Fe~(3+)对黄铜矿与铁闪锌矿分步浸出的影响机制

采用微生物冶金方法对黄铜矿与铁闪锌矿的共生矿物进行了分步浸出研究。嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillus ferriphilum)浸出体系中,通过改变外加Fe~(3+)浓度,分析了浸出过程中溶液电位、铜铁离子浓度的变化情况,考察了Fe~(3+)浓度对铜铁分步浸出的影响。结果表明,外加0.06 mol/L Fe~(3+)浸出3 d,锌浸出率从5.630%提高至16.288%,铜浸出率从2.372%提高到10.731%;浸出初期外加适量Fe~(3+)有利于铁闪锌矿优先溶解;外加大量Fe~(3+)时,对铜铁浸出均有明显促进作用,但二者分步浸出趋势减弱;外加Fe~(3+)可加速元素硫的氧化,削弱浸出过程中硫膜对矿物浸出的阻碍,同时降低溶液p H值,加速矿物浸出;但Fe~(3+)浓度过高时,大量黄钾铁矾的生成阻碍了矿物溶解。     

黄铁矿在生物浸矿过程中的电化学氧化行为

自然界中大多数次生硫化铜矿都伴生一定量的黄铁矿，在生物浸出过程中黄铁矿过量溶解，造成浸出体系中铁酸不平衡。根据原子轨道及分子理论，分析了黄铁矿的电化学溶解机理，认为氧化还原电位是影响黄铁矿溶解的关键因素。用黄铁矿纯矿物进行硫酸浸出、硫酸高铁浸出和钩端螺旋菌细菌浸出试验，结果证实，无菌时，体系氧化还原电位基本低于700 mV，黄铁矿很难溶解，铁浸出率低于10%：有菌时，体系氧化还原电位可提高到800 mV以上，从而加速了黄铁矿的溶解，铁浸出率最高可达67%。     

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.     

生物浸出机理和动力学的研究

Breed A.W.等人在1999年4月号上撰文,介绍有关生物浸出硫化矿物的机理和动力学的研究.作者通过抽气分析和氧化还原电位的测量,认为生物浸出至少有3个重要过程.硫化矿物的最初被侵蚀,是一种三价铁的化学浸出.细菌的作用在于把亚铁离子氧化成高铁离子,从而保证高氧化还原电位.     

地下细菌浸出溶浸液的制备工艺

为强化硫酸浸出过程和降低酸耗,目前广泛使用了各种氧化剂(Fe~(3+),O_2,H_2O_2,NaClO_3,HNO_3,M_n~3O_2等),其中使用最多的是Fe~(3+)离子。假如在地下浸出循环液中有亚铁离子存在,则可使用微生物法来氧化它,从而得到高氧化还原电位(大于450毫伏)的溶液。制备氧化剂(Fe~(3+))的这种方法比化学和电化学方法优越得多,因为它成木低、简单且环境洁净。     

锌中性浸出渣还原浸出工艺研究

以锌中性浸出渣为研究对象,针对硫化锌精矿还原浸出与SO2还原浸出工艺开展了实验研究并分析了两种工艺的特点。在还原浸出过程中随着铁酸锌的不断溶解,大量的Fe3+进入溶液导致溶液电位升高,抑制了铁酸锌的分解。通过还原浸出的方法能够有效缓解溶液中高电位对铁酸锌分解的影响从而提高金属浸出率。从元素的浸出行为、还原浸出液成分、还原浸出渣成分、还原浸出渣的处理四个方面对两种工艺进行了分析。研究表明,两种工艺能够有效的将溶液中Fe3+还原为Fe2+促进铁酸锌的溶解,提高有价金属的浸出率,并有利于后续工艺的锌铁分离,能够达到中浸渣的无害化处理和资源化利用。 关键词：还原浸出;中浸渣;铁酸锌     

含氟铀矿的生物柱浸试验研究

针对南方某含氟铀矿,采用对氟具有一定抗受能力的嗜酸类铁氧化细菌(Acidithiobacillus ferivorans、Acidithiobacillus ferrooxidans和Leptospirillum ferriphilum)开展了生物柱浸试验,并用XRF、XRD、SEM-EDS等检测手段查明了矿石性质。研究结果表明,该矿石中含铀矿物为沥青铀矿和钛铀矿。采用细菌浸出能大大提高铀的浸出效率。浸出时间38 d,以细菌培养液作为溶浸液时的铀浸出率达到62%,以稀硫酸为溶浸液时的铀浸出率为55%。细菌浸出铀的机制为间接作用机理,在细菌浸出时测得氧化还原电位E_h值比酸法时提高了100 m V左右,有效地增强了氧化气氛,促进了还原态铀U(Ⅳ)的氧化。细菌浸出铀具有以下优点:利用提铀尾液培养细菌,节约了成本、保护了环境,且铀浸出效率比常规酸浸高,极大地利用了铀资源。     

