典型金屬硫化物礦物表面鈍化的電化學(xué)研究.pdf

1、金屬硫化礦多為金屬礦山的伴生礦物，礦山開采后的尾礦在堆積過程中，由于風(fēng)化作用會使其溶出大量的重金屬和酸性物質(zhì)，同時釋放的酸性溶液又加速金屬硫化礦及其它造巖礦物的氧化和溶解。這些污染物在徑流或滲流等作用下發(fā)生遷移轉(zhuǎn)化。為了從源頭解決尾礦的污染問題，必須了解金屬硫化礦的氧化過程。
　　本文以4種典型的金屬硫化物礦物（黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦和閃鋅礦）為研究對象，利用開路電位（OCP）、循環(huán)伏安(CV)法，Tafel極化曲線和交流阻抗（

2、EIS）等電化學(xué)方法，研究了4種礦物經(jīng)過不同條件下的硬脂酸和油酸處理后的氧化過程、鈍化機(jī)理和鈍化效率。同時進(jìn)行最優(yōu)鈍化效果時的離子溶出實(shí)驗，并與電化學(xué)測量的結(jié)果作比較，探討影響鈍化效果的因素。實(shí)驗結(jié)果表明:
　　四種典型金屬硫化物礦物 OCP值的順序為：黃鐵礦＞磁黃鐵礦＞黃銅礦＞閃鋅礦。黃鐵礦與磁黃鐵礦OCP值相差不明顯，但是由于磁黃鐵礦自身有導(dǎo)體的性質(zhì)，比有半導(dǎo)體屬性的黃鐵礦更容易被氧化。CV曲線的測量結(jié)果表明，這4種金屬硫化物

3、礦物表面在酸性溶液中的氧化過程分為兩步，第一步是礦物表面的硫膜和Fe2+或Cu+被氧化，第二步是礦物表面硫?qū)颖黄茐暮?，自身的氧化?dǎo)致礦物晶格被破壞，溶出的金屬或金屬離子和S2-被氧化。
　　X光電子能譜（XPS）掃描結(jié)果顯示，硬脂酸和油酸的加入使得金屬硫化礦表面被覆蓋一層膜。測量經(jīng)過不同濃度的硬脂酸和油酸溶液處理的金屬硫化物礦物制成的工作電極，結(jié)果表明：這層膜使OCP的值明顯降低，對尾礦的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)均有抑制作用，但并不改變

4、尾礦的氧化還原機(jī)理。分析Tafel極化曲線和 EIS阻抗譜圖：3％的硬脂酸或5%的油酸對黃鐵礦鈍化效率最大，5%的硬脂酸或8%的油酸、5%的硬脂酸或5%的油酸和5%的硬脂酸或3%的油酸分別對黃銅礦、磁黃鐵礦和閃鋅礦也有相同的響應(yīng)，整體上油酸的鈍化效率高于硬脂酸。比較硬脂酸和油酸抑制4種礦物氧化反應(yīng)的差異，磁黃鐵礦響應(yīng)最明顯，而閃鋅礦的差異性很小。
　　用不同濃度的硬脂酸和油酸的乙醇溶液處理黃鐵礦，并未改變其氧化過程，但使得除最優(yōu)鈍