利用微生物电池研究微生物在矿物表面电子传递过程

利用微生物电池对微生物在矿物表面电子传递的过程进行了实验研究. 结果表明:Geobacter metallireducens还原Fe(OH)3过程中直接接触方式起着重要作用,而微生物在矿物表面吸附形成的生物膜是一个关键因素,生物膜的形成又是一个相对较长的过程;细胞在固体表面的吸附并成膜是一种重要的代谢途径,而电子传递中间体AQDS虽然能在初期有效加快还原速率,但是当细胞吸附完成后,其作用就不再显著了,说明微生物催化矿物氧化还原反应动力学受生物膜控制. 加速微生物在矿物表面成膜及保持其稳定性是影响微生物浸矿速率的重要因素.     

生物催化铁锰离子及其氧化物的循环转化

铁锰离子或铁锰氧化物可作为电子供体或受体被微生物催化氧化或还原,这种微生物催化作用是自然界金属循环、矿物形成与迁移的重要推动力。微生物的呼吸作用或特异性酶使铁锰氧化沉淀或还原浸出,同时其它有价金属共沉淀或浸出,所以铁锰及其氧化物的微生物循环转化作用是资源环境领域生物技术的重要的共性基础。基于对微生物催化铁锰氧化还原过程的机理探索,对自然界固有的缓慢生物过程进行人工强化、提取富集有价金属、消除环境金属污染,最终建立基于生物技术的循环经济和生态工业模式。     

在氧化性气氛中含碳球团直接还原的研究

实验研究证明在氧化性气氛中,在一定温度下含碳球团能够快速直接还原。还原得到的金属化球团表面会被迅速氧化生成铁氧化物层,阻碍氧化过程的进行,出现氧化停滞现象,得到直接还原铁。     

土壤异化铁还原及其在污染控制中的应用

铁是土壤环境中氧化还原反应重要的变价元素.异化铁还原是自然界中铁还原的主要方式.异化铁还原与有机污染物的转化、重金属的老化、固定及营养物质的转化过程密切相关,具有重要的环境效应.本文较为详细地综述了土壤异化铁还原的机制、影响因素及污染控制应用研究现状,并提出了今后研究工作的重点.     

铁帽型含金复合矿直接还原过程铁氧化物行为

对铁帽型含金复合矿煤基直接还原过程的铁氧化物行为进行了研究，提出了将矿粉配入添加剂及煤混合压制团块直接还原－磁选分离－含金尾矿氰化浸出新工艺．采用该工艺处理某铁帽型含金复合矿，可直接从矿石中提取金和海绵铁两种产品，并用粉晶Ｘ射线衍射对其反应机理进行了验证．结果表明，直接还原过程中，不仅包含铁氧化物的还原相变，同时还存在铁氧化物同其它氧化物之间的固相反应．     

基于最小Gibbs自由能原理的铁氧化物气固还原热力学研究

基于最小Gibbs自由能原理建立了铁氧化物气固还原反应的热力学模型,由模型计算结果作出铁氧化物气固还原反应平衡图,与文献中实验数据吻合良好.与常用冶金学教材和热力学数据库中给出的参考数据进行了对比,不同来源的热力学数据差异较大.探究了铁氧化物逐级还原的热力学平衡情况.计算了CO和H2混合气体还原铁氧化物的热力学平衡,推导了平衡时气体总利用率η总 的计算公式,作出了CO和H2混合气体还原铁氧化物的三维平衡图,并与文献中实验数据对比,验证了结果的正确性.     

直接微生物燃料电池的研究现状及应用前景

微生物燃料电池根据有无氧化还原介体的参与分为两大类:直接微生物燃料电池和间接微生物燃料电池。简要介绍其工作原理,概括了直接微生物燃料电池的研究进展以及目前需解决的问题和工作方向。最后展望直接微生物燃料电池的应用前景。     

三峡库区土壤铁异化还原及其对铁形态影响

采用三峡库区紫色土和黄壤在N2覆盖下进行淹水恒温(25℃)厌氧培养,对土壤淹水铁异化还原及其对铁形态转变的影响进行研究。实验结果表明,土壤淹水厌氧培养过程,pH向中性转变,体系从氧化环境转入还原环境,黄壤氧化还原转换趋势更为明显。黄壤Fe(Ⅱ)增加趋势明显,Fe(Ⅱ)含量达到3 495.21mg/kg,紫色土为536.44mg/kg,而无菌对照土壤Fe(Ⅱ)含量无增加趋势,证实铁的异化还原过程是受微生物活动驱动。土壤铁从Res-Fe向Oxide-Fe活化,同时土壤Fe(Ⅱ)的含量与Oxide-Fe含量呈显著正相关,说明铁形态的改变是受铁的异化还原作用所导致的。     

