某典型闪锌矿氧压浸出高硫渣工艺矿物学研究

锌冶炼高硫渣是锌氧压浸出工艺产出的危险废渣，由于矿相复杂，工艺矿物学研究不深入，导致其安全利用处置难度大.因此，采用化学分析、X射线衍射、工艺矿物学等研究手段对国内典型高硫渣进行了详细研究.结果表明:高硫渣中主要矿物为单质硫、闪锌矿、黄铁矿，以及微量的石英、云母、锌矾、铁矾等成分.高硫渣中硫磺、闪锌矿、黄铁矿等矿物间相互交织共生，赋存形式多样，且多数矿物均以单质硫磺作为镶嵌基底，高硫渣中单质硫磺、闪锌矿、黄铁矿的粒度偏细，大部分集中在74μm以下.因此促使单质硫磺粒度增大以及提高硫磺与其余矿物间解离度是提高高硫渣中有价元素综合回收的关键.     

中度嗜热菌浸出黄铁矿过程中矿物表面硫的化学形态

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和硫的K边X射线吸收近边结构光谱(XANES)等分析手段研究了中度嗜热菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)浸出黄铁矿过程及矿物表面硫的化学形态.结果表明:中度嗜热菌明显促进了黄铁矿的溶出,24 d浸出液中总铁的质量浓度达到5.3 g.L-1.经24 d细菌处理后,矿物表面形貌变化明显,出现良好结晶状态的晶体.浸出过程中累积在黄铁矿表面的主要成分是黄钾铁矾.矿物表面硫的形态组分主要为黄铁矿和黄钾铁矾,其质量分数分别为34.8%和65.2%.     

硫化锌精矿与锌浸出渣协同助浸机理及行为

针对硫化锌精矿两段氧压浸出能耗高、锌浸出渣处理产生危废铁渣量大等行业技术难题,提出硫化锌精矿与锌浸出渣协同助浸工艺,利用锌浸出渣中高价铁的载氧体特性促进硫化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高效沉淀分离。研究结果表明：添加锌浸出渣可以强化硫化锌精矿的浸出;反应温度和初始酸度是关键影响因素,升高反应温度可显著提高锌浸出率,同时促进Fe³⁺水解沉淀成铁矾,提高酸度可以促进硫化锌精矿的高效溶解,但酸度过高时氧气溶解度降低,将抑制硫化锌精矿的溶解和Fe³⁺水解沉淀。在锌浸出渣与硫化锌精矿质量比为1:3、初始酸度95 g/L、反应温度160℃、液固比7:1、氧压0.8 MPa、搅拌转速800 r/min、反应时间120 min的最优技术条件下,渣计锌浸出率为98.6%,同时溶液中92.69%的铁以铁矾的形式沉淀入渣,浸出终渣主要物相组成为单质硫、黄钾铁矾、黄钠铁矾和赤铁矿,其占比分别为40.00%、39.10%、16.60%和4.30%;浸出液中铁质量浓度仅为1.62 g/L,为浸出液后续提锌创造了有利条件。     

锌加压浸出渣浮选硫精矿汞硫分离富集研究

对锌加压浸出渣经浮选后的硫精矿中的汞硫分离、富集以及硫磺回收进行研究,确定硫化铵溶液浸出过程汞硫分离和浸出母液热分解回收硫磺的最佳工艺条件.试验结果表明:在常温常压下,(NH4)2S浓度为2.5 mol/L、液固比6∶1、时间10 min的浸出条件下,硫浸出率达98.66％,汞在渣中的富集率为93.8％,浸出渣中汞含量为原矿的6倍以上;浸出母液在热分解温度94℃、分解时间90 min的条件下,硫磺回收率在98％左右,硫磺纯度符合GB/T 2449-2006工业硫磺一等品标准；硫化铵试剂可循环利用,回收率为91.76％.     

Acidithiobacillus ferrooxidans对黄铜矿和镍黄铁矿的浸出

以黄铜矿和镍黄铁矿为研究对象,初步探讨了Acidithiobacillus ferrooxidans对黄铜矿和镍黄铁矿的浸出.结果表明:有细菌参与下,黄铜矿的浸出率是无菌体系浸出率的2.41倍;镍黄铁矿的浸出率是无菌体系浸出率的1.91倍,细菌在矿物的浸出过程中起到了很好的促进作用.浸出过程中会有黄色的黄钾铁矾(K[Fe3(SO4)2(OH)6])沉淀产生,黄钾铁矾附着在矿体表面,产生"钝化现象",严重阻碍矿物的氧化.     

