黃銅礦微生物浸出及電化學(xué)研究.pdf

1、論文采用A.ferrooxidans菌和L.ferriphilum菌為試驗(yàn)菌種,通過搖瓶浸出試驗(yàn),考察礦物與細(xì)菌不同接觸模式、Fe3+等因素對(duì)黃銅礦浸出溶解行為的影響,并結(jié)合X衍射、掃描電鏡等表面檢測方法對(duì)黃銅礦浸出過程表面鈍化的原因進(jìn)行初步分析;從電化學(xué)角度,運(yùn)用循環(huán)伏安、塔費(fèi)爾曲線、交流阻抗等電化學(xué)分析技術(shù)研究黃銅礦在無菌體系和有菌體系下的電化學(xué)行為,揭示黃銅礦浸出過程中氧化分解和表面鈍化機(jī)理。
　　 搖瓶浸出研究結(jié)果表明,

2、細(xì)菌極大地促進(jìn)了黃銅礦的氧化溶解,遠(yuǎn)高于相同條件下無菌酸浸浸出,添加Fe3+會(huì)提高黃銅礦最終浸出率。浸出21天后,A.ferrooxidans菌條件下,無菌和有菌浸出體系下浸出液Cu2+濃度分別為0.18g/L和0.51g/L;L.ferriphilum菌條件下,無菌和有菌浸出體系下浸出液Cu2+濃度分別為0.31g/L和1.87g/L。細(xì)菌-礦物接觸模式下,黃銅礦的浸出行為包括細(xì)菌對(duì)黃銅礦表面硫的催化氧化及細(xì)菌氧化Fe2+生成的Fe3

3、+對(duì)黃銅礦氧化溶解;細(xì)菌-礦物非接觸模式下,黃銅礦主要通過細(xì)菌氧化Fe2+生成的Ve3+氧化浸出。浸出體系電位是影響黃銅礦浸出速率的主要因素,且較高的電位更有利于黃銅礦的浸出。浸渣X射線衍射,掃描電鏡分析表明,易于在較高電位下生成的黃鉀鐵礬沉淀是導(dǎo)致黃銅礦浸出過程中表面鈍化的主要原因。
　　 電化學(xué)分析研究結(jié)果表明,無菌酸浸體系下,黃銅礦表面優(yōu)先釋放鐵,在50mV(vs.SCE)左右氧化生成非化學(xué)計(jì)量物質(zhì)相Cu1-xFe1-yS

4、2-z或CuS和單質(zhì)S,電位大于400mV(vs.SCE)左右,CuS和單質(zhì)S會(huì)進(jìn)一步氧化分解生成Cu2+和SO2-4;降低pH值或添加Fe3+,體系的腐蝕電位正移,腐蝕電流密度增大,阻抗降低,黃銅礦腐蝕速率加快。有菌酸浸體系下,黃銅礦分解機(jī)理與無菌酸浸體系下基本相同,但細(xì)菌的加入會(huì)增大體系腐蝕電流密度,降低體系阻抗,表明有菌酸浸條件下更有利于黃銅礦的氧化分解。有菌酸浸體系添加Fe3+后,體系腐蝕電流密度增大,阻抗顯著降低,表明Fe3+

5、的加入有利于黃銅礦電極反應(yīng)過程中電子的交換和傳遞,促進(jìn)黃銅礦的氧化分解。
　　 黃銅礦浸出過程(0天、3天、9天、15天)的電化學(xué)研究及浸出電極表面性質(zhì)分析結(jié)果表明,黃銅礦浸出過程中表面鈍化的原因是由黃銅礦自身的分解機(jī)理和浸出條件共同決定的。無菌酸浸體系下,黃銅礦表面生成低電位下難分解的非化學(xué)計(jì)量物質(zhì)相Cu1-xFe1-yS2-z和CuS,可能是導(dǎo)致黃銅礦浸出率低的主要原因。有菌酸浸體系下,細(xì)菌的加入提高了體系氧化還原電位,黃銅