸出12 h,钒浸出率仅为48.55%;在相同条件下,加入3%氯酸钠,氧化酸浸9 h,钒浸出率增加到61.42%;再添加9%氟化钙,仅活化浸出6 h,钒浸出率可达到92.90%。工艺矿物学研究表明:在活化酸浸过程中,氟化钙与硫酸反应生成的氢氟酸,促进了硫酸对含钒矿物结构的破坏,同时参与了含钒云母的反应,促进了含钒矿物中钒的浸出;矿物中含钒云母、钒钛矿、褐铁矿、钒硫化物中钒的浸出率分别为98.47%、42.22%、98.09%、89.70%,与氧化酸浸相比,分别增加了31.77、26.90、18.01、89.70个百分点。     

某银锰矿选矿工艺试验研究

对某银锰矿进行了工艺矿物学研究,银的载体矿物主要分两类:一类是独立银矿物,一类是独立银矿物的宿主矿物,锰的载体矿物主要是锰的氧化物。采用“一次粗选、一次精选、二次扫选”全硫混合浮选流程,可获得含Ag6603g/t,含Pb1.94%,含Zn2.04%,银回收率为78.51%、铅回收率41.84%、锌回收率68.36%的银精矿;采用磁选工艺流程,可获得含Mn20.31%,Ag313.10g/t的磁选精矿,混合浮选—磁选联合工艺能使银、锰回收率分别达到95.34%、91.39%。在优化的浸出条件下,对浮选尾矿采用酸浸的方法回收锰,锰的浸出率能达到78.87%,铁的浸出率为47.50%。     

四川江油石英砂岩制备高纯硅微粉试验研究

以四川江油石英砂岩为原料制备电工级硅微粉,采用ICP、SEM等岩矿分析测试手段对其矿物学特征和杂质赋存状态进行了详细研究,采用球磨擦洗-酸浸工艺,探讨了球磨转速、时间和矿浆质量分数对磨矿提纯效果的影响。结果表明,江油石英砂岩质地纯净,Al2O3、Fe2O3等少量杂质赋存于黏土矿物中,在球磨时间80 min,转速600 r/min,矿浆质量分数50%的优化条件下湿法细磨提纯,获得擦洗精砂d小于等于50μm的累积产率大于等于82%,精砂w(SiO2)大于等于99.76%,并经酸浸处理获得w(SiO2)为99.95%的高纯硅微粉,高于电子行业标准SJ/T 10675-2002的要求。     

墨西哥某铜矿浮选-浸出-萃取-电积回收铜工艺研究

墨西哥某矿为氧化铜矿物为主的混合矿,脉石主要为石英,矿石中还含有比较好浮的硫化铜矿物（黄铜矿）,其酸浸效率不如氧化铜矿物,而且酸浸可能产生有害气体硫化氢。重点研究了浮选-浸出工艺,结果表明,采用硫化钠活化和丁黄药浮选,能获得铜品位为19.10%、铜回收率为35.02%的铜精矿;浮选尾矿直接用于后续浸出试验,H₂SO₄浓度为1 mol/L,液固比为3,室温（15 ℃）下搅拌浸出1 h,铜浸出率83.33%。以原矿为计算基准,铜浸出率为54.16%,若浮选精矿加浸出铜的总回收率则达到89.18%。     

不同氧化剂在酸法地浸铀矿山难浸出矿石中的应用研究

针对伊犁盆地某酸法地浸铀矿山的难浸出矿石,通过矿石的主要化学组分与主要矿物组分的研究,揭示难处理铀矿石特征组分差异。扫描电镜和化学分析结果表明,渗透性差、品位低、非目标矿物耗酸、氧化不敏感是矿样难浸出的主要原因。通过常压及加压搅拌试验和柱浸试验研究了不同种类的化学氧化剂对酸法地浸中难浸出铀矿物浸出的影响。试验结果表明,添加二氯异氰尿酸钠对该矿样的浸出有比较明显的促进作用,其他氧化剂的氧化改善作用不显著。结果还表明,氧化剂对氧气的氧化作用没有明显的协同效应,复合氧化的浸出改善效果不显著。     

优质石英岩作为高纯石英原料的提纯试验研究

采用阴极发光显微镜、ICP-OES和SEM-EDS等分析测试手段研究了花脖湾石英岩的矿石性质,以解离并去除白云母为提纯目标进行了浮选和酸浸条件优化试验。结果表明:花脖湾石英岩质地纯净,w(SiO_2)高达99.00%,白云母是主要脉石矿物,优化试验确定的浮选条件为:矿浆pH值2.5,DDA用量140g/t;酸浸条件为:混合酸质量分数30%,温度55℃,时间120min。在超声波辅助作用下提纯获得的细粒级(0.110~0.074mm)石英砂9种杂质元素总含量降低至66.65×10-6,w(SiO_2)达到99.99%。花脖湾石英岩矿经试验证实为一种石英岩型高纯石英原料,作为高纯石英资源应用前景广阔。     

