无菌和有菌体系下砷黄铁矿氧化的电化学

在无菌和有菌酸性体系下,对砷黄铁矿电化学氧化进行研究。研究结果表明:砷黄铁矿首先被氧化为As2s2,覆盖于电极表面,使电极表面发生钝化;随着电位升高,As2S2被氧化生成亚砷酸及亚砷酸被氧化为砷酸,亚铁离子被氧化成铁离子;细菌作用后增强了砷黄铁矿的反应性能,降低了其开始氧化的电位,砷黄铁矿被氧化的趋势增大,腐蚀反应速度有所提高,但细菌对砷黄铁矿电极的阳极反应过程机理并没有产生影响;在相同电位下,有细菌时的阻抗明显低于无细菌时的阻抗;在不同电位下,电极表面发生的电化学反应机理也不同,测定结果与线性扫描研究结果相吻合。     

304不锈钢在模拟压水堆一回路水中高温电化学腐蚀行为

通过模拟压水堆一回路水环境,研究了氯离子浓度和溶解氧对304不锈钢高温电化学腐蚀行为的影响.动电位极化曲线结果表明,氯离子浓度主要影响高电位下的二次钝化效应,低电位下影响效果不明显,结合X射线光电子能谱对氧化膜元素成分的分析发现二次钝化效应与氧化膜中Fe/Cr元素含量比密切相关.电化学阻抗谱和扫描电镜结果表明,随着氯离子浓度增加,氧化膜阻抗逐渐降低,表面外层氧化物颗粒和间隙逐渐增大,耐腐蚀性能降低.随着溶解氧含量的升高,304自腐蚀电位逐渐升高,钝化电流密度降低,钝化区间缩小,表面氧化膜阻抗逐渐增加.     

氧化亚铁硫杆菌浸出废旧锂离子电池中钴酸锂的电化学行为

采用自制的粉末微电极,运用开路电位法、循环伏安法、线性扫描伏安法和Tafel法,通过有无氧化亚铁硫杆菌作用来对比研究钴酸锂细菌浸出过程的电化学行为。实验结果表明:在细菌的作用下,钴酸锂在较低电位条件下就能被氧化,在溶液中的腐蚀点电位为0.420 V、致钝电位为0.776 V、钝化电位为0.802 V。无菌条件下,由于钴酸锂氧化电流小,不产生钝化膜。钴酸锂细菌浸出阳极氧化过程的反应具有不可逆性,且反应速度受吸附电化学反应及扩散步骤混合控制。细菌在无菌和有菌条件下的氧化速率分别为1.544和1.634μA/cm2,细菌的加入使电子在钴酸锂电极、溶液界面之间的迁移阻力减小。     

黄铁矿电化学浮选研究

研究了黄铁矿自诱导浮选行为及黄药条件下黄铁矿电化学浮选的电化学行为。研究结果表明在一定矿浆电位条件下,黄铁矿表面被氧化生成疏水的元素S^0,从而产生自诱导浮选。在合适的电位下,黄药能在黄铁矿表面氧化生成双黄药,电位地视则导致黄铁矿表面氧化生成Fe(OH)3和SO4^2-,降低矿物可浮性。     

NO在多壁碳纳米管修饰电极的电氧化行为

为研制生物医学和环境检测的NO电化学传感器,用碱和硝酸对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行功能化.采用循环伏安法(CV)和电化学阻抗法(EIS)研究NO在多壁碳纳米管修饰电极上的电氧化行为,并探讨相应的反应机理.研究结果表明:当氧化电位较低(0.50～0.65 V)时,NO的电氧化受电极电位驱动,氧化速度随着电极电位的升高而加快;当电极电位达到一定值(0.70～0.80 V)时,其电极反应受电荷转移和扩散混合控制;当电极电位较高(0.85 V)时,NO的电极反应受扩散控制;与MWCNTs修饰电极相比,MWCNT-COOH修饰电极上反应的活化能(氧化峰电位)明显降低,其峰电流密度(反应速度)是MWCNTs修饰电极的1.4倍,说明MWCNT-COOH修饰电极能够有效地提高NO氧化的电催化活性和检测灵敏度.     

