嗜酸氧化亚铁硫杆菌（ATCC 23270）浸出黄铜矿过程中的EPS、Cu2+和Fe3+的相互作用机制（英文）

采用超声-离心方法提取嗜酸氧化亚铁硫杆菌(ATCC 23270)胞外多聚物(EPS)、EPS中的Cu2+、Fe3+离子,研究生物浸出黄铜矿过程中Cu2+、Fe3+和EPS的相互作用机制。结果表明:与Fe3+离子相比,Cu2+离子可刺激细菌产生更多的EPS;当Cu2+离子浓度从0.01mol/L增加到0.04mol/L时,EPS中Fe3+/Cu2+质量比从4:1降低到2:1;从1%黄铜矿的无铁9K介质中提取的EPS中铜铁含量是从含0.04mol/LCu2+离子的9K介质中提取的量的2倍。在生物浸出黄铜矿过程中,黄铜矿表面结合黄铁钾钒的EPS层减弱了Cu2+、Fe3+离子的迁移,逐渐成为离子扩散壁垒。     

聚乙二醇对氧化亚铁硫杆菌浸出黄铜矿的影响

为提高黄铜矿生物浸出率,研究聚乙二醇(PEG)对Acidithiobacillus ferrooxidans strain XZ11 Fe2+氧化活性和黄铜矿生物浸出过程的影响,并采用SEM和EDS对浸出后矿物表面形貌和相组成进行表征。结果表明:相对分子质量大于200的PEG对Acidithiobacillus ferrooxidans Fe2+氧化活性具有一定的促进作用,添加30 mg/L PEG 2000时,浸出20 d后,铜浸出量高达451.70 mg/L,较不添加FEG时提高了1.11倍;添加PEG时,黄铜矿表面的侵蚀面呈沟壑状,出现溶蚀坑,并生成Fe3+的羟基化多聚物Fe(Ⅲ)—O—OH。PEG的添加提高了浸出体系中细菌浓度和Fe3+浓度,加速了黄铜矿的溶解。     

黄铜矿生物浸出过程中Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的行为

采用Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)对黄铜矿进行生物浸出,主要研究浸出过程中体系的pH值、铁离子浓度、细菌吸附率及铜浸出率变化规律。结果表明:介质中Fe(Ⅲ)含量不同,生成黄钾铁矾的形态不同。在Fe(Ⅲ)生物浸出体系中,絮状的黄钾铁矾逐渐生成并全部覆盖在黄铜矿表面,阻碍黄铜矿的浸出过程。在Fe(Ⅱ)生物浸出体系中,生成皮壳状、结核状的黄钾铁矾分散于浸出液中,不覆盖在黄铜矿表面,对黄铜矿的浸出没有阻碍作用。     

Fe3+/Fe2+氧化还原电解液在高性能聚苯胺/SnO2超级电容器中的应用

报道 Fe3+/Fe2+氧化还原电解液在聚苯胺/SnO2超级电容器中的应用,研究不同浓度的 Fe3+/Fe2+离子对与1 mol/L H2SO4溶液组成的氧化还原电解液在超级电容器中的赝电容行为。用循环伏安法、恒电流充放电法和交流阻抗法对超级电容器的电化学性能进行研究。当Fe3+/Fe2+浓度为0.4 mol/L时,超级电容器的性能最好,其在1 A/g电流密度下的比容量达到1172 F/g。将聚苯胺/SnO2超级电容器进行长期的循环实验,经过充放电循环2000次后,其起始容量保持率达到88%。实验结果表明,使用Fe3+/Fe2+氧化还原电解液来提高能量储存装置的性能具有很好的前景。     

