矿浆电解法处理铋精矿的研究

本文采用独特的湿法冶金技术──矿浆电解法，在盐酸－三氯化铁一氯盐体系中，就湖南柿竹园铋精矿的处理进行了系统的理论探讨和条件试验研究，提出了相应的浸出机理。浸出过程发现，溶液中适量的铁离子的存在，可以提高浸出速率，提高阳极电流效率。石墨阳极反应主要是铁高子的转换反应，浸出过程主要是辉铋矿与盐酸的分解反应及三价铁和Ｈ２Ｓ的氧化还原反应，阳极浸出过程机理如下：Ｂｉ２Ｓ３＋６ＨＣｌ＋（２ｎ一６）Ｃｌ－＝２ＢｉＣｌｎ（３－ｎ）＋３Ｈ２Ｓ（ｎ＝１￣６）２Ｆｅ３＋＋Ｈ２Ｓ＝２Ｆｅ２＋＋Ｓｏ＋２Ｈ＋Ｆｅ２＋－ｅ＝Ｆｅ３＋阴极发生铋的沉积：Ｂｉｃｌｎ（３－ｎ）－３ｅ＝Ｂｉ＋ｎＣｌ－（ｎ＝１～６）Ｆｅ３＋＋ｅ＝Ｆｅ２＋     

钨矿物和含钙矿物分离新方法及药剂作用机理研究

本文通过浮选溶液化学研究和借助吸附量、红外光谱、光电子能谱测试手段,研究了ＣＦ法浮选钨过程中硝酸铅及ＣＦ药剂在矿物表面的作用机理。研究表明,硝酸铅的主要活化成分是Ｐｂ＾＋和ＰｂＯＨ＾＋离子;ＣＦ药剂对白钨矿和黑钨矿表面的Ｃａ＾２＋、Ｍｎ＾２＋和Ｆｅ２＋不敏感。在硝酸铅存在时;ＣＦ药剂才在白钨矿和黑钨矿表面发生化学吸附,其作用形式是Ｐｂ＾２＋或ＰｂＯＨ离子先化学吸附于白钨矿和黑钨矿表面,然后ＣＦ药     

方铅矿矿浆电解热力学

对方铅矿（ＰｂＳ）在氯盐水溶液中的溶解度，ＰｂＳ－Ｃｌ－Ｈ２Ｏ系φ－ｐＨ与φ－ｌｇ〔Ｃｌ－〕图的分析表明：在矿浆电解时方铅矿可同时以三种机理浸入溶液，即１．ＰｂＳ的化学溶解ＰｂＳ（ｓ）＋２Ｈ＋（ａｑ）＝ＰｂＣｌ２－４（ａｑ）＋Ｈ２Ｓ（ａｑ）；２．ＰｂＳ被水溶液中Ｃｕ（Ⅱ）与Ｆｅ（Ⅲ）氧化ＰｂＳ（ｓ）＋２Ｃｕ（Ⅱ）（ａｑ）＋４Ｃｌ－（ａｑ）＝ＰｂＣｌ２－４（ａｑ）＋２Ｃｕ（Ｉ）（ａｑ）＋ＳＯ（ｓ）３．阳极氧化ＰｂＳ（ｓ）＋４Ｃｌ－（ａｑ）－２ｅ＝ＰｂＣｌ２－４（ａｑ）＋ＳＯ（ｓ）元素硫既可通过ＰｂＳ氧化而生成于矿粒表面，也可通过溶液中的Ｈ２Ｓ氧化而生成单独的元素硫颗粒，黄铁矿的共生有利于化学氧化过程的进行。     