紫金山铜矿浸出过程黄铁矿的氧化行为

针对紫金山铜矿堆浸过程中,在辉铜矿和铜蓝等有用矿物浸出的同时,有黄铁矿被大量浸出,造成浸出液中Fe3 浓度过高的现状,研究了细菌浸出黄铁矿的氧化行为和机理,重点考察了Fe3 的化学氧化以及细菌浸出黄铁矿过程的影响因素.研究结果表明,在有菌条件下,pH值为1.6时,混合矿浸出初期,黄铁矿的浸出率仅为5%～8%;随着浸出时间的增加,氧化还原电位升高,浸出15d后,氧化还原电位上升到500mV以上时,黄铁矿的浸出率可达25%.说明氧化还原电位是细菌浸出黄铁矿过程的重要影响因素.机理研究表明,细菌浸出黄铁矿是以间接反应为主,细菌在黄铁矿表面的吸附对黄铁矿的浸出具有协同作用.     

水泥砂浆模拟孔隙液中球墨铸铁表面钝化成膜过程分析

本文利用电化学测试方法,开展了水泥砂浆模拟孔隙液中球墨铸铁表面钝化膜成膜过程的测试研究,分析了球墨铸铁电极的腐蚀电位和电化学阻抗谱及电荷转移电阻随模拟孔隙液碱度的变化规律,获得了球墨铸铁表面钝化膜成膜条件和成膜时间.结果表眀:水泥砂浆模拟孔隙液的碱度是影响球墨铸铁表面钝化膜形成的主要因素;当孔隙液的p H值在12.5以上时,球墨铸铁表面能形成稳定的钝化膜,其成膜时间随孔隙液碱度的升高而降低,且成膜后的球墨铸铁表面腐蚀电位和电荷转移电阻较为稳定;当孔隙液的p H值为11.5时,球墨铸铁表面难以形成钝化膜.本文的研究结果可用于水泥砂浆内衬球墨铸铁管的优化设计.     

电化学法研究碳钢在草酸中的钝化行为

采用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测试了25℃时,碳钢在3%草酸体系中的阳极极化行为。结果表明:碳钢在草酸溶液存在明显的钝化、点蚀、活化过程,且维钝电流密度小,稳定钝化区范围宽;在钝化区内固定的电位范围内出现电流震荡现象;添加缓蚀剂PASP,腐蚀氧化峰电流及维钝电流均降低,钝化区变宽;在不同的附加电位下,碳钢的阻抗谱与阳极极化曲线显示了对应的阶段特征。     

Pt电极上S吸附原子对甲酸电催化氧化性能的影响

运用电化学循环伏安(CV)和电化学原位石英晶体微天平(EQCM)研究了Pt电极表面不可逆吸附S原子的电化学特性以及Pt电极上S吸附原子对0．1mol^-1H2SO4溶液中甲酸电催化氧化性能的影响．研究发现，当扫描电位的上限Eu≤O．70V(SCE)时，Sad可以稳定地吸附在Pt电极表面；通过控制电位扫描上限和扫描圈数剥离部份S可方便地得到Sad的不同覆盖度；Pt电极表面S吸附原子的氧化会消耗表面氧物种，抑制了甲酸的电氧化．本文从表面质量变化提供了吸附原了电催化作用的新数据。     

镍基合金和铬在高温下的腐蚀电化学特征

利用动电位极化和电化学阻抗(EIS)方法,分别研究了纯铬以及镍基合金UNS N08028在140℃和160℃两种温度下高含H2S/CO2环境所成钝化膜的电化学行为.结果表明:两种成膜条件下028合金钝化膜的耐蚀性优于纯铬.EIS表明电化学阻抗谱均有明显的容抗弧特征,028合金显示单一的容抗弧,纯铬在低频区显示扩散阻抗控制.     