异化金属还原菌利用发酵制氢废液还原软锰矿

利用纯二氧化锰在微酸性条件下对异化金属还原菌进行驯化,二氧化锰的颜色由黑色逐渐变浅至白色,X射线衍射分析表明微生物可有效还原二氧化锰成为碳酸锰;以发酵制氢废液为还原底物,利用异化金属还原菌在不同酸性条件下直接浸出低品位软锰矿,通过单因素实验研究厌氧条件、pH值对锰浸出率的影响,并对制氢废液化学需氧量(COD)的去除率及浸出机理进行研究.结果表明,异化金属还原菌利用发酵制氢废液还原软锰矿,厌氧浸出优于好氧浸出,最佳pH值为3.0～3.5,浸出时间为3 d时,最大浸出率达到98%;用软锰矿对发酵制氢废液在微酸性条件下进行降解,COD质量浓度为2612 mg.L-1时最大去除率达到84%,COD去除率随软锰矿量的增加而增大.     

不同电子供体对Desulfovibrio dechloracetivorans strain SF3

还原脱氯,脱硫细菌Desulfovibrio dechloracetivorans strain SF3可异化还原三价铁,六价铬和三价钴. 乙酸盐,乙醇,氢气,丙酮酸盐,乳酸盐和柠檬酸盐可作为还原可溶性三价铁的电子供体,而只有丙酮酸盐和氢气做电子供体时SF3才能还原不可溶的非晶态三价铁氧化物. 实验测定Fe(Ⅲ)-EDTA还原对乙酸盐氧化的比例为7.76±0.35,而且该过程中没有伴随细菌的生长. SF3可利用氢气,丙酮酸盐或乳酸盐作为电子供体还原六价铬和三价钴, 但这一过程不能利用乙酸盐作为电子供体. 据我们所知,这是首次发现一种SRB(硫酸盐还原菌)可利用乙酸盐还原可溶性三价铁,但无法利用其还原不可溶三价铁以及六价铬和三价钴,该发现说明SF3在金属还原过程中利用了较复杂的电子传递系统.     

铝粉对钒钛磁铁精矿碳热还原及熔分过程的影响

研究了铝粉对钒钛磁铁精矿碳热还原及熔分过程的影响。结果表明：添加铝粉能提高钒钛磁铁精矿碳热还原反应速率。铝粉添加量越大,还原反应越快。在还原反应过程中,铝热还原反应的发生放出了大量热量,并在其反应界面周围形成局部高温,从而强化碳热还原反应过程,同时促进新生金属铁聚集长大。添加1%铝粉可稍微改善渣金分离;当铝粉添加量大于2%时,由于TiC的生成,渣的流动性变差,渣铁分离效果恶化。     

Advances in catalytic removal of NO<Subscript>x</Subscript> under lean-burn conditions

The catalytic removal of NOx under lean conditions is one of the most important targets in catalysis research. The activities of metal oxides, zeolite-based catalysts and noble metal catalysts together with the factors are influencing the selective reduction of NOx with hydrocarbons are reviewed. The reaction mechanisms for the three types ofcatalysts are briefly discussed. Recent progress in combined catalyst and NOx storage reduction catalysts is also introduced. Finally, future research directions are forecasted.     

非化学计量对铁氧化物还原热力学平衡的影响

铁氧化物是具有非化学计量比的化合物,非化学计量对铁氧化物的还原过程带来一系列影响。本文采用Dieckmann缺陷模型和Weiss的浮氏体理想固溶体模型分别对非化学计量比的磁铁矿和浮氏体进行了热力学计算。同时根据电荷守恒和物质守恒,对铁氧化物固溶体的综合缺陷度δ与还原失重率和亚铁含量的关系进行了分析,以期对实验终产物的判定提供依据。通过理论分析与计算,最终明确了不同化学计量比的磁铁矿和浮氏体在不同温度下的平衡还原势PCO(H2),即相应的优势区图。在给定还原势的纯赤铁矿等温还原过程(未有金属Fe生成时),当失重率小于6%时,还原产物属于Fe3+占优势的磁铁矿区域;当失重率高于6%时,反应进入Fe2+占优势的浮氏体区域。     

