丁基钠黄药浮选斑铜矿的吸附热力学和动力学研究

研究了斑铜矿的浮选行为,并通过吸附量测试、红外光谱、吸附动力学及热力学计算研究丁基钠黄药(简称NaBX)在斑铜矿表面的吸附机理.斑铜矿在pH为5~9时可浮性较好,药剂在矿物表面的吸附属Freundlich模型的多分子层吸附;当 pH 为12时可浮性差,属于Lamgmuir模型的单分层吸附.NaBX在矿物表面吸附符合二阶动力学方程,是自发进行的化学吸附过程,通过热力学计算得出pH 为9时的吸附反应比pH为12时更容易发生.红外光谱测试表明,当pH为5~9时NaBX在斑铜矿表面的吸附产物为Cu(BX)₂,Fe(BX)₃和(BX)₂,而当pH为12时的吸附产物为Cu(BX)₂.     

次生硫化铜矿微生物浸出实验

微生物浸矿是提取低品位,难选次生硫化铜矿中有价元素的最有效方法之一.本研究利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidthiobacillus ferrooxidans)浸取福建某难选次生硫化铜矿,依次开展浸矿菌富集培养实验、驯化转代实验和不同粒径配比下柱浸试验,获得了不同阶段的细菌浓度、pH值、铜浸出率等演变规律;并结合电子计算机断层扫描技术实现了柱内矿堆塌落、截面孔隙演化和浸矿机理研究.研究表明:细菌浓度和pH值均呈现缓慢增加后趋降低的趋势,浸柱中细菌增殖较慢,浸矿480 h后,细菌浓度仅为每毫升5×107个.浸矿过程中,细颗粒趋于向柱底迁移,矿堆出现塌落;柱顶孔隙率变大,增幅为6.65%,柱底孔隙率变小,降幅为8.29%;塌落程度与细粒含量成正比,最小塌落为1.7 mm,最大塌落为6.15 mm.入堆矿石粒径极大影响着柱浸体系的浸出效果.实验中柱浸B组(粒径r<1 mm占28.41%)浸矿效果最佳,浸矿480 h后铜浸出率达47.23%.     

高铟闪锌矿在氧压酸浸中铟浸出动力学的研究

铟是一种重要的多用途战略金属,具有较高的工业应用价值,但无独立可供开采的矿床,常伴生于铅锌等硫化矿中.因此,本文在传统电加热条件下进行了高铟闪锌矿氧压酸浸过程中铟浸出动力学实验的研究.结果表明:采用“有固态产物层的液-固相浸出反应动力学模型”对铟浸出动力学进行了研究,可知其浸出速率受到界面化学反应控制,其表观活化能为69.735kJ/mol,以及高铟闪锌矿氧压酸浸过程中铟浸出率随粒度减小、初始酸度增大、氧分压增大、浸出温度增大而增大.     

Fe3+离子在低品位铜矿生物浸出中的行为分析

生物浸出中容易产生铁矾而影响目的矿物的浸出速度。文中就这一问题，围绕与Fe^3 有关的各种因素进行了详细分析，旨在充分发挥Fe^3 离子的氧化作用，又尽量减少其产生的负面影响。分析表明，在驯化适应低酸条件下浸矿细菌的基础上，合理调配酸性介质pH值、铁浓度、细菌氧化活性、氧化还原电位Ek值之间的关系，能使铁产生的沉淀降到最小化。     

坡缕石在HCl溶液中的溶解行为及溶解机制

对两个三八面体比例不同的坡缕石分别进行了浓度为1,3和5 mol/LHCl溶液的浸蚀实验,浸蚀时间为0.25,0.5,1,1.5,2,3,4,5,6和7 h.实验表明,三八面体比例高的坡缕石的八面体离子的溶出明显分为3阶段,其3阶段的形成主要是由于Mg2+含量高及Mg2+和Si4+离子的溶出行为的相互制约所致.即八面体离子的大量溶出促进了Si4+离子的溶出、Si4+离子溶出后以非晶态SiO2胶粒的形式被吸附在坡缕石的表面,从而阻碍了反应的进行,随浸蚀时间的推移,或HCl溶液浓度的增加导致SiO2胶粒絮凝沉淀,反应通道重新开放,反应得以继续进行.酸浸出液中Mg2+/(Fe3++Al3+)比值最终达到一个定值,表明酸是渗透至结构的微空腔中和晶体进行反应的.二八面体比例高的坡缕石的八面体离子溶出的阶段性不明显.文中对两者溶解行为的差异进行了讨论.     