Bi2S3矿浆电解热力学

由Ｂｉ２Ｓ３在ＮａＣｌ溶液中的溶解度,Ｂｉ２Ｓ３－Ｃｌ－Ｈ２Ｏ系的电位－ｐＨ,电位－ｌｇ「Ｃｌ」图分析表明：Ｂｉ２Ｓ３矿在氯盐水溶液中的溶解度有了很大的提高,在矿浆电解时它同时存在三种浸出机理。即 １．化学溶解,Ｂｉ２Ｓ３（Ｓ）＋３ｎＣｌ（ａｑ）＋６Ｈ（ａｑ）＾＋＝２ＢｉＣｌ＾３－ｎｎ（ａｑ）＋３Ｈ２Ｓ＾０（ａｑ） ２．化学氧化。Ｂｉ２（３Ｓ）＋６Ｆｅ＾３＋（ａｑ２）＋２ｎＣｌ＾－（ａｑ）＝６Ｆｅ     

提高硫精矿陶瓷过滤能力的实践

通过提高硫精矿的矿浆ｐＨ值,使Ｆｅ＾２＋迅速形成Ｆｅ（ＯＨ２）胶体附着于矿物颗粒上,使其与氧化作用产生的Ｆｅ（ＯＨ２）３不致于游离堵塞陶资板微孔,提高了过滤机能力,从而节约能耗,经济效益和社会效益都很明显。     

经铁屑处理后的酸水中Fe（Ⅱ）的测定

经铁屑处理后的酸水中存在Ｆｅ＾２＋、Ｆｅ＾３＋，采用邻菲罗啉分光光度法测定Ｆｅ（Ⅱ）时，波动较大，且Ｆｅ（Ⅱ）、Ｆｅ（Ⅲ）值不稳定。在添加ＮａＦ作抑制剂后，解决了这两个问题。     

含铜,铁离子废水的硫化沉淀浮选

为了寻求我国广大铜矿山酸性废水的有效治理途径，对江西某大型铜矿山含铜、铁离子的人工模拟废水及实际矿山废水进行了处理研究。模拟废水组成为ｐＨ２．２，Ｃｕ＾２＋１３０ｍｇ／Ｌ，Ｆｅ＾３＋（或Ｆｅ＾２＋）５００ｍｇ／Ｌ，研究表明：以铜的化学当量加Ｎｓ２Ｓ于含Ｃｕ＾２＋、Ｆｅ＾２＋人工废水中，以及以铜的３．４倍化学当量加Ｎａ２Ｓ于含Ｃｕ＾２＋、Ｆｅ＾３＋人工废水中，丁黄药作捕收剂，自然ｐＨ条件下，铜的去除     

凡口方铅矿—黄铁矿选择性分离机理研究

采用Ｘ－光电子能谱及电化学测试研究了高石灰用量条件下，凡口方铅矿一黄铁矿选择分离的机理。高石灰介质中，黄铁矿表面形成了Ｃａ（ＯＨ）＿２、Ｆｅ（ＯＨ）＿３亲水膜；方铅矿表面形成了ｃａ（ＯＨ）＿２、ＨＰｂＯ－＿２亲水膜，加入高浓度丁基黄药后，方铅矿表面亲水组分向疏水组分Ｐｂ（ＢｕＸ）＿２转化，而黄铁矿表面由于优先氧化仍生成Ｃａ（ＯＨ）＿２、Ｆｅ（ＯＨ）＿３亲水组分，无双黄药生成，造成方铅矿与黄铁矿的选择性分离。而高浓度乙基黄药既不能使方铅矿表面转化成Ｐｂ（ＦＸ）＿２．又不能在黄铁矿表面生成双黄药，不能实现二者的分离。     

金属离子对红柱石的吸附与活化

研究了Ｆｅ＾３＋、Ａｌ＾３＋、Ｍｇ＾２＋、Ｃａ＾２＋四种金属离子在红柱石上的吸附行为及其对红柱石可浮性的影响。发现Ｆｅ＾３＋对红柱石－十二烷基磺酸钠浮选体系具有活化作用，而Ａｌ＾３＋、Ｍｇ＾２＋、Ｃａ＾２＋三离子对红柱石的浮选起抑制作用。认为金属离子吸附在矿物表面上是其具有活化作用的前提条件。提出用吸附沉淀百分数（ＰＡＰ）表示金属离子对矿物的活化能力，ＰＡＰ越大，活力能力越强，ＰＡＰ小到一定程度，     

