钠离子对水热臭葱石沉砷过程影响及亚稳态铁物相转变行为

采用水热臭葱石沉砷法研究高砷含铁溶液沉砷过程中钠离子及其它宏观技术参数对沉砷渣物相组成、目标元素含量、形貌特征、砷铁沉淀率以及沉砷渣中黄钠铁矾、碱式硫酸铁、次水合砷酸铁(FeAsO_4·0.75H_2O)等亚稳态铁物相转变行为的影响规律。结果表明:体系中Na~+的存在对水热臭葱石沉砷过程的影响显著,初始Na~+浓度为5 g/L时,形成以臭葱石、次水合砷酸铁为主并伴有部分亚稳态黄钠铁矾生成的沉砷渣,随着初始Na~+浓度的升高,有利于黄钠铁矾的生成,渣中SO_4~(2-)震动吸收峰随之增强,臭葱石的形成逐步受到抑制;当Na~+浓度达到10 g/L时,沉砷渣物相以次水合砷酸铁和黄钠铁矾为主,此时As、Fe的沉淀率分别为98.2%、93.3%,沉砷渣中Na、S的含量分别高达1.7%、4.6%。适当降低初始pH、缩短反应时间、降低反应温度均可抑制亚稳态黄钠铁矾物相的形成,有利于获得纯度较高的臭葱石沉砷渣;同时,延长反应时间可实现次水合砷酸铁向臭葱石的转化。     

含砷废水水热法臭葱石沉砷

本文以铜冶炼过程所产生的含砷废水为研究对象,研究了Fe/As摩尔比、初始pH值、氧分压、反应时间以及反应温度等宏观技术参数对水热臭葱石沉砷过程及沉砷渣物相转变的影响规律。结果表明:在Fe/As摩尔比1.5、初始pH1.0、反应温度160℃、搅拌转速500 r/min、氧分压0.6 MPa和反应时间3 h的优化技术条件下,砷与铁的沉淀率分别为98.09%和87.64%,获得了纯度较高的臭葱石沉砷渣;沉砷渣中砷、铁及硫的含量分别为22.21%、25.36%及3.34%,其中硫主要以亚稳态铁矾的形式存在;降低Fe/As摩尔比和初始pH值、延长反应时间均有利于亚稳态铁矾的返溶、重结晶,进而形成性质稳定的臭葱石物相。     

砷碱渣稳定化处理合成臭葱石晶体固砷

砷碱渣中含有剧毒可溶性砷化合物,若不妥善处置,易造成水体污染和生物中毒。本研究目的是将砷碱渣中的砷转化为大颗粒晶型臭葱石以利于安全储存。在制备臭葱石晶体的反应中,考察了初始pH值、Fe/As摩尔比和反应温度对沉砷率及臭葱石形成的影响,并探究了不同条件下得到的沉淀的浸出毒性。结果表明:当初始pH值为1.0~2.0、Fe/As摩尔比为0.5~3.0及反应温度为105~175℃时,沉砷率可达80%以上,所得臭葱石晶体的As浸出浓度低于5 mg/L。在初始pH值为1.5、Fe/As摩尔比为1.0及反应温度为150℃的优化条件下,得到的臭葱石晶体呈八面体形状,颗粒尺寸可达20μm,且As浸出浓度低至0.08 mg/L,适于稳定化处理砷并长期安全储存。     

具有高浸出稳定性臭葱石的合成、原位包覆及表征（英文）

为了提高臭葱石的稳定性,本文作者提出一种合成并原位包覆臭葱石的方法。在Fe(Ⅱ)-As(V)-H_2O体系、90°C和pH1.5的条件下持续通入氧气合成多面体状和山梅状臭葱石颗粒。当初始Fe(Ⅱ)/As(V)摩尔比超过1:1时,在合成过程中,一种含硫酸根的铁的氧化物或氢氧化物包覆层包覆在臭葱石颗粒表面。为了检测这些合成样品的浸出稳定性,用TCLP毒性浸出方法对样品在pH 4.93进行60 h的浸出实验。此外,用多种不同pH 5.40～10.88浸出溶液对样品进行30～40d的浸出实验。浸出结果表明,该包覆层能有效延缓臭葱石中砷的释放;TCLP结果显示,其被包覆后砷的浸出浓度低至0.12 mg/L,长周期浸出实验显示砷的浸出浓度低于0.5 mg/L。     

