两株不同铁氧化细菌合成的沉淀差异性分析

通过ICP-AES、SEM、XRD和FTIR等方法，对不同铁氧化细菌在不同温度条件下所合成的赭黄色高铁沉淀进行了分析。结果表明：无论是嗜铁钩端螺旋菌DY菌株（Leptospirillum ferriphium），还是嗜酸氧化亚铁硫杆菌GF菌株（Acidithiobacillus ferrooxidans）合成的沉淀都是黄钾铁矾和黄铵铁矾的混合物；其中，GF合成的沉淀混合物中黄钾铁矾的含量比DY合成的黄钾铁矾约高出5．53％；而DY合成的沉淀中，黄铵铁矾的含量比GF合成的沉淀中的黄铵铁矾的含量约高出15．24％。     

稀盐酸中锰结核还原浸出溶液净化除铁

针对酸性氯化物中黄铁矿还原浸出锰结核的溶液成分特点，选择黄钠铁矾法进行了沉淀分离铁的研究。结果表明温度和晶种以及溶液ｐＨ值是影响铁矾沉淀的重要因素。在ｐＨ２．０左右，溶液温度高于９０℃，足量晶种加入的情形下，１５０ｍｉｎ后可将溶液中的铁含量降至０．１ｇ／Ｌ。沉矾过程的表观活化能为９４．６６ｋＪ／ｍｏｌ。黄铁矿氧化生成的硫酸根随铁一同沉淀，从而消除了ＳＯ２－４在氯化物体系中的积累。     

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)。     

采用工艺优化和动力学模型提高铀矿生物柱浸的回收率（英文）

采用嗜酸氧化亚铁硫杆菌提高轴矿的生物柱浸回收率,利用Plackett-Burman因子设计法研究七因素对铀矿生物柱浸显著性的影响。选取[Fe~(2+)]_(initial)、pH值、通气速率和接种率4个显著性参数进行优化试验,采用一种中心复合设计法研究这些参数对铀矿生物浸出的影响。铀矿生物浸出率最大时((90.27±0.98)%)对应的优化参数如下:[Fe~(2+)]_(initial)=2.89 g/L、通气速率420 mL/min、pH 1.45、接种率6%(体积分数)。[Fe~(2+)]_(initial)对铀矿生物浸出的影响最大。由预测模型得到铀的最大回收率为92.01%,此数据与实验所得结果吻合较好。最佳浸出条件下铀矿浸出渣的分析结果表明,矿物表面形成了黄钾铁矾。最佳浸出条件下铀的生物柱浸率提高,黄钾铁矾沉淀量减少。动力学模型预测结果表明,铀的回收率与Fe~(2+)浓度密切相关。     

采用铅黄铁矾去除硫酸体系中的铁

研究硫酸体系中铅黄铁矾的形成条件,考察pH值、温度、PbSO4用量、时间和晶种浓度对铅黄铁矾形成及除铁率的影响。结果表明:当pH>0.7,温度大于75℃时,形成铅黄铁矾;在维持溶液pH为1.3、温度95℃、硫酸铅的加入量为理论量的1.2倍、晶种浓度为8 g/L、时间2.5 h的最优条件下,平均除铁率高于95%;得到的铅黄铁矾渣平均含Pb 22.47%、Fe 23.74%、Zn 1.96%;经硫酸化焙烧水浸或直接用锌废电解液浸出锌和铁后,浸出渣含Pb均大于60%,可返回作沉矾剂,亦可作为炼铅的原料。     

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...     

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。     

放电等离子烧结-非晶晶化法合成Ti7oNb7.8Cu8.4Ni7.2Al6.6复合材料

采用机械合金化制备不含和含2%(体积分数)B4C的钛基非晶合金粉末,随后采用放电等离子烧结-非晶晶化法合成不含／含(TiB+TiC)的Ti7oNb7.8Cu8.4Ni7.2Al6.6超细晶／细晶钛基复合材料;运用X射线衍射分析(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和万能材料试验机等对制备的钛基非晶粉末和超细晶／细晶钛基复合材料进行表征.结果表明高能球磨80h的钛基粉末中主要为非晶相,B4C颗粒的加入对钛基粉末的玻璃转变温度、晶化温度和晶化焓有显著的影响.另外,不含／含(TiB+TiC)的复合材料的显微硬度分别为5.47和5.33GPa;以50K/min升温到1223K并保温10min获得的Ti70Nb7.8Cu8.4Ni7.2Al6.6块体试样的断裂强度和断裂应变分别为2098MPa和11.5%.     