应用微机绘制电—pH图分析氯氧化铋精矿提纯工艺

应用微机绘制了Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｐｂ等元素的Ｍｅ－Ｃｌ＾－－Ｈ２Ｏ系和Ｍｅ－ＮＯ３＾－－Ｈ２Ｏ系的Ｅｈ－ｐＨ图，在对Ｅｈ－ｐＨ图分析的基础上，制定了提纯氯氧化铋精矿，制取药用次硝酸铋的新工艺。     

从铅冰铜中高效选择性提取铜的工艺研究

采用高温高压纯氧氧化法选择性提取铅冰铜中铜, 研究了硫酸用量、浸出温度、反应时间、液固比、氧气压力、搅拌速度以及分散剂木质素用量对铜浸出率的影响及对浸出液中铁含量的影响。铅冰铜经氧压浸出后进行液固分离, 铅冰铜中的铜进入液相中, 绝大部分铁以赤铁矿的形式与铅、银、金等有价金属一起进入渣相中; 浸出后的硫酸铜溶液经调酸后直接进行旋流电解可得到合格的阴极铜产品, 浸出渣返回铅冶炼系统综合回收铅、银、金等有价元素。高温氧压浸出铅冰铜, 铜浸出率可达93.5%, 阴极铜产品质量达到99.975%, 有效实现了铅冰铜中铜的选择性提取。     

矿浆电解法处理辉铋矿的浸出机理

通过对石墨阳极极化曲线的研究，阐明了矿浆电解法在酸性氯盐介质中的阳极反应机理；在用热力学数据计算绘制Ｂｉ－Ｓ－Ｈ２Ｏ系的电位－ｐＨ图的基础上，借助于对过程浸出渣样的物相分析，探讨了辉铋矿的浸出机理。     

膨胀微晶石墨的制备及对Pb2+的吸附行为

为进一步拓展微晶石墨的应用领域,将其氧化-膨胀获得膨胀微晶石墨,并用于含铅废水处理。通过静态吸附试验考察初始Pb2+浓度、反应时间、pH和温度等因素对膨胀微晶石墨吸附性能的影响。结果表明,微晶石墨经氧化膨胀制备的膨胀微晶石墨颗粒呈"蠕虫"状,含有丰富的网络孔隙结构,孔径集中在2~5 nm。膨胀微晶石墨对Pb2+的吸附行为受初始浓度、时间、pH和温度的影响,吸附量与初始浓度、时间和pH呈正相关,与温度呈负相关。Langmuir等温吸附模型和准一级动力学模型较好地拟合了吸附过程。热力学分析表明,膨胀微晶石墨对Pb2+的吸附为自发进行的放热吸附过程,以物理吸附为主。      

机械力储能对石墨-磁铁矿体系碳热还原热力学的影响

分析了石墨和磁铁矿的机械活化能, 并就其对碳气化反应及磁铁矿碳热还原反应热力学的影响进行了理论探讨。研究结果表明, 石墨或磁铁矿的储能均可使磁铁矿碳热还原温度降低。磁铁矿的储能对还原热力学的影响方式是直接的, 而石墨的储能对还原热力学的影响是间接的: 石墨储能导致气化反应平衡常数增大, 从而间接影响磁铁矿的碳热还原热力学。另外, 磁铁矿的两个还原反应1/4Fe₃O₄+CO=3/4Fe+CO₂和Fe₃O₄+CO=3FeO+CO₂的转折温度随磁铁矿储能的增加而线性下降, 但不受石墨储能的影响。     

金属离子对微细粒锡石浮选行为的影响

进行了一系列锡石单矿物试验来探究Fe₃ 、Cu₂ 、Pb₂ 、Mg₂ 四种金属离子对油酸钠体系中锡石浮选行为的影响,结果表明在pH=2~12范围内Fe₃ 、Cu₂ 、Mg₂ 对锡石具有抑制作用;在pH=2~7.5范围内Pb₂ 对锡石具有活化效果,在pH=7.5~12范围内Pb₂ 对锡石也具有抑制作用。接触角检测表明, Fe₃ 、Cu₂ 、Mg₂ 可以阻碍油酸阴离子在锡石表面的吸附,而Pb₂ 可以增大锡石表面的疏水性。对Fe₃ 的溶液化学分析显示,在pH=2~3和pH=3~12范围内抑制锡石的主要组分分别是Fe₃ 和Fe(OH)_3(s)。对Pb₂ 的溶液化学分析显示,在pH=2~7.5范围内Pb₂ 和PbOH 在锡石表面的吸附使锡石表面活性增加,从而对锡石实现活化。      