硫精矿中铜钴同步浸出试验研究

以湖北大冶含铜钴硫精矿为原料,分别研究了硫精矿、硫精矿氧化焙烧渣和硫精矿氧化-还原焙烧渣中铜、钴的同步浸出行为,考察了浸出温度、浸出时间、固液比等工艺参数对铜、钴浸出的影响。结果表明,硫精矿氧化-还原焙烧渣中的铜、钴最易被浸出,浸出条件为:浸出温度70 ℃、浸出时间4 h、固液比1∶5,此时铜和钴浸出率分别为91.46%和65.84%; 采用氧化-还原焙烧-浸出-磁选联合流程处理硫精矿时,可获得铁品位62.31%、回收率68.26%的铁精矿,该工艺实现了硫精矿及焙烧渣中铜、钴、铁资源的综合回收。     

锌浸渣还原浸出工艺研究

以锌浸渣为研究对象,针对硫化锌精矿还原浸出与SO2还原浸出工艺开展了实验研究并分析了两种工艺的特点。在还原浸出过程中随着铁酸锌的不断溶解,大量的Fe3+进入溶液导致溶液电位升高,抑制了铁酸锌的分解。通过还原浸出的方法能够有效缓解溶液中高电位对铁酸锌分解的影响,从而提高金属浸出率。从元素的浸出行为、还原浸出液成分、还原浸出渣成分、还原浸出渣的处理四个方面对两种工艺进行了分析。结果表明,两种工艺能够有效的将溶液中Fe3+还原为Fe2+,促进铁酸锌的溶解,提高有价金属的浸出率,并有利于后续工艺的锌铁分离,能够达到浸渣的无害化处理和资源化利用。二者相比,SO2还原工艺更可取。     

永平低品位黄铜矿矿石细菌浸出的银离子催化效应

为了提高用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌混合菌对永平铜矿低品位黄铜矿矿石细菌浸出的效果,通过摇瓶实验,研究了银离子的催化效应。研究表明,在细菌浸出的初始阶段,添加银离子可以大大加快铜的浸出速度和提高铜的浸出率,其中添加初始银离子浓度10 mg/L时,最有利于铜的浸出,在600 h时内铜的浸出率可以从20%增加到65%,比不添加银离子时提高了45%。添加初始银离子使矿石中铁的浸出和溶液中二价铁的细菌氧化明显受到抑制。当有银离子时,低品位黄铜矿矿石在低氧化还原电位下比高氧化还原电位更有利于铜的浸出。     

黄铜矿生物浸出过程中的钝化作用研究进展

要实现黄铜矿的高效浸出,在湿法冶金效率低、且存在环境污染问题的背景下就必须大力发展工艺简单、节能且绿色环保的生物浸出技术,而生物浸出过程中的钝化作用严重影响黄铜矿的浸出。为了控制和消除钝化膜对黄铜矿浸出的影响,在介绍了硫层、多硫化物层、黄钾铁矾层等钝化膜及影响其产生的p H值、铁离子浓度、铜矿物的晶体结构、温度、氧化还原电位等因素的基础上,有针对性地介绍了控制和消除钝化膜形成的手段,包括添加催化剂、表面活性剂、黄铁矿、不同菌种或是超声波等方法,并指出在保证细菌能够正常氧化浸出的前提下,可通过合理配置铁浓度和p H值、温度等外因来减小钝化膜的生成量,从而提高铜的浸出率,其中浸矿条件的调控和合适菌种的使用是解决黄铜矿钝化的有效方法。     

砷黄铁矿的高铁浸出速率

荷兰和南非研究了砷黄铁矿的高铁浸出动力学。在保持 2 5℃的 1 0 0ｍｌ有外套的容器中进行了试验。试验过程变动的参数包括起始氧化还原电位 ,总Ｆｅ浓度、固体浓度和浸出液的 ｐＨ。采用的起始氧化还原电位为 6 2 5～ 470ｍＶ ,总Ｆｅ浓度为 8～ 32 ｇ/Ｌ ,矿物浓度为 5～ 2 0 ｇ/Ｌ ,而采用的初始 ｐＨ为 1 .1 0～ 1 .45。用连接于计算机的氧化还原探针连续监测浸出液的氧化还原电位。由测得的浸出液氧化还原电位的变化计算浸出速率。砷黄铁矿高铁浸出速率的改变与溶液氧化还原电位的关系显示出类似倾向 ,与所采用的条件无关。砷黄铁矿的…     