湿法炼锌铜砷渣分离提铜及沉砷工艺研究

采用铁粉置换法处理湿法炼锌产生的锌浸渣还原浸出液,产出一种含砷铜渣,以该含砷铜渣为研究对象,利用氧压酸浸缓慢分解含砷铜渣,使其中的铜、锌等溶解进入溶液,同时,砷、铁以臭葱石的形式沉淀为浸出渣,从而将铜的浸出和砷、铁的沉淀在同一反应釜同一过程中完成,有效实现含砷铜渣中有价金属的浸出过程与杂质的沉淀过程在同一过程同步进行。结果表明：在反应温度为135℃、反应时间为4 h、液固体积质量比25 mL/g、硫酸浓度为50 g/L、氧分压500 kPa、铁砷摩尔比为1的条件下,浸出渣中铜含量仅为2.03%,浸出率达到97.72%,砷含量达到26.06%,沉淀率达到95.98%;浸出液中铜的浓度达到20.47 g/L,砷浓度小于0.63 g/L,实现了铜和砷的高效分离,提高了铜金属回收率和资源综合利用率。浸出渣中砷均以臭葱石(FeAsO₄·2H₂O)的形式存在,符合当前的环境友好型发展理念。     

锌精矿氧压酸浸过程Fe(Ⅲ)助浸及水解沉淀行为EI北大核心CSCD

针对锌精矿氧压酸浸过程受多相传质影响导致氧化能力不足的问题,本文利用锌浸出渣中可溶性Fe(Ⅲ)的强氧化性促进锌精矿中低价硫化物的高效溶解,同时实现铁酸锌、金属硫化物的强化解离和铁的清洁分离。结果表明:锌浸出渣中铁酸锌溶解产生的Fe(Ⅲ)可以提高体系氧化还原电位,强化锌精矿浸出;以添加锌浸出渣形式向系统补充6.1g/L Fe(Ⅲ)后,锌浸出率由87.59%升高到98.82%;升高反应温度、提高氧分压将有助于提升Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)的氧化还原反应能力,同时促进锌的高效浸出和Fe(Ⅲ)的矿物化沉淀;提高酸度可以加快锌精矿的溶解速率,但酸度过高将抑制Fe(Ⅲ)矿物化水解沉淀。在初始Fe(Ⅲ)为6.1 g/L、初始酸度95 g/L、反应温度160℃、氧分压0.8 MPa、液固比6 mL∶1 g、搅拌转速800 r/min、反应时间120min的优化技术条件下,锌浸出率为98.82%,同时溶液中92.36%的铁以铁矾的形式沉淀入渣,浸出终渣含黄钾铁矾40.2%、铅铁矾14.6%;浸出液含铁低至1.04 g/L。     

臭葱石沉淀法脱除和固定阳极泥中的砷（英文）

利用循环碱浸方法预处理脱除和固定高砷阳极泥中的砷,然后通过臭葱石沉淀阳极泥浸出液中的砷。采用亚铁盐空气氧化法沉砷,并考察pH、温度、空气流量、砷离子浓度以及铁砷摩尔比对臭葱石形成的影响。结果表明:当阳极泥浸出液中砷离子浓度达到10 g/L,pH为3.0~4.0,反应温度在80~95°C,空气流量≥120 L/h的条件下能形成稳定的晶形臭葱石,且其砷沉淀率达到78%以上。沉淀的砷浸出毒性低于2.0 mg/L,适宜堆存处理。     