绢云母对黄铜矿微生物浸出的影响

采用以Acidithiobacillus ferrooxidans为主的混合菌,研究绢云母对微生物浸出黄铜矿的影响。结果表明,铜的浸出率随着绢云母粒度的减小而增加,随着绢云母质量分数的增加而呈先升高后降低的趋势。在添加粒度为-33μm、质量分数为5.0%的绢云母时,铜的最高浸出率为54.88%,比不添加绢云母时的铜浸出率提高了约12%,表明绢云母能促进黄铜矿的微生物浸出。绢云母的加入可使浸出体系pH值降低,最终pH值低于1.22。在浸出过程中,新生成的物质主要是铵黄铁矾,它覆盖于黄铜矿的表面,对微生物浸出铜有一定的阻碍作用。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出黄铜矿中氧化还原电位、黄铁钾钒和胞外聚合物的关系和影响(英文)

在合成的胞外聚合物(EPS)溶液中,研究不同起始总铁量、不同Fe(III)与Fe(II)摩尔比条件下嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出黄铜矿过程中pH、电位、可溶性铁离子和Cu2+浓度随浸出时间的变化。结果表明:当溶液电位低于650mV(vsSHE)时,因细菌产生的EPS可通过絮凝黄铁钾钒延缓污染,即使铁离子浓度达到20g/L,黄铁钾钒对细菌浸出黄铜矿的阻碍作用也不是致命的,但随着铁离子浓度的增加而增加;细菌氧化的铁离子容易吸附在黄铜矿表面的EPS表层,有黄铁钾钒的EPS层是弱离子扩散壁垒,细菌通过把EPS空间内外的Fe2+氧化成Fe3+,进一步创造高于650mV的电位,导致EPS层离子扩散性能的快速恶化,严重地和不可逆地阻碍生物浸出黄铜矿。     

不同碳材料辅助下混合中度嗜热微生物浸出黄铜矿的比较研究（英文）

采用混合中度嗜热微生物研究4种碳材料(人造石墨、炭黑、活性炭和碳纳米管)对黄铜矿浸出的催化作用。结果表明,添加人造石墨和活性炭能使溶液pH值降低,氧化还原电位维持在合适的范围,使浸出液中总铁、三价铁浓度和矿渣表面吸附微生物的数量增加,最终提高黄铜矿中铜的浸出率;而添加炭黑和碳纳米管能抑制浸矿微生物的生长,最终导致浸出效率降低。X射线衍射分析表明,在添加人造石墨和活性炭实验组中,黄钾铁矾和硫膜是钝化层的主要成分,但钝化层的形成不会影响黄铜矿的进一步分解。此外,人造石墨和活性炭的添加使浸出体系中游离微生物和吸附微生物的群落结构发生改变。在黄铜矿浸出末期,硫氧化茵A.caldus S1(丰度为93%～98%)成为优势菌种,而铁氧化菌L.ferriphilum YSK所占比例仅为1%～2%。     

氧化硫硫杆菌作用下黄铜矿-MnO2同时发电浸出的机制

采用双电池体系研究发电浸出过程和生物发电浸出过程中放电量、Fe2+和Mn2+浸出率与时间的关系.结果表明:生物发电浸出的Cu2+和Fe2+浸出率比单纯发电浸出提高近2倍,发电量和Mn2+浸出率提高近3倍.对发电浸出产物进行XRD和SEM分析表明,经历发电浸出过程,晶体的形貌与反应前相似,发电浸出产物单质硫和杂质PbS大量存在;经历生物发电浸出过程,杂质PbS被氧化成PbSO4,沉积在残渣表面.对氧化硫硫杆菌作用下CuFeS2-MnO2发电浸出机制研究表明,黄铜矿的发电浸出和生物发电浸出都存在表层的黄铜矿离解产生Cu2+、Fe2+和单质硫的过程,而生物发电浸出中还进行了单质硫部分被A.t菌氧化的后续过程,且生物氧化过程为控制步骤.MnO2的浸出在本研究的系统中是被动的,如果黄铜矿的浸出还能进行,MnO2的浸出就能持续.     