以锡矿尾矿为原料ZSM-5分子筛的水热合成

以有色金属锡矿尾矿为原料、通过乙醇的绿色导向法水热合成ZSM-5分子筛,并以XRD、SEM、FT-IR、XRF、ICP等多种物理化学表征手段对晶种、体系pH、晶化温度、晶化时间及醇添加剂等对合成产物的影响因素进行系统考察。结果表明:以有色金属锡矿尾矿为原料,采用绿色水热合成导向法,可以合成出高结晶度、具有规整八面体外形及良好热稳定性能的ZSM-5产物;合成体系中乙醇和晶种均可有效加速晶体晶化速率,但乙醇不具结构导向作用;体系pH对产物的生成速度及纯度具有决定性作用,过高晶化温度及较长晶化时间容易导致产物中杂晶相的出现,体系中乙醇和正丁醇对ZSM-5的相对结晶度及外貌形状影响不大。添加的晶种量为合成体系中SiO_2投料量的0.62%(摩尔分数),醇的添加量与合成体系中SiO_2投料量摩尔比为0.50,合成体系pH为10.8,170℃及24 h晶化条件下,可获得高结晶度及收率的ZSM-5产物。     

湿法炼锌危废铁矾渣水热分解及铁物相转化行为

湿法炼锌过程产出的铁矾渣含有大量的有价金属锌、铅以及伴生金属铁,在水热条件下,危废铁矾渣将发生高效分解与转化,有价金属转入溶液,伴生铁转化为赤铁矿。本文以湿法炼锌企业产出的铁矾渣为研究对象,研究了反应温度、反应时间、液固比、初始酸度、晶种浓度等宏观技术参数对铁矾渣分解与转化的影响规律。理论计算和实验结果均表明在高温水热体系中,铁矾渣中的黄钾铁矾、黄铵铁矾和铁酸锌物相均可有效转化为赤铁矿,而铅铁矾性质稳定不易转化。升高温度并延长反应时间有利于黄钾铁矾、黄铵铁矾和铁酸锌物相的水热分解与转化。在220℃下反应1 h后,铁矾物相转化基本完成,其转化率达94%;反应4 h后铁酸锌物相衍射峰完全消失,锌浸出率达87%,转化渣中赤铁矿含量达68%。适当提高初始酸度有利于铁酸锌的转化,但当体系初始酸度高于15 g/L时将抑制铁矾物相转化。在反应温度220℃、反应时间4 h、液固比(mL/g) 10:1、初始酸度0.01 g/L的条件下,锌浸出率为89%,铁矾物相的转化率可达95%,铁矾转化渣中主要物相为赤铁矿,其含量为68%。     

极端嗜酸微生物纯培养过程中铁元素的转化（英文）

在培养浸矿微生物过程中,培养基中的铁含量不断减少,一般认为主要是生成了黄钾铁矾沉淀与胞外多聚物。对三种嗜酸浸矿菌Ferroplasma thermophilum,Leptospirillum ferriphilum和Acidithioobacillus ferrooxidans进行培养,发现他们能在嗜酸环境下生存,而且平均每个细胞生成超过10个纳米颗粒。通过分析纳米颗粒的形态与成分,发现颗粒中含有铁,而且纳米颗粒的产量很高。结果表明,在纯培养过程中减少的铁不仅参与生成黄钾铁矾,同时也被吸收进入细胞,合成含铁的纳米颗粒。     

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。     

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。     

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。     

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。     

Zn改性纳米ZSM-5分子筛的制备及其催化己烯-1芳构化反应性能（英文）

研究以浸渍法和同晶置换法引入Zn对纳米ZSM-5分子筛催化己烯-1芳构化反应性能的促进作用。采用无模板剂的晶种引导法合成具有纳米尺度的ZSM-5分子筛。分别以传统浸渍法和同晶置换法制备Zn改性的纳米ZSM-5分子筛催化剂x Zn/HNZ5和y Zn/Al-HNZ5。采用XRD、XRF、N2物理吸附、SEM、NH3-TPD和Py-IR等分析手段对所制备样品的结构、化学组成以及酸性进行表征,并在480°C和质量空速为2.0 h-1的条件下对其催化己烯-1芳构化性能进行考察。与x Zn/HNZ5相比,y Zn/Al-HNZ5表现出更小的粒径尺寸和更高的Zn物种分散度,使其具有更大的晶间介孔和更均匀的酸中心分布。催化性能评价结果表明,Zn同晶置换改性的纳米ZSM-5分子筛具有更好的Brnsted和Lewis酸中心协同作用,能够显著地提高纳米ZSM-5分子筛的催化己烯-1芳构化反应收率和稳定性。     