一种新型混合价态铁的砷酸盐黑色晶体（英文）

臭葱石(FeAsO_4·2H_2O)是应用最广泛的固砷相,但Fe(Ⅲ)还原溶解为Fe(Ⅱ)会促进砷的释放。本研究向臭葱石的制备体系中引入某种醇(甲醇、乙醇、异丙醇或叔丁醇)使Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)达到平衡并制备出一种新型混合价态铁的砷酸盐黑色晶体,其分子式为Fe(Ⅱ)_(5.2)Fe(Ⅲ)_(8.8)(AsO_4H)_4(AsO_4)_8·H_2O。与臭葱石相比,该黑色晶体具有较高的砷含量(36.4%,质量分数)和较低的结晶水含量(0.73%,质量分数)。另外,砷的浸出浓度可以低于中国危险废物鉴别标准规定的阈值(5mg/L)。因此,这种新型混合价态铁的砷酸盐晶体可以被归为一种在环境应用上极具前景的非毒性含砷相。     

某难处理金精矿热压预氧化-氰化浸金实验

对某难处理金精矿进行了热压预氧化-氰化浸金实验,探讨热压预氧化温度、时间、氧化分压和矿浆浓度对金浸出率和氰化钠耗量的影响。结果表明,在粒度-44μm占90.74%、温度220℃、矿浆浓度25%、氧分压0.8 MPa和转速750 r/min条件下预氧化2.5 h,砷主要以稳定的结晶状砷酸铁或者臭葱石形式被固定在氧化渣中;预氧化渣在矿浆浓度33%、pH=10~11、初始氰化钠浓度0.3%和活性炭浓度25 g/L条件下氰化浸出24 h,与金精矿直接氰化相比,浸出率由11.21%提高至95.75%,氰化钠耗量从46.99 kg/t降低至1.36 kg/t。     

FeSO_4-H_2O体系中水热赤铁矿沉铁及亚稳态铁物相转变行为

赤铁矿渣由于铁含量高,存在极大潜力作为副产品销售给钢铁、水泥制造以及涂料行业,从而实现铁资源化利用,硫含量是影响赤铁矿品质并实现其资源化利用的重要因素之一。赤铁矿渣中硫主要以亚稳态的铁矾、SO_4~(2-)的不可逆吸附以及碱式硫酸铁等形式存在,其中铁矾是硫的主要存在形态。FeSO_4-H_2O体系中Fe(II)氧化水热水解赤铁矿沉铁及过程亚稳态铁物相转化研究表明:温度是影响亚稳态铁矾物相形成和转化的关键因素,升高温度亚稳态铁矾的热力学稳定性变差,有利于其向赤铁矿转变。降低初始硫酸浓度、延长反应时间、添加晶种均会促进Fe(II)氧化水解,也有利于亚稳态铁矾物相向赤铁矿转变,从而获得铁含量高、硫含量低的高品质沉铁渣。在初始Fe~(2+)浓度30g/L、Na_2SO_4浓度0.15mol/L、初始酸浓度1.6×10-4mol/L、温度200℃、氧分压400kPa、反应时间180min、搅拌转速500r/min的优化技术参数下,Fe(II)氧化水热水解赤铁矿沉铁过程中沉铁率为95%,获得不含亚稳态铁矾的赤铁矿沉铁渣,其中铁、硫和钠硫含量分别为66.6%、0.92%和0.033%(质量分数)。     

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.     

含锗锌浸出渣强化解离及有价金属浸出行为

针对含锗锌浸出渣处理过程中存在有价金属回收率低、工艺复杂等问题,本文提出了Ⅰ段控铁低酸加压浸出-Ⅱ段深度高酸加压浸出的两段逆流加压酸浸工艺。深入研究了Ⅱ段深度高酸加压浸出过程中载锌、锗复杂物相解离机理以及锌、锗、铁等有价金属的深度浸出行为。结果表明：升高反应温度、延长反应时间、增加氧分压不仅能促进载锌、锗铁酸盐(MeFe₂O₄, Me=Zn, Ge)复杂物相的高效解离,也有利于Fe(Ⅲ)水解沉淀反应的发生,浸出渣物相组成由以铁酸盐为主逐步演变为以铁矾为主;酸度是影响铁酸盐热力学优势区的重要因素,其热力学稳定性随体系酸度的升高而逐渐降低,酸度过高时铁的溶解速率大于其沉淀速率,同时因H+活性增强抑制了Fe(Ⅲ)水解生成黄钾铁矾反应的发生。在反应温度150℃、初始酸度100 g/L、反应时间180 min、氧分压0.4 MPa、搅拌转速500 r/min的优化技术条件下,锌、锗的浸出率分别为92.47%、61.33%,获得的浸出终渣中主要物相为铁矾、硫酸钙,其含锌、锗、铅、银、硫分别为1.41%、370.00 g/t、3.52%、150 g/t、1...     