钒离子指示电极在石煤焙烧料浸出动力学研究中的应用

以湘西吉首某地石煤矿为原料,在850℃焙烧6 h后,采用酸浸法从焙烧料提取钒,用钒离子指示电极在线跟踪石煤浸出过程中五价钒浓度的变化,研究浸出过程中的动力学;考察矿石粒径、pH值和浸出温度对浸出过程E--t曲线的影响.研究结果表明:钒离子指示电极电势测定结果受杂质Fe3+的影响很小,可以用于跟踪石煤焙烧料浸出过程中钒离子浓度的变化;硫酸浸出后,矿石粒度越小,溶液的酸度越大,浸出温度越高,五价钒离子越容易浸出.采用等高线法求算出石煤焙烧料浸出过程在高温段区的表观活化能Ea为1.56 kJ/mol,受扩散步骤控制;在低温段区的表观活化能Ea为3.99 kJ/mol,受化学反应步骤控制.     

细菌作用下斑铜矿表面物理化学性质变化

采用相同培养基培养的嗜热硫氧化硫杆菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans,S.t菌)和氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans,L.f菌)浸出斑铜矿,通过接触角和Zeta电位测定,分析其吸附之后斑铜矿表面物理化学性质的变化,主要包括表面润湿性和表面电性的变化,并对比分析2种细菌对斑铜矿表面物理化学性质改变的异同。研究结果表明:单独9K培养基对于斑铜矿表面润湿性无明显影响,在2种细菌作用下,由于在浸出过程中斑铜矿表面亲水铜硫化合物和硫酸盐的产生导致斑铜矿表面接触角持续减小;斑铜矿和细菌的Zeta电位随溶液p H的升高而逐渐下降,斑铜矿Zeta电位和等电点分别朝细菌的Zeta电位和等电点方向偏移,表面细菌在斑铜矿表面发生了特性吸附;混合菌作用下斑铜矿Zeta电位和等电点正好介于2种细菌的动电位和等电点之间,说明2种细菌均能同时有效吸附于斑铜矿表面。     

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.     

碱性氧化铜矿产氨菌浸出特性

为了研究碱性氧化铜矿产氨菌浸出特性,分析了产氨菌浸矿过程对矿石的作用.将云南某矿的碱性氧化铜矿置于含菌培养液、去菌培养液和氨水等5种浸矿溶液中,在同一条件下进行摇瓶浸矿实验,剖析溶液中各可能的浸矿因子.研究结果表明:产氨菌产氨能力较强,尿素培养液中氨质量浓度最大达8.93 g·L-1;产氨量与细菌含量呈正相关关系,细菌含量越高,产氨量越大;产氨菌主要通过产氨间接浸矿,此外产氨菌和其代谢产物都能直接作用于矿石,浸矿能力细菌产氨>细菌>细菌代谢产物,三者比值约为12:5:4.     

溶液电位及堆结构影响次生硫化铜矿生物堆浸的动力学

基于堆中溶液Fe3+与Fe2+的浓度比、颗粒空隙度、颗粒半径与各化学反应组分对次生硫化铜矿生物堆浸的影响,建立堆浸过程硫化矿细菌氧化反应速率动力学模型。计算与实验结果表明:模型仿真结果与实际结果较符合;堆浸过程次生硫化铜矿(辉铜矿)的氧化分为2个阶段,其中,辉铜矿反应步骤Ⅰ受溶液Fe3+浓度控制,随着Fe3+浓度增加,反应速率加快;反应步骤Ⅱ较反应步骤Ⅰ慢,为浸出反应的限制性步骤,Fe3+与Fe2+的浓度比是影响该反应步骤的关键因素。由于受扩散的限制,反应物颗粒粒径的增大导致浸出速率下降,但粒径过小时浸出率提高不明显。当喷淋强度由3.47/(m2.h)增加到69.00/(m2.h)时,浸出率逐渐下降,说明喷淋强度过大时,造成空隙间流体与颗粒孔道流体间界面剪切力过大,不利于物质传输与交换;当堆过高时,堆中离子的传输受阻,不利于次生硫化铜矿的浸出。     

锗烟尘中氧化锌浸出过程动力学研究

对锗烟尘中氧化锌酸浸的动力学和反应机制进行了研究。结果表明,锗烟尘中氧化锌酸浸属于生成固体产物层的“未反应核缩减型”模型,动力学方程遵从1—2α／3-(1-α)^2／3=kt,锗烟尘中氧化锌酸浸的反应为一级反应,其表现活化能11．442kJ／mol,浸出过程为扩散步骤所控制。提高酸的浓度、温度、搅拌强度均可加快锌浸出速度,提高浸出率。     