铁闪锌矿的Leptospirillum ferrooxidans菌浸出及电化学性能(英文)

采用纯种L.ferrooxidans菌研究矿浆浓度、pH及外加Fe3+离子对铁闪锌矿生物浸出的影响。结果表明,锌的浸出率随着矿浆浓度的降低而增加。在生物浸出过程中调节pH值到1.6对铁闪锌矿的溶解有促进作用。外加Fe3+离子加速了铁闪锌矿的生物浸出,但当外加Fe3+离子浓度超过2.5g/L时,促进作用变弱。这是因为高浓度的Fe3+离子会对细菌生长产生抑制作用且促进黄钾铁矾的生成。在L.ferrooxidans菌存在条件下,利用电化学测试方法进一步了解有、无外加Fe3+离子时铁闪锌矿的溶解过程。实验数据表明,外加Fe3+离子可以增加腐蚀电流密度,有利于锌的提取。交流阻抗谱表明,添加Fe3+离子后没有改变反应过程的控制步骤。     

浸矿菌Leptospirillum ferrooxidans 氧化Fe2+的电化学动力学

研究Leptospirillum ferrooxidans溶液氧化还原电位ψ与Fe2+氧化的内在联系,得到ψ随溶液ln[c(Fe3+)/c(Fe2+)]的增加呈线性增长关系;研究Fe2+、细菌浓度、温度变化时Fe2+氧化反应速率的变化规律.在给定条件下,当溶液中Fe2+浓度较低时,随着Fe2+浓度的上升,Fe2+的氧化速率加快,而当Fe2+浓度在5kg/m3以上时,Fe2+浓度的增加不但不会促使氧化速率加快,反而会抑制Fe2+的氧化;细菌浓度的增加,氧化速率随之上升,当细菌浓度在1.25×108cells/dm3以上时,氧化速率随细菌浓度的增加有较大幅度的增长;当温度在20～35℃范围时,温度的升高会加快细菌氧化Fe2+的速率,当温度再升高,则会抑制Fe2+的氧化.通过一系列电化学与生物化学分析,导出了Leptospirillum ferrooxidan生长动力学方程,并计算出活化能Ea、频率因子K0、表观饱和常数Km和单元附着系数K'i等动力学参数的值;动力学模型能很好说明实验结果.     

生物浸出过程中黄铜矿钝化的控制方法(英文)

在细菌浸出黄铜矿的过程中,黄铜矿表面钝化是普遍现象,成为生物浸铜技术的瓶颈问题。对比研究了普通浸出与强化浸出(加入玻璃圆珠)对铜浸出的影响。结果表明,玻璃圆珠的加入改善了浸出条件,削弱了黄铜矿的钝化效应,使黄铜矿的Cu浸出率从50%提升至 89.8%。扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析发现,添加玻璃圆珠的黄铜矿表面没有黄钾铁矾沉淀,钝化作用不明显;而不加玻璃圆珠的黄铜矿表面附着厚厚的结构致密的黄钾铁矾,钝化严重,从而阻碍了黄铜矿的溶解和浸出。     

硫脲浸出银时其他矿物之行为

研究硫脲浸出硫化矿时共存矿物FeS_2、Sb_2S_3、CuFeS_2、FeAsS的浸出行为.并考查硫脲浓度、Fe~(3+)浓度、硫酸浓度及温度对银和杂质浸出的影响.银的最宜浸出条件是25℃、〔THIO〕=0.1mol/L、〔H_2SO_4〕=0.06mol/L、〔Fe~(3+)〕=0.04mol/L时经2h浸出,浸出率90%以上.当〔THIO〕≤0.3mol/L时,银的浸出反应是〔THIO〕的0.24级反应,〔Fe~(3+)〕≥0.12mol/L时,银的浸出反应是〔Fe~(3+)〕的0.27级反应.酸性硫脲溶液浸出银选择性良好,杂质铁、锑、砷、铜等因氧化反应而少量浸出,共存矿物氧化反应难易的顺序为:CuFeS_2>Sb_2S_3>FeAsS>FeS_2.黄铜矿因表面风化部分铜呈可溶状态存在,加上易被Fe~(3+)氧化,因此铜的浸出率较高.     