黄钾铁矾的生成机理及其对嗜酸氧化亚铁硫杆菌有重要作用的离子的影响(英文)

黄钾铁矾的生成对Sarcheshmeh生物堆浸硫化铜矿有不利影响。实验研究了在嗜酸氧化亚铁硫杆菌存在的情况下,生长介质中Fe(II)的初始浓度、pH及温度影响黄钾铁矾沉淀形成的机理。产生最多Fe(III)沉淀的条件为:硫酸亚铁浓度50 g/L、初始pH 2.2、温度32°C。Fe(III)沉淀的生成影响了对嗜酸氧化亚铁硫杆菌有重要作用的离子的浓度,比如:Fe3+、SO 2?4、K+、PO 3?4、Mg2+。对于Fe3+和K+,他们有相似的模式,这些离子共沉淀而形成黄钾铁矾的组分。在pH高于1.6时,由于PO 3?4与黄钾铁矾共沉淀以及嗜酸氧化亚铁硫杆菌较快的生长速度而导致合PO 3?4的化合物的溶解度急剧降低。在生物堆浸的初期,由于脉石的溶解,Mg2+浓度增大,随后缓慢降低。     

V(Ⅴ)-Fe(Ⅲ)-S(Ⅵ)-H2O系热力学研究与钒铁分离方法理论

针对酸浸液钒铁分离的难题,绘制298 K时V(Ⅴ)-Fe(Ⅲ)-S(Ⅵ)-H2O系中存在的各种离子随pH以及浓度变化的热力学平衡图,全面分析钒、铁物种随pH和钒、铁、硫浓度的变化规律,在此基础上提出相应的钒铁分离方法并进行理论分析。结果表明:强酸条件(?1相似文献   

砷在酸性溶液体系中的氧化还原行为和化学形态（英文）

冶炼酸性废水中砷的去除是一项十分紧迫的工作。目前最常用的方法是先将三价砷氧化为五价砷,然后再以铁盐进行沉淀去除。砷的氧化还原行为及化学形态基础研究对于砷的去除意义重大。采用循环伏安法和紫外可见分光光度法开展实验室研究,采用HSC和MINTEQ软件进行理论分析。研究发现三价砷的氧化是一个多电子转移反应,受扩散控制;在pH 1.0的硫酸溶液中,三价砷的氧化过电位非常高(约0.9 V)。另外,针对Fe(Ⅲ)-As(V)-H_2SO_4-H_2O系列溶液的紫外-可见光谱以及物质形态分析均表明Fe(Ⅲ)-As(V)配合物的存在。因此,基于其他研究者预测的热力学数据,绘制Fe(Ⅲ)、As(V)的物质形态随pH的分布规律图和包含Fe-As配合物的新型电位-pH图。     

电渣精炼去除铝中杂质铁(英文)

采用添加Na2B4O7的KCl-NaCl-Na3AlF6渣剂对浇注的工业纯铝自耗电极棒进行电渣精炼,以去除纯铝中的杂质铁,并改善其力学性能。结果表明:电渣精炼后纯铝中的铁含量随着Na2B4O7添加量和电渣重熔时间的增加而减少,在Na2B4O7添加量为9%和重熔时间为30min的情况下,铁含量从0.400%降低到0.184%。电渣精炼后,纯铝的弹性模量、屈服强度和抗拉强度得到改善,尤其是其延伸率提高了43%。铁含量降低的主要原因是电渣重熔过程中熔渣和铝液滴反应生成富铁相Fe2B。渣-液体系的反应热力学计算从理论上解释了Fe2B的生成。     