微生物浸出磁黄铁矿的试验研究

采用矿驯化以及矿坑的嗜酸嗜铁混合菌(Acidthiobacillus ferrooxidans与Leptospirillum ferriphilum)进行了磁黄铁矿浸出试验,并探讨了混合菌浸出磁黄铁矿的机理。结果表明,与矿驯化菌相比,矿坑混合菌对磁黄铁矿具有更强的吸附能力;细菌吸附后,磁黄铁矿的等电点朝细菌的等电点方向偏移;由于矿坑混合菌对磁黄铁矿的作用更强,使其得到的矿物接触角下降幅度均大于矿驯化混合菌作用下的接触角;磁黄铁矿浸出初期是以酸溶为主,随着浸矿的进行,混合菌发挥作用,整个浸矿过程,体系中会发生铁离子的相对富集,致使矿物动电位值增大,而由于铁离子不能稳定性存在,易在体系中生成亲水性的铁沉淀覆盖于矿物表面,从而引起磁黄铁矿表面亲水性增强,接触角变小。在嗜酸嗜铁混合菌浸出磁黄铁矿过程中,磁黄铁矿主要是被溶液中的铁离子氧化。     

黄铜矿的嗜热细菌生物浸出工艺研究:温度-pH-氧化还原电位之间的依赖关系

嗜热细菌生物浸出黄铜矿的铜浸出率,取决于温度、pH和氧化还原电位,而且还取决于所使用的嗜热细菌的活性.研究了在不同的pH值和温度并有着不同的初始Fe3+数量的条件下,使用三种嗜热细菌浸出时达到的铜浸出率.获得的结果表明.由于Acidianus brierleyi(缩写为A.brierleyi菌)浸出铁(以Fe3+形式)的能力很低,由接近临界值(450mV,Ag°/AgCl参比电极)的氧化还原电位,反映出达到了很高的生物量浓度,在这样的氧化还原电位下浸出时铜浸出率最高.相比之下,由于Sulfolobus metallicus(S.metallicus菌)和Metallosphaera sedula(缩写为M.sedula菌)较高的浸出铁(以Fe3+形式)的能力,由很高的氧化还原电位反映出的很高的生物量浓度,再结合Fe3+以黄钾铁矾(KFe3[SO4]2·(OH)b)形式的沉淀作用,因而就降低了浸出速率.因此,在对于嗜热细菌的生长是最佳的温度时,并不总是意味着能达到很高的铜浸出率.一般地说,最高的铜浸出率是在初始pH值为1.5的条件下达到的.然而,在初始pH值为2.5时观测到比在pH 2.0时达到了更高的浸出率,证实了在高pH值时黄铜矿的生物浸出是受氧化还原电位而不是由pH或温度所控制的.当提供的为激发浸出反应所需的初始的Fe3+数量不足时,双向酸杆菌的生物浸出能力就会降氏,或浸出反应受到抑制,而硫化裂片菌和金属丝菌对初始的Fe3+提供量就没有那么敏感.这一结果证实了对矿物表面直接的酶促催化作用,能引发黄铜矿的生物浸出反应,但稍后氧化还原电位就控制着黄铜矿的浸出速率.     

硫化矿细菌浸出过程的电化学(Ⅰ)

系统阐述了硫化矿细菌浸出体系细菌生长及细菌存在时硫化矿氧化的电化学理论。文中分析了硫化矿浸矿主导菌种Thiobacillusferrooxidans氧化Fe2 +而代谢的电化学机理 ,给出了Fe2 +氧化响应Thiobacillusferrooxidans生长细胞外的电化学反应标度式 ,分析了细菌的存在对溶液电位的影响 ,给出了应用Fe2 +氧化速率标度的细菌生长速率方程。应用电化学基本原理分析了硫化矿浸出的反应特征 ,提出了只考虑细菌间接作用时硫化矿细菌浸出反应的混合电位模型。分析认为 ,细菌氧化Fe2 +至Fe3 +,使混合电位上升 ,这是细菌强化硫化矿浸出的重要因素之一。     

硝酸常压浸出红土镍矿特性及镍浸出动力学

采用ICP和XRD分析手段研究了某红土镍矿的元素及物相组成。采用硝酸常压浸出该红土镍矿。通过单因素条件实验和综合实验探究了硝酸浓度、固液比、搅拌转速、浸出时间、浸出温度在常压条件下对红土镍矿中Ni、Co、Fe和Mg浸出的影响,并求解了镍的浸出动力学。结果表明,该红土镍矿为硅镁型,在硝酸浓度5mol/L、固液比(g/mL)为1:12、搅拌转速250r/min、浸出时间150min、浸出温度85℃的条件下,Ni、Co、Fe和Mg的浸出率最佳,分别为98.75%、91.66%、81.45%、94.21%。镍的浸出过程符合收缩核模型,反应活化能为38.804kJ/mol,反应过程受化学反应和内扩散混合控制。