常溫酸性溶液中黃銅礦的分解鈍化機(jī)理研究.pdf

1、在中溫菌浸銅的工業(yè)生產(chǎn)中，黃銅礦的浸出速度慢、浸出率低是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。很多研究者認(rèn)為元素硫、黃鐵礬類(lèi)物質(zhì)導(dǎo)致了浸出過(guò)程的嚴(yán)重鈍化。但事實(shí)上，假設(shè)常溫酸性條件下這些物質(zhì)是主要致鈍因素，那么它們應(yīng)該對(duì)所有硫化礦都起作用。而中溫菌浸出硫化礦中，僅僅只有黃銅礦等少數(shù)礦物的浸出率特別低，這說(shuō)明黃銅礦浸出鈍化的主要原因與它的自身分解特征直接相關(guān)。本文在系統(tǒng)綜述了黃銅礦氧化溶解及其鈍化機(jī)理的相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，用熱力學(xué)分析、電化學(xué)測(cè)試、XPS表面測(cè)試

2、和浸出試驗(yàn)等手段，研究和探討了在常溫酸性條件下黃銅礦的分解機(jī)制及其主要致鈍原因。 電化學(xué)研究表明，常溫酸性條件下，黃銅礦的陽(yáng)極氧化分解很微弱，反應(yīng)分步進(jìn)行，分解過(guò)程中Fe<'2+>離子優(yōu)先溶出，黃銅礦晶格中部分離子被氧化溶解，礦物表面形成了非化學(xué)計(jì)量的中間鈍化產(chǎn)物，它們是導(dǎo)致氧化溶解很難進(jìn)一步進(jìn)行的主要原因。對(duì)黃銅礦電極的新鮮表面以及恒電位550mV氧化100s后的電極表面進(jìn)行XPS測(cè)試，結(jié)果表明，黃銅礦氧化后表面層的各物質(zhì)含量

3、發(fā)生較小的變化，其中Cu減少2.43％，F(xiàn)e減少4.57％，S增加6.94％，硫元素主要仍以S<'2->形式存在，單質(zhì)元素硫只占表面總硫的27.8％。說(shuō)明單質(zhì)硫不是主要致鈍物質(zhì)，推測(cè)主要的致鈍中間產(chǎn)物為缺鐵的非化學(xué)計(jì)量的硫化物。 加氧化劑和Ag<'+>離子的浸出試驗(yàn)表明，浸出過(guò)程中都存在鈍化現(xiàn)象。強(qiáng)氧化劑H<,2>O<,2>和NaClO或它們與Fe<'3+>聯(lián)用可顯著提高銅的浸出率，升高溫度也有利于黃銅礦的分解。然而，電位測(cè)試結(jié)

4、果表明，腐蝕性強(qiáng)氧化劑或高溫條件并沒(méi)有通過(guò)提高浸出電位來(lái)提高浸出率，它們可能通過(guò)破壞鈍化層來(lái)對(duì)浸出起作用。 對(duì)黃銅礦電極系統(tǒng)的電化學(xué)研究還發(fā)現(xiàn)，在較負(fù)電位下，黃銅礦可以發(fā)生較強(qiáng)烈的陰極還原，其產(chǎn)物很容易被陽(yáng)極氧化，這可能是常溫下黃銅礦一種有效的分解方式。分別采用還原鐵粉和Na<,2>SO<,3>作為還原劑進(jìn)行的黃銅礦的還原一氧化浸出試驗(yàn)支持了這一結(jié)論。此結(jié)論不但有利于解釋氧化氣氛下黃銅礦的浸出的鈍化原因，而且對(duì)探索有效的黃銅礦浸