Bio-oxidation of pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite by Acidithiobacillus ferrooxidans

This paper deals with the bio-oxidation processes by Acidithiobacillus ferrooxidans of pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite. Our experimental results show distinctive bio-oxidation characteristics for the three sulfide minerals. In the presence of A. ferrooxidans, the sulfide oxidation rates generally decrease in the order of pyrrhotite, chalcopyrite and pyrite. The pH during bio-oxidation of pyrite tends to decrease as a whole, whereas a rise-fall pattern was recorded for both chalcopyrite and pyrrhotite in their pH variations. No deposition was observed during the bio-oxidation of pyrite, suggesting a possible link to lower pH value in the process. However, large amounts of jarosite and element sulfur were determined in the bio-oxidation processes of chalcopyrite and pyrrhotite. A. ferrooxidans individuals were found directly as attachments to erosion pits on the smooth surface of pyrite. The erosion pits are similar to the bacterium in shape and length, and thus are probably products of dissolution of organic acid secreted by the cells on the mineral surface. More complicatedly, biofilm exists on the surfaces of chalcopyrite and pyrrhotite. This type of structured community of A. ferrooxidans is enclosed in the extracellular polymeric substances (EPS), and covered with the deposition generated in the bio-oxidation processes of chalcopyrite and pyrrhotite. Different bio-oxidation processes of pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite may be linked mainly to characteristics of individual minerals and the pH in the reaction solution of the bio-oxidation system.     

不同能源物质对At.f菌浸出低品位铜尾矿的影响

以嗜酸氧化亚铁硫杆菌LD-1菌株(At.f LD-1)为研究对象,研究硫酸亚铁、硫代硫酸钠和黄铁矿3种能源物质对At.f LD-1菌株浸出低品位铜尾矿浸出体系及铜浸出效率的影响.研究结果表明:At.f LD-1菌株浸出铜尾矿初期加入适量的硫酸亚铁、硫代硫酸钠、黄铁矿均能提高铜的浸出效率,其中以硫代硫酸钠的效果最为显著;初始加入二价铁质量浓度为5 g/L时浸出效果较好,46d铜浸出率达35.00%,与不加硫酸亚铁的相比提高13.63%;硫代硫酸钠中S质量浓度为1 g/L时浸铜效果最好,46d铜的浸出率达到38.10%,与不加硫代硫酸钠的相比提高23.70%;加入黄铁矿对提高铜浸出率也能起到促进作用,浸出46d后铜浸出率达34.17%,与不加黄铁矿时相比提高11.00%.     

实验室条件下磁黄铁矿的氧化机理

为了从源头上控制矿区酸性废水的产生,在实验室模拟了自然条件下磁黄铁矿的风化过程,确定了酸性废水的产生机理和影响因子.实验结果表明：磁黄铁矿在空气中的氧化产物为FeSO4,Fe2（SO4）3和FeO（OH）;生物氧化的产物主要为FeSO4,Fe2（SO4）3和FeS2,尾矿堆大量存在的氧化亚铁硫杆菌能加速磁黄铁矿的风化过程.     

Zinc bioleaching from an iron concentrate using Acidithiobacillus ferrooxidans strain from Hercules Mine of Coahuila,Mexico

The iron concentrate from Hercules Mine of Coahuila,Mexico,which mainly contained pyrite and pyrrhotite,was treated by the bioleaching process using native strain Acidithiobacillus ferrooxidans (A.ferrooxidans) to determine the ability of these bacteria on the leaching of zinc.The native bacteria were isolated from the iron concentrate of the mine.The bioleaching experiments were carried out in shake flasks to analyze the effects of pH values,pulp density,and the ferrous sulfate concentration on the bioleaching process.The results obtained by microbial kinetic analyses for the evaluation of some aspects of zinc leaching show that the native bacteria A.ferrooxidans,which is enriched with a 9K Silverman medium under the optimum conditions of pH 2.0,20 g/L pulp density,and 40 g/L FeSO4,increases the zinc extraction considerably observed by monitoring during15 d,i.e.,the zinc concentration has a decrease of about 95% in the iron concentrate.     