磷灰石在微生物浸铜体系的溶出特性及对浸铜效率的影响

为了探明磷灰石在微生物浸出黄铜矿体系中的溶出特性及其对黄铜矿浸出的影响,选择粒径小于43μm的磷灰石与粒径小于74μm的黄铜矿以及At.f菌组成矿浆浸出体系,考察不同At.f菌接种量对于磷灰石溶出速率的影响及对黄铜矿浸出效果的影响。结果表明:浸出体系中含低浓度PO3-4可以提高铜的浸出效率;当At.f菌接种量为5%时,微生物浸出体系中磷灰石溶出的PO3-4浓度最小,为0.62 mg/L,此时黄铜矿的最终浸出率最高,达到57.4%,比PO3-4溶液浓度最高时体系的铜浸出率提高近30%。通过对微生物浸出前、后的浸渣进行扫描电镜、能谱分析和XRD分析发现,浸出后磷灰石表面浸蚀不明显,而黄铜矿表面浸蚀明显,同时浸渣中有新物质铵黄铁矾生成;磷灰石对于新生成的沉淀有一定的吸附作用,而且溶出较低浓度的PO3-4体系能提高黄铜矿的浸出。     

含铜金矿的压力氧化浸出及其机理

含铜金矿在氧气分压为o.45 MPa、温度约为110℃条件下于高压釜中氧化一定时间,浸出铜后,渣氰化浸金,获得的铜、金浸出率分别为90.3%和96.55%.通过分析X射线衍射谱及CuFeS2-H2SO4-NaCl-H2O体系在25℃下的ψ-pH图,确定了载金矿物的氧化机理,分析了浸出体系的酸度、温度及氯化钠浓度对含铜金矿预氧化及浸出过程的影响规律.结果表明:硫化矿的氧化溶解首先是磁黄铁矿,其次是铜的次生硫化矿,再次是黄铜矿,最后是黄铁矿;载金黄铜矿的氧化首先是铁从黄铜矿的晶格中氧化溶解出来,生成中间产物CuS2和CuS;较高的酸度和氯化钠浓度有利于单质硫的生成、三价铁的水解和铜的浸出,进而有利于金浸出率的提高.     

可见光和Cd~(2+)对黄铜矿生物浸出的催化作用（英文）

利用扫描电镜(SEM)、同步辐射X射线衍射(SR-XRD)和X射线光电子能谱(XPS)研究在酸性氧化亚铁硫杆菌存在下,可见光和镉离子(Cd~(2+))对黄铜矿生物浸出的影响。生物浸出28天后的结果表明,光照下铜的溶解提高4.96%;Cd~(2+)单独存在对黄铜矿的浸出有轻微的抑制作用;可见光和50mg/LCd~(2+)同时存在时,溶解铜的浓度提高14.70%。化学浸出结果表明,可见光能促进体系中铁元素的循环。SEM结果显示,Cd~(2+)在可见光下促进酸性氧化亚铁杆菌在黄铜矿表面的附着。综合SR-XRD和XPS结果可知,可见光和Cd~(2+)促进黄铜矿的浸出,但不会抑制钝化物的形成。提出可见光和Cd~(2+)对黄铜矿生物浸出协同催化作用机制的模型。     

铁闪锌矿的Sulfobacillus thermosulfidooxidans菌浸出及电化学性能（英文）

采用纯种Sulfobacillus thermosulfidooxidans菌进行铁闪锌矿的生物浸出及电化学实验,研究颗粒大小、p H值控制和外加Fe3+离子对锌浸出的影响。结果表明:在生物浸出过程中铁闪锌矿生物浸出的最佳粒度范围为0.043~0.074 mm;定期调整p H值至初始值对获得较高的浸出率有重要影响;外加Fe3+离子能加速铁闪锌矿的生物浸出,但当外加Fe3+离子浓度超过2.5 g/L时,促进作用变弱,甚至阻碍铁闪锌矿的溶解。SEM和XRD分析浸渣发现,在矿物表面形成一层由单质硫和黄钾铁矾组成的产物层,并导致后期的浸出速度低。电化学测试实验结果表明,外加Fe3+离子可以增加腐蚀电流密度,有利于锌的提取。交流阻抗谱表明,添加Fe3+离子后没有改变反应过程的控制步骤。     