A novel process for the recovery of iron,titanium, and vanadium from vanadium-bearing titanomagnetite:sodium modification-direct reduction coupled process

A sodium modification-direct reduction coupled process was proposed for the simultaneous extraction of V and Fe from vanadium-bearing titanomagnetite. The sodium oxidation of vanadium oxides to water-soluble sodium vanadate and the transformation of iron oxides to metallic iron were accomplished in a single-step high-temperature process. The increase in roasting temperature favors the reduction of iron oxides but disfavors the oxidation of vanadium oxides. The recoveries of vanadium, iron, and titanium reached 84.52%, 89.37%, and 95.59%, respectively. Moreover, the acid decomposition efficiency of titanium slag reached 96.45%. Compared with traditional processes, the novel process provides several advantages, including a shorter flow, a lower energy consumption, and a higher utilization efficiency of vanadium-bearing titanomagnetite resources.     

异养微生物异化还原大洋多金属结核

从太平洋海底沉积物中分离到的四株异养微生物,进行耐酸和耐金属的驯化,在好氧和厌氧条件下进行异养微生物异化还原大洋多金属结核的实验,并分析了浸出机理. 结果表明:厌氧浸出优于好氧浸出,pH控制在2.5～3,浸出时间为3d,浸出率可达98%. 利用异养微生物还原浸出大洋多金属矿浸出速率高,矿体无需通气,投资低,易于操作,且环境友好,可在回收有价金属的同时进行固体废弃物和有机废弃物综合治理.     

Effect of reduction roasting by using bio-char derived from empty fruit bunch on the magnetic properties of Malaysian iron ore

Beneficiation of Malaysian iron ore is becoming necessary as iron resources are depleting. However, the upgrading process is challenging because of the weak magnetic properties of Malaysian iron ore. In this study, bio-char derived from oil palm empty fruit bunch (EFB) was utilized as an energy source for reduction roasting. Mixtures of Malaysian iron ore and the bio-char were pressed into briquettes and subjected to reduction roasting processes at 873–1173 K. The extent of reduction was estimated on the basis of mass loss, and the magnetization of samples was measured using a vibrating sample magnetometer (VSM). When reduced at 873 K, the original goethite-rich ore was converted into hematite. An increase in temperature to 1073 K caused a significant conversion of hematite into magnetite and enhanced the magnetic susceptibility and saturation magnetization of samples. The magnetic properties diminished at 1173 K as the iron ore was partially reduced to wustite. This reduction roasting by using the bio-char can assist in upgrading the iron ore by improving its magnetic properties.     

CaF2强化红土镍矿自还原过程中金属相聚集长大行为

针对高镁高硅型中低品位红土镍矿,采用煤基自还原-细磨-磁选工艺制备镍铁粉,研究了内配碳比对红土镍矿中铁、镍氧化物自还原的影响,CaF_2对红土镍矿自还原过程中氧化物的还原、金属相的析出及聚集长大的影响规律。研究表明在CaF_2作用下通过降低内配碳比可抑制氧化铁的还原,从而获得镍品位较高的镍铁粉,但相应牺牲镍的回收率;CaF_2能与红土镍矿中高熔点的硅酸盐脉石通过固相反应生成低熔点的透闪石(Ca_2Mg_5(Si_4O_(11))_2F_2),使硅酸盐矿物结构由岛状转变为链状,提高硅酸盐矿物反应活性,促进镍、铁氧化物的还原;通过降低红土镍矿脉石相的熔化性温度,CaF_2能明显强化红土镍矿自还原过程中金属相的析出、聚集和长大,促进镍铁与脉石的有效分离,从而大幅度提高镍铁粉中镍和铁的品位及金属元素的回收率。     

硼铁矿选择性还原分离铁和硼

本文对硼铁矿进行以选择性还原分离铁和硼作了理论分析和试验研究。结果表明,硼铁矿用煤为还原剂在固相下铁氧化物可被还原,而硼仍以氧化物形态存在;还原矿石磁选分离后,用电热熔化可将铁和含B_2O_3炉渣良好分离,控制熔分条件可获得不同金属产品;熔分渣可直接用于硼酸或硼砂生产。