含锗锌浸出渣加压强化浸出及铁沉淀行为

针对锌浸出渣处理过程中存在有价金属回收率低、危废铁渣量大等关键技术难题,本文提出了锌浸出渣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路线。以某湿法炼锌企业产出的含锗锌浸出渣为研究对象,重点研究了Ⅰ段控铁加压低酸浸出过程中锌、锗、铁的浸出行为,铁的高温水解沉淀行为以及铁物相演变规律。结果表明：温度是影响铁高效沉淀与铁物相组成的关键因素,升高温度能促进Fe³⁺水解生成铁矾(MFe₃(SO₄)₂(OH)₆),并有利于铁酸盐(MeFe₂O₄)的溶解。降低初始酸度、延长反应时间均有利于铁矾晶体的发育长大;在高酸体系下,铁矾的热力学稳定性降低,且不利于Fe³⁺的水解沉淀,但通过升高反应温度可使Fe³⁺水解生成铁矾和赤铁矿(Fe₂O₃)等沉铁物相,达到铁高效沉淀分离的目的;因锌浸出渣中铁主要以Fe³⁺形式存在,故氧分压...     

NaOH分解含铟铁矾渣新工艺

提出NaOH分解含铟铁矾渣新工艺,考察NaOH用量、液固比、温度和时间对铁矾渣分解率的影响,并讨论铁矾渣中杂质金属,如Zn、In、Cu、Cd、Pb、As、Sb、Sn和Ag等在NaOH分解过程中的行为.结果表明:在m(NaOH)-m(铁矾渣)=0.381 4-1、温度60 ℃、液固比2-1、反应时间2 h的最优条件下,铁矾渣的分解率达到98.03%,而原料中的杂质金属,如Sn、Sb、Zn、In、Cu、Cd、Pb和Ag等绝大部分留在分解渣中,As则以AsO43-的形态大部分进入溶液,浸出率达到83.36%.DSC-TGA热分析和X射线衍射分析结果表明:在NaOH分解过程中,铁矾渣中的铁主要以Fe3O4形式沉淀入渣;分解渣中Fe、In和Zn的含量分别为38.81%、0.23%和12.89%;经稀盐酸选择性浸出铟和锌后,进一步磁选富集可作为炼铁原料.     

全微波法快速合成纳米尺寸高钛硅比分子筛

采用全微波辐射法快速合成了NaTS,并研究了合成的反应动力学.结果表明,全微波辐射法明显缩短了产物的晶化反应时间,合成时间从溶胶凝胶水热法的120 h缩短为2 h.XRD和SEM分析表明:微波法合成样品为两端开放的八元环孔道结构化合物,属P4_3空间群,晶胞参数分别为a=b=0.7781 nm, c=1.1945 nm;除铯性能与传统水热法产品无明显区别.晶化动力学模型研究表明:全微波法合成结晶度随时间变化曲线均为S型,属自发形核.合成过程可分为诱导期和生成期,微波辐照法合成过程的生长速率常数为30,是溶胶凝胶水热法的10~8倍.微波快速合成大大提高产品的合成速率,为NaTS的工业化生产和应用奠定了基础.     

NaNbO3粉末的形貌调控及其压电催化性能

采用固相法合成NaNbO₃微米粉、水热法合成NaNbO₃纳米线、熔盐法合成NaNbO₃微米片,探究合成温度对物相和形貌的影响规律,获得最佳反应温度。对比三种不同形貌的NaNbO₃压电催化效率,探究影响催化效率的因素。结果表明：在相同的催化条件下,NaNbO₃微米粉、NaNbO₃纳米线和NaNbO₃微米片在30 min内分别降解了92.4%、57.9%和92.3%的罗丹明B(Rh B)染料,相应的反应速率常数k分别为0.08893 min^-1、0.02723 min^-1和0.08013 min^-1。不同于文献中纳米线和纳米片因更易变形而具有较好的催化性能,本文中NaNbO₃微米粉表现出了最佳的压电催化性能。高温处理后NaNbO₃微米粉和NaNbO₃微米片获得更高的结晶度,催化效果更好。其中,NaNbO