高砷含金硫精矿微波焙烧—硫代硫酸盐浸出试验研究

高砷含金硫精矿中的金常包裹于黄铁矿与毒砂中,直接浸出金浸出率很低,属于典型的难处理含金矿石.本文采用常规焙烧和微波焙烧对高砷含金硫精矿进行预处理,再采用硫代硫酸盐溶液浸出,并将两种焙烧方法得到的焙砂进行了S元素含量、XRD、SEM、比表面积和浸出率分析,并对比了二者的结果,得出以下结论:微波焙烧在15 k W条件下焙烧60 min,S的去除率能达到88.6%,虽低于常规焙烧700℃条件下焙烧2 h的94.7%,但能耗更少;微波焙烧后焙砂含有的矿物较常规焙烧更加单一,矿物更纯;微波焙烧后焙砂的表面形貌变化更大,氧化程度更好;微波焙烧后焙砂的比表面积为31.9 m~2/g大于常规焙烧后的21.8 m~2/g,更利于浸出;浸出率方面,微波焙烧后浸出率为73.4%,高于常规焙烧后的71.2%.总的来说,微波焙烧高砷含金硫精矿优于常规焙烧.     

嗜铁钩端螺旋菌对黄铁矿浸出的影响

以嗜铁钩端螺旋菌(L.ferriphilum)为实验菌株,考察不同矿浆浓度、接种量、初始pH和初始Fe3+浓度对黄铁矿浸出的影响。试验结果表明:提高矿浆浓度和初始Fe3+浓度会降低黄铁矿浸出率;增大接种量和降低初始pH有利于黄铁矿浸出;在浸出试验过程中定期调整pH,浸出几天后,由于黄钾铁矾生成,不利于黄铁矿浸出;在浸出过程中,生成的黄钾铁矾以结晶颗粒的形式覆盖在黄铁矿表面,表明L.ferriphilum浸出黄铁矿的机制以间接作用为主。     

根瘤菌与氧化铁硫杆菌堆浸锌浸出渣的试验研究

本文采用根瘤菌与氧化铁硫杆菌分别堆浸处理湿法冶金的锌浸出渣,通过比较根瘤菌与氧化铁硫杆菌处理的锌浸出渣的锌浸出率。试验结果表明,根瘤菌处理锌浸出渣锌浸出率达到了24．12％,而氧化铁硫杆菌处理的锌浸出渣锌浸出率达到了33．86％,氧化铁硫杆菌处理锌浸出渣的锌浸出率明显高于根瘤菌。     

银家沟硫铁矿铜硫分离浮选试验及生产实践

为综合利用硫铁矿中伴生铜、锌、金、银等有价金属资源,根据银家沟硫铁矿的原矿矿物特性,在试验研究的基础上,我单位提出了铜硫分离-铜锌金银混合精矿酸化焙烧-多金属分步浸出的新思路,对选厂进行了技术工艺改造,改造后铜、金、银回收率分别提高了1.85%、6.12%.13.72%.分别得到了优质硫精矿和含一定金银的铜粗精矿产品,获得了较好的生产技术指标和良好的经济效益.     

表面活性剂吐温20对胶硫钼矿生物浸出的促进机理

为提高胶硫钼矿中钼的生物浸出效率,研究了非离子表面活性剂吐温20对氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)的代谢活性以及胶硫钼矿生物浸出的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜对浸出产物进行表征.研究结果表明,吐温20对A.ferrooxidans氧化Fe2+有明显的抑制作用,但对S0的氧化则表现出一定的促进作用.吐温20对胶硫钼矿生物浸出的作用表现为:低质量浓度促进,高质量浓度抑制,当其质量浓度为30mg·L-1时,浸出40d,Mo的浸出率由未添加时的42.21％提高至54.10％.吐温20的加入强化了浸出过程中间产物S0的生物氧化作用,提高了体系中细菌浓度,同时削弱了矿物表面生成的黄钾铁矾和单质硫的钝化作用,从而促进了胶硫钼矿的氧化与溶解.     