锰铁合金渣浸出液制备电子级硫酸锰(英文)

以锰铁合金渣为原料,经研磨、硫酸浸出后,采用中和-水解、氟化沉淀、硫化沉淀和重结晶法去除浸出液中的铁、铝、钙、镁和重金属以及钠、钾等离子以制备电子级硫酸锰。研究反应pH、反应温度和不同添加剂的用量对硫酸锰产品中杂质含量的影响,并得到了较优的温度、pH、沉淀剂的用量等工艺条件。结果表明:在较优工艺条件下,所制备的碳酸锰中,Ca2+、Mg2+、Na+、K+杂质离子的含量小于0.005%,Fe3+、Al3+和重金属离子的含量小于0.001%,Mn2+的含量大于32%,硫酸锰产品的质量满足锂离子电池正极材料的要求。     

利用低冰镍制备铁酸镍前躯体

以低冰镍为原料,采用草酸盐共沉淀法合成颗粒细小的铁酸镍前躯体 NiFe2(C2O4)3·6H2O。NiCl2?FeCl2?(NH4)2C2O4?H2O体系的热力学研究表明：Ni2+和Fe2+的理论最佳共沉淀pH值为2,2?24C O 对Ni2+、Fe2+离子具有较强的络合作用。在理论研究的基础上,考察沉淀参数对沉淀率和前躯体粒度的影响。结果表明：最佳共沉淀条件为溶液pH=2,反应温度为45°C,(NH4)2C2O4加入量为理论值的1.2倍,PEG400加入量为3%。在此条件下,Ni2+和Fe2+的沉淀率达99.8%,所得前躯体的粒径为1~2 um。XRD和TG?DTA分析表明：所得前躯体为单相置换固溶体,反应过程中镍、铁原子相互取代。     

含砷钴镍渣中砷提取与砷盐制备的资源化利用(英文)

对某厂硫酸锌溶液砷盐净化工艺产生的含砷钴镍渣进行砷提取与资源化利用研究。基于含砷钴镍渣中砷的存在形态并利用砷的两性特性,考察碱介质氧压浸出砷的方法,确定并优化氧气气氛下碱介质浸出砷的最佳条件。结果表明,在溶出温度140℃、碱介质NaOH浓度150 g/L、氧压0.5 MPa、液固比5∶1的条件下,砷的浸出率达到99.14%。根据As_2O_5、ZnO和PbO在NaOH溶液中的溶解特性,提出采用富砷浸出液直接冷却结晶分离获得砷酸钠晶体的砷分离-碱介质循环的方法,且富砷浸出液直接在25℃下的结晶率达88.9%;根据氧化还原电位,将砷酸钠晶体溶解获得的溶液直接采用SO_2气体进行还原来制备三价砷盐,在一定条件下砷的还原率达92%,从还原液可制得正八面体结构的As_2O_3晶体循环或将还原液直接循环回用于硫酸锌溶液砷盐的净化系统。利用含砷钴镍渣中砷的氧压碱介质浸出-浸出液冷却结晶—砷酸钠溶液SO_2气体还原-As_2O_3晶体制备的技术路线可实现含砷钴镍渣中砷的提取与资源化利用。     

脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼过程的Fe元素行为

对脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼过程Fe元素行为进行研究,利用X射线衍射、扫描电镜能谱、光学显微镜、电子探针、化学物相分析等手段对熔炼过程Fe元素走向及各相中赋存状态进行表征。结果表明:熔炼中间过程Fe主要富集于精矿颗粒外围FexSbyS复杂硫化物相,少量Fe以FeSb和FeS形式赋存于颗粒中心合金相;随反应进行,Fe不断向颗粒外围迁移,熔炼终产物粗铅锑合金中Fe以FeSb和FeSb_2形式存在,绝大部分Fe氧化造渣以硅酸铁(60.04%)和赤褐铁矿(Fe_2O_3,37.34%,质量分数)形式进入熔炼终渣。中间产物Fe_xSb_yS化合物的形成抑制锑硫化物氧化和挥发,其直接分解是铅锑合金中存在Fe-Sb合金相的主要原因。