国内某露天剥离低品位铜矿石的生物柱浸研究

以国内某露天剥离低品位铜矿石为研究对象,采用生物柱浸法对其进行浸出试验研究.分别研究了柱内温度、细菌接种浓度、浸出时间、浸出液pH值、浸出液氧化还原电位等变化规律.研究结果表明:常温噬酸菌BY1#浸出此露天剥离低品位铜矿石中的铜完全可行,浸出液pH值维持在1.6~1.9之间,氧化还原电位在480~ 560 mV之间,可在较短的浸出时间(160 d)内获得较高的铜浸出率(Cu浸出率>70%).本次试验获得的试验参数对该露天剥离低品位铜矿石生物浸出规律、控制因素及投入到生物堆浸工业化运行具有重要意义.     

硫化矿细菌浸出过程的电化学及其研究进展

综述细菌浸出过程电化学的研究进展。系统阐述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过程，分析细菌浸矿过程的原电池效应和影响因素。介绍电位控制催化硫化矿细菌氧化浸出的方法。     

铁帽中锌、铁氧化矿石选别研究

针对某硫化矿床铁帽中含锌、铁氧化矿石,采用常规选矿、常规碱性浸出、机械活化浸出以及深度还原-磁选等方法,考察了相关因素对锌、铁回收的影响.研究结果表明,常规选矿、常规碱性浸出与机械活化浸出均不能使锌、铁有效富集,而深度还原-磁选可以使锌、铁有效分离,实现锌、铁综合回收.     

用三价铁浸出黄铁矿／砷黄铁矿浮选精矿的初步研究

虽然有关文献中曾报道过用三价铁浸出黄铁矿的研究工作，当至今为止时用三价铁浸出砷黄铁矿研究的报道却几乎没有。用装有挡板的密封式搅拌槽进行了长达４８ｈ的三价铁浸出小型试验，将不同含量的三价铁加到含精矿为和１０ｇ／Ｌ的矿浆中。连续地控制矿浆的氧化还原电位。按一定是隔取样，分析了上清液中的全铁及砷的含量。     

含锌铁氧化矿石选别研究

针对含锌、铁氧化矿石,采用浮选、磁选、重选等常规选矿方法,碱性浸出、硫酸浸出等常规浸出方法,常规还原焙烧-磁选以及深度还原-磁选等方法,考察了相关因素对锌、铁回收的影响。研究结果表明,浮选、磁选、重选等常规选矿方法,碱性浸出、硫酸浸出等常规浸出方法以及常规还原焙烧-磁选方法均不能使锌、铁有效富集,而采用深度还原-磁选方法,获得的铁精矿铁品位与铁回收率均在90%以上,金属化率在92%以上,锌挥发率在97%以上,实现了锌、铁综合回收。     

硫化物优先浮选用的Fe~(2 )—SO_3~(2-)体系稳定性的研究

含有亚铁和亚硫酸钠的体系,是无氰法分离铜、铅硫化矿物的基础。作者借助于电位测定法研究了Fe~(2 )—SO_3~(2-)体系的稳定性及其对硫化矿物表面性质的影响。在浮选使用的浓度下,用毫伏计测定亚硫酸钠与硫酸亚铁混合溶液的氧化-还原电位证明,所用的还原剂氧化过程进行得非常激烈。方铅矿的φ-电位在亚硫酸钠与硫酸亚铁的混合液中,开始阶段比在单一的药剂溶液中高一些,但在全部感应时间延续的过程中,它的电位比在不含药剂只溶有氧的蒸馏水中却低一些。     

硫化矿细菌浸出过程的电化学(Ⅱ)

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,分析了细菌浸矿过程的原电池效应,提出了各因素影响细菌浸出过程原电池效应的理论模型,并论述了通过电位控制催化硫化矿细菌氧化浸出的理论方法。     

活性碳催化低品位原生硫化铜矿石细菌浸出的效应

为了提高用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌混合菌对低品位原生硫化铜矿石细菌浸出的效果，通过试验，研究了活性碳的催化效应。结果表明，在细菌浸出的初始阶段，添加活性碳可以大大加快铜的浸出速度和提高铜的浸出率。其中添加初始活性碳浓度为3.0g/L时，最有利于铜的浸出，在600h内铜的浸出率可以从11％增加到79％，比不添加活性碳时提高了68个百分点。添加初始活性碳加快细菌浸铜速度和提高铜浸出率的原因是由于活性碳与黄铜矿之间形成了电池反应。添加初始活性碳使矿石中铁的浸出和溶液中二价铁的细菌氧化明显受到抑制。当有活性碳存在时，低品位原生硫化铜矿石在低氧化还原电位下比高氧化还原电位更有利于铜的浸出。