齐大山铁尾矿粉磨特性

利用扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和激光粒度仪(LPS)研究齐大山磨细铁尾矿的颗粒形貌和粒度分布特征,并以比表面积为评价指标,比较了铁尾矿与水淬高炉渣的易磨性.结果表明:铁尾矿的易磨性远远优于水淬高炉渣;铁尾矿经实验用球磨机粉磨140min后,能够填充水泥粉体堆积结构间隙的粒径小于5μm的颗粒质量分数为62.60%,并且还含有大量亚微米级和纳米级颗粒.     

尾矿浓密中泥层沉降速度变化及颗粒沉降特性

通过开展全尾矿絮凝沉降宏观实验,研究不同料浆质量分数、絮凝剂单耗下的尾矿静态絮凝沉降特征,分析泥层沉降速度变化趋势;基于沉降阶段与泥层沉降速度的对应关系,得到全尾砂絮凝沉降速度规律曲线;开展不同沉降区域尾矿颗粒微观实验,使用环境扫描电子显微镜(ESEM)观测尾矿絮凝沉降样品,分析不同沉降区域的尾矿颗粒粒径分布状况,探究不同粒径尾矿颗粒的沉降特性。研究结果表明:不同区域沉降颗粒分布存在差异,伴随不同沉降区域的形成、过渡和消失,全尾砂絮凝沉降速度规律曲线分为5个阶段,分别是自由沉降前段、自由沉降末段、干涉沉降前段、干涉沉降末段和压密段;沉降速度与颗粒粒径密切相关,粒径82.0μm以上颗粒不发生絮凝,以颗粒形式沉降到底部,粒径26.5～82.0μm颗粒难以发生絮凝,粒径10.0～26.5μm颗粒不易絮凝,粒径10.0μm以下颗粒易絮凝并以絮团形式沉降。     

单扫极谱法在金属硫蛋白研究中的应用

本文将络合物吸附波测锌和镉用于金属硫蛋白(MT)的研究。在含α、α′-联吡啶介质中对经硝酸酸化后的MT样品中的锌含量进行测定,并将此法用于具有药用价值的Zn-MT的分离纯化及鉴定。在pH2的HCl-KI介质中,将单扫极谱法测镉用于镉-血红蛋白饱和法测定正常或金属诱导动物组织中的MT含量,检测量可达5μgMT/g组织,回收率为90～110％。     

湿法炼锌厂针铁矿渣的表征

针对湿法炼锌厂针铁矿渣中铁和锌质量分数波动大、过滤性不佳的问题,通过采集不同锌厂的针铁矿渣样,对其展开系统的表征分析,研究铁、锌在针铁矿渣样中的赋存特征以及形成原因。研究结果表明:尽管不同厂家的针铁矿渣成分相差较大,但颗粒粒径及铁、锌分布特征相似;铁渣样品中粒径小于38μm的颗粒占多数,且这部分颗粒渣中铁质量分数较高,锌质量分数较低,而对于粒径大于80μm的颗粒,锌质量分数约为30%,铁质量分数仅为15%左右,这说明除酸洗外还可采用分级的方法降低针铁矿渣中锌质量分数;在针铁矿样品中,大部分铁存在明显的富集相,而锌除了存在富集相外,还有一部分呈分散分布;因此,为了获得理想的针铁矿渣、除调控沉铁工艺条件外,还需严格控制中和剂品质。     

煤微波法脱硫过程中铁-硫化合物的变化

在不加浸提剂和通以氮气(含氧约1%)条件下,用2.45GHz微波照射约100s,东林煤(D)和鱼田堡煤(Y)的脱硫率均可达到20%以上。照射后进一步用5%的过量稀盐酸处理,脱硫率可高达68%。穆谱分析麦明,D、Y均含黄铁矿和硫酸亚铁,D还存在少量黄钾铁矾。经微波照射,黄铁矿转变成磁黄铁矿和陨硫铁,硫酸亚铁可能转变成其它铁相,其程度随着脱硫深度的变化面变化。用稀酸处理几乎可以除尽煤中磁铁矿和陨硫铁。因而微波照射与酸洗结合将是一种有效的脱硫方法。     