Fe2+-Ni2+-NH3-NH4+-C2O42-H2O体系的沉淀配合平衡热力学

针对草酸盐配位共沉淀热分解还原法制备超细铁镍合金粉过程中Fe2+-Ni2+-NH3-NH4+-C2O42--H2O体系的溶液平衡建立热力学分析模型,并根据模型进行相关计算,揭示反应体系中各物质随pH值、氨及草酸浓度的变化关系。结果表明:溶液中的Fe主要以[Fe(C2O4)n]2 2n络合物形式存在,而铁氨络合物含量很低。当氨含量较低时,溶液中的Ni主要以[Ni(C2O4)n]2 2n存在;氨含量较高时,在酸性条件下,溶液中的Ni主要以[Ni(C2O4)n]2 2n存在,在碱性条件下,则主要以[Ni(NH3)n]2+存在。低pH值下,Ni的沉淀率较Fe的高,而高pH值下,Ni的沉淀率则较Fe的低。     

不同成矿成因黄铜矿化学浸出的差异性

采用XRD、XPS和MLA等检测研究海相火山岩型黄铜矿及斑岩型黄铜矿化学浸出的差异性。结果表明:在化学浸出过程中,海相火山岩型黄铜矿与斑岩型黄铜矿浸出特性有很大的差异,这是由于两种黄铜矿表面形成中间产物的性质不同。两种黄铜矿化学浸出的产物除单质硫S8之外,还有非化学计量的中间产物Cu3.5Fe4S2.5、Cu5Fe4S及Cu3.5Fe1.5S5生成。海相火山岩型黄铜矿的中间产物以Cu3.5Fe4S2.5为主,斑岩型黄铜矿的中间产物以Cu3.5Fe1.5S5为主。海相火山岩型黄铜矿与斑岩型黄铜矿具有不同的溶解途径:海相火山岩型黄铜矿受到H+的腐蚀后矿物中的Cu—S断裂,Cu2+与Fe2+同时溶解,而斑岩型黄铜矿受到H+腐蚀后Fe2+优先溶解。     

黄铜矿在50°C浸出过程中表面硫组成(英文)

利用X-射线光电子能谱(XPS)和循环伏安(CV)法研究黄铜矿的钝化膜组成。浸出试验结果表明:无菌浸出和微生物浸出黄铜矿30 d后,Cu的浸出率分别为4.0%和21.5%,Fe的浸出率分别为3.8%和10.5%。XPS分析结果表明:黄铜矿经无菌浸出和微生物浸出后,黄铜矿晶格的中Fe原子优先溶解到溶液中,并且在其表面形成S22-、Sn2-和S0。此外,黄铜矿经微生物浸出后,其表面还检测到SO42-,并且认为SO42-是以黄钾铁矾的形式存在。CV研究结果表明:Cu1-xFe1-yS2-z(yx)和S0导致黄铜矿电极表面钝化。元素硫和黄钾铁矾包裹在黄铜矿表面对其浸出有一定的影响,然而二硫化物、多硫化物或者缺金属硫化物对阻碍黄铜矿浸出起更关键的作用。     

铂钯精矿湿法分离Bi、Fe富集贵金属工艺

以铜阳极泥分铜液还原所得铂钯精矿为原料,根据其矿物特性选择HCl作为浸出剂湿法脱除Bi、Fe等主要贱金属元素,富集Au、Ag、Pt、Pd等贵金属;通过热力学计算绘制Bi(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)在盐酸体系的组分分布图,实验考察了HCl浓度、Cl-浓度、反应温度和时间等因素对Bi、Fe浸出率的影响.结果表明:在HCl浓度为2 m...