铅阳极泥选择性脱铜试验研究

采用选择性脱铜—混酸浸锑、铋—硝酸脱铅—火法熔炼回收贵金属工艺综合回收铅阳极泥中的有价金属。重点介绍了该工艺中选择性脱铜的试验研究。确定了最佳脱铜条件:浸出温度28℃,初始酸度H2SO420 g/L,鼓空气浸出3 h,液固比L/S=5/1(mL/g),添加剂Fe3+浓度1 g/L;在该条件下,铜的平均脱除率为91.30%,锑的平均浸出率仅为2.11%,Bi,Pb,Au,Ag等不被浸出。该研究取得了较好的选择性脱铜效果,有效解决了铅阳极泥传统湿法处理工艺中存在的金属分离不彻底、产品质量不高等问题。     

硫化铅精矿低温熔盐一步炼铅实验研究

采用还原造锍熔炼法从硫化铅精矿中低温、一步回收铅,考察了黄铁矿烧渣加入量、熔盐组成及用量对铅直收率及铁、铜分配行为的影响,证实了该技术路线的可行性。合理控制熔炼条件,铅直收率最高可达94.32%,粗铅纯度98.32%。铜和银主要分布在铁锍及粗铅中,铁及其它伴生元素主要分布在铁锍及炉渣中。     

元阳金精矿矿浆电解的阳极过程

通过在氯盐介质测量云南元阳金精矿中几种成分在石墨阳极上的阳极极化曲线，研究矿浆电解条件下矿粒阳极氧化的机理。结果表明，在元阳金精矿矿浆电解的条件下，黄铜矿、黄铁矿、元素硫基本不发生阳极氧化，而H2S则在石墨阳极上或被溶液中的Fe^3 和Cu^2 氧化为元素硫。     

三层液铝电解精炼新型固体阴极的研制

本文研制了一种新型固体阴极材料，即以石墨为基底的ＴｉＢ２复合涂层。初步研究表明，这种涂层与基底石墨粘结牢固，机械性能良好。我们期望把它们做成三层液铝电解精炼槽的固体阴极，从而为降低极距，大幅度节省电能创造条件。     

Manipulate an air–cathode fuel cell toward recovering highly active heterogeneous electro-Fenton catalyst from the Fe(II) in acid mine drainage

The recovery of iron oxides from acid mine drainage (AMD) has attracted extensive research attention due to the double advantage of waste minimization and resource recovery. Recently a novel air–cathode fuel cell approach was proposed to in-situ utilize ferrous iron (Fe(II)) in the AMD for the fabrication of Fe₃O₄/graphite felt (GF) composite as the cathode of electro-Fenton process. In the present work, the influence of fuel cell operating parameters, including solution pH, carbonate concentration and Fe(II) concentration, on the catalytic activity of prepared Fe₃O₄/GF composite is adequately elucidated. The highest activity is observed on the composite obtained from the fuel cell operated with 30 mM Fe(II) and 50 mM carbonate at pH 7.5. The activity of Fe₃O₄/GF is strongly dependent upon iron loading and Fe₃O₄ morphology in the composite. Higher iron loading generally induces higher catalytic activity, and the Fe₃O₄ aggregate is catalytically less reactive relative to the well-dispersed one. The precipitation of Fe(III) oxides on the GF through electrochemical oxidation of Fe(II) plays a key role in determining the structure of Fe₃O₄/GF composite. Solution pH and composition in the fuel cell affect such a process by manipulating the distribution of Fe(II) species in aqueous solution and on the GF.