不同成因类型黄铜矿细菌浸出钝化

利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌为浸矿菌种,采用SEM,XRD和XPS等手段研究2种不同成因类型黄铜矿(黄铁矿型和斑岩型)表面钝化机理.研究结果表明:2种类型黄铜矿表面形成的钝化层性质不同.黄铁矿型黄铜矿浸渣中产生S8和硫砷铜矿,其表面结构疏松;而斑岩型黄铜矿浸渣中出现Cu18.32Fe15.9S32和Cu2S,表面结构致密.黄铁矿型黄铜矿浸渣表面阻碍层为硫及其多聚物,斑岩型黄铜矿浸渣表面为富铜贫铁层.它们阻碍黄铜矿的继续浸出,且富铜贫铁层对黄铜矿的钝化能力强于硫层对黄铜矿的钝化能力.     

氰化脆硫锑铅矿和磁黄铁矿选择性分离

为了更好地分选磁黄铁矿和脆硫锑铅矿,研究了磁黄铁矿和脆硫锑铅矿在乙黄药体系下的浮选行为,并选用氰化钾做调整剂进行选择性分离浮选试验,通过红外光谱测定矿物表面与药剂的吸附产物.研究结果表明:在pH值为2～11时,磁黄铁矿和脆硫锑铅矿二者浮选行为相似,均有良好的可浮性;氰化钾可以很好地分离脆硫锑铅矿和磁黄铁矿;氰化钾在脆硫锑铅矿表面未发生吸附,而在磁黄铁矿表面发生吸附,生成铁氰配合物,从而抑制了磁黄铁矿的上浮.     

黄铁矿促进黄铜矿微生物浸出影响因素

采用摇瓶实验,以氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At.f)浸出黄铁矿--黄铜矿,重点研究了基础培养基、矿物配比和粒度组成等因素的影响.黄铁矿能促进黄铜矿的微生物浸出,以采用无Fe 9K培养基效果较好,它对应铜浸出率是9K培养基的1.68倍;采用宽粒级矿物时铜浸出效果较好,且铜浸出率与黄铁矿和黄铜矿的质量比有关,当质量比为2∶2时铜浸出率最高可达45.58%;黄铁矿含量大小是影响铜浸出率高低的实质,当质量比小于等于5∶2时以At.f菌的氧化作用为主,当质量比为10∶2时以硫化矿间的原电池效应为主.浸渣的X射线衍射分析表明,采用无Fe 9K培养基时浸渣中生成的钝化物黄钾铁矾较少,故黄铁矿可以很好地替代9K培养基中的FeSO4,并能与黄铜矿形成原电池效应,从而促进铜的浸出.     

黄铁矿超细粉磨过程的氧化

利用间歇式搅拌磨生产黄铁矿超细粉体的生产工艺,制备了平均粒径小于3.5μm的FeS2超细粉体;针对选矿行业长期以来难以解决的黄铁矿氧化问题进行了研究,以矿浆中的ρ(Fe3+)为参数研究了研磨过程中诸多因素对黄铁矿浸出率的影响,并用动力学方法研究了氧化的速率问题,推导了黄铁矿颗粒完全氧化所需要时间的计算公式.介绍了PZ系列抑制剂对氧化过程的抑制效果.研究结果表明:磨矿时间、磨矿浓度和磨矿球料比的提高均加剧了黄铁矿氧化的程度;常规条件下黄铁矿被氧化;试剂PZ3的最佳抑制效果药剂量为13‰.     

极端嗜热硫杆菌浸出黄铁矿

为了探讨极端嗜热菌在高铁、高酸和高温条件下生物脱硫的可行性,采用从腾冲热海酸性温泉分离出的一株新型极端嗜热硫杆菌开展了四组不同初始pH值条件下的黄铁矿生物柱浸实验.该菌株能耐受pH值为0.58、全铁质量浓度为38.9 g.L 1的高酸高铁环境,同时维持580～640 mV的较低电位.初始pH值为2时,浸出28 d后黄铁矿浸出率达到最高为17.8%.生物浸出时,菌株生长依次表现出较明显的迟缓期、对数期和稳定期,且降低初始pH值会延长其到达稳定期的时间.此外,70℃高温和全铁质量浓度为38.9 g.L 1的高铁体系能促进生成黄钾铁矾和少量单质硫沉淀,而菌株能在pH值小于0.9时将大部分S0氧化为SO24.