组合抑制剂CCSL浮选分离PbS、ZnS与单斜Fe1-x S的研究

进行了组合抑制剂CCSL分离方铅矿、闪锌矿与磁黄铁矿的浮选研究.单矿物浮选实验结果表明,浮选过程添加该组合抑制剂时,磁黄铁矿基本不浮,而方铅矿与闪锌矿的可浮性很好.方铅矿与磁黄铁矿混合矿浮选实验结果表明,添加该组合抑制剂时,方铅矿的浮选回收率可达90%以上,而磁黄铁矿基本不浮,从而很好地实现两种矿物的分离;闪锌矿与磁黄铁矿混合矿浮选实验结果表明,添加该抑制剂时也能实现两种矿物的分离,但分离效果不及方铅矿与磁黄铁矿.X射线光电子能谱、红外光谱、Zeta电位测试表明,CCSL处理后的磁黄铁矿表面的醋酸根吸附不是单纯的物理吸附.紫外吸收光谱扫描结果表明,CCSL中的醋酸根并没有阻碍磁黄铁矿表面双黄药的生成,磁黄铁矿可浮性下降仅仅是由于醋酸根对其造成的亲水性大于双黄药造成的疏水性.CCSL中的醋酸根既与磁黄铁矿中的Fe3+发生亲合,又与水中的H+形成氢键,最终增强了磁黄铁矿的亲水性;而醋酸根对方铅矿和闪锌矿基本没有影响,这是组合抑制剂CCSL能够分离方铅矿、闪锌矿与磁黄铁矿的原因.     

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。     

氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成相关基因mpsA在不同铁源刺激下的差异表达

为研究氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)在胞内形成的电子致密的磁性颗粒的相关基因,对氧化亚铁硫杆菌标准菌株ATCC23270的全基因组的生物信息学进行分析,在ATCC23270的全基因组上查找与趋磁细菌中mpsA基因的同源基因ORF1622,并对其进行保守结构域、氨基酸序列比对以及蛋白质同源性分析.利用反转录PCR技术从转录水平研究mpsA基因在硫培养条件下分别用20 mmol/L FeCl_3和FeSO_4·7H_2O刺激时的差异表达以验证它们在磁小体形成过程中的作用.研究结果表明:ORF1622编码的蛋白含有PRK05724结构域,与mpsA序列相同度为48%,与acetyl-CoA carboxylase carboxyltransferase subunit alpha同源;氧化亚铁硫杆菌中的mpsA基冈在转录层面的表达与亚铁有直接关系,并且氧化亚铁硫杆菌仅在亚铁培养下生成磁小体,因此,它与氧化亚铁硫杆菌中磁小体的形成相关.     

氧化亚铁硫杆菌对矿山酸矿水中金属污染元素分布的影响

酸矿水是含硫化物矿石在表生条件下与水圈大气圈及微生物相互作用产生的，是环境污染的重要来源．安徽铜陵地区是长江中下游典型多金属矿集区之一，在长期开采过程中产生大量废矿石．地表条件下这些含硫化物的废矿石被氧化，产生对生态环境有严重影响的酸矿水．以鸡冠山矿山为例分析酸矿水中主要微量元素和氧化亚铁硫杆菌的分布特征及相互关系．研究表明，自然酸矿水中存在大量氧化亚铁硫杆菌，酸矿水的形成可能与氧化亚铁硫杆菌的发育有一定联系，氧化亚铁硫杆菌促进酸矿水形成；鸡冠山酸矿水的pH值在2．5～4．2之间，与适宜氧化亚铁硫杆菌生长的酸性条件一致；微量元素在酸矿水中的分布与pH值和氧化亚铁硫杆菌的分布密切相关，在最适宜氧化亚铁硫杆菌生长的pH值3．0左右的酸矿水中微量元素浓度达最低，说明氧化亚铁硫杆菌和酸度对微量元素的分布有一定制约；酸矿水中高度富集微量元素，比河水中溶解态的微量元素含量高出几千倍到几十万倍甚至千万倍．     

Triton X-100对氧化亚铁硫杆菌氧化活性及浸出黄铜矿的影响

为提高黄铜矿的微生物浸出效果,研究了非离子表面活性剂Triton X-100对氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)氧化Fe2+和S0的活性以及浸出黄铜矿的影响,并采用XRD对浸出后的产物进行了表征.结果表明,Triton X-100对氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+有一定的抑制作用,而对氧化S0则显现出促进作用;Triton X-100可显著改善黄铜矿的微生物浸出效果,当其质量浓度为30 mg·L-1时,黄铜矿中铜的浸出率提高了52.15%.Triton X-100的加入提高了氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿浸出过程中间产物硫的生物利用性和消解作用,从而提高了浸出体系中细菌浓度和Fe3+浓度,进而促进了黄铜矿的溶解.