盐酸浸取麦麸中植酸盐的研究

文题确定的最优工艺条件为:pH=5.25,T=60℃,适当搅拌,避免碱土金属离子的存在。该条件下1h浸取量达7.0%。研究表明,间歇浸取为表观二级反应。动力学分析、导出并验证了过程的非稳态移动界面反应-扩散模型,确定反应处于盐酸产物层扩散控制,历时约3min。建立了浸取过程近似解析解,求出了盐酸和植酸盐的产物层有效扩散系数。     

表面活性剂MES协同硫酸对含铀废渣中铀的浸出动力学

表面活性剂MES能促进硫酸对铀的浸出,利于铀资源的回收利用。为了进一步探索表面活性剂MES促进铀浸出的机理,基于液-固多相反应的收缩核模型,通过静态实验研究了表面活性剂协助硫酸对铀废渣中铀浸出的动力学特征。研究结果表明添加MES表观反应速率常数比没有添加的大一个数量级,其中,添加MES的反应速率常数在1.235×10~(-6)~2.726×10~(-6)之间,而没有添加MES的在6.789×10~(-7)~9.55×10~(-7)之间,其表观活化能,添加MES的为29.523 k J/mol,不添加的为12.493 k J/mol,在25~45℃的温度范围内,硫酸对铀的浸出主要受液膜扩散控制。     

铵盐浸出氧化锌矿动力学的研究

含硅、铁较高的氧化锌矿在NH4Cl-NH3-H2O体系中的溶解过程，遵循核收缩模型的动力学规律，浸出反应的表观活化能为34．57kJ／mol.浸出过程属于混合控制，即表面化学反应与通过不溶硅、铁矿物相的扩散为过程的控制步骤。     

顺丁烯二酸水溶液的热反应动力学

研究了不同温度、浓度条件下，顺丁烯二酸（顺酸）非催化反应网络，即顺酸可生成反丁烯二酸（反酸）和苹果酸，反酸与苹果酸存在可逆反应。建立了该反应网络的动力学模型。测定了不同反应条件下顺酸、反酸和苹果酸浓度随时间变化的规律，据此，动力学参数进行了估值。     

含铬污泥酸浸方法的对比研究

硫酸和盐酸溶液均可以用来浸出电镀污泥中的铬,硫酸浸出效果优于盐酸。硫酸浸出时,在固液比为1:20,温度(50.0±0.5)℃的条件下可以获得最佳浸出率。     

含金矿物的氰化浸取动力学

筛选了一种能强化金浸取反应速率的添加剂——间硝基苯磺酸钠(MS),并进行了浸取反应过程的动力学研究。讨论了MS和氰化钠浓度、温度、搅拌强度及矿物粒度等因素对浸取反应的影响。MS通过改变阴极反应体系强化了金的氰化浸取反应速率,且对浸取液中氰化物无破坏作用。采用收缩未反应芯模型较好地描述了金的浸取过程,金浸取的动力学过程受扩散控制。同时导出了宏观动力学方程。用黄铁矿焙渣在串联式池浸装置中进行工业化模拟试验的结果表明,含MS的浸取液,浸取金含量仅为0.94g/t的矿渣,具有较力满意的结果。     

氨浸法从含砷石灰铁盐渣中回收锌的动力学研究

采用氨浸法回收含砷石灰铁盐渣中锌,研究了不同浸取剂、浸取剂的组成、总氨浓度、氨水与铵盐配比、液固比等工艺条件对锌浸出效果的影响,分析了锌的浸出动力学.结果表明:以氨水和碳酸铵组成的浸取体系为浸取剂,当总氨浓度为5 mol/L,氨-铵盐摩尔浓度比为2∶3,液固比为4∶1时,锌的浸出率为56.21%.由宏观模型得出锌的浸出在温度为288～323 K内遵循"未反应核缩减"模型,受内扩散控制,浸出动力学方程为:1-2α3-(1-α)2/3=232×exp(-32245/RT)t,浸出表观活化能为32.24 kJ/mol.     

纤维硼镁矿的盐酸浸取动力学

以分段处理的方法,将纤维硼镁矿的盐酸浸取反应视作拟一级化学反应。把反应分成0—50%、50—70%及>70%三段,分别求得反应速率常数和表观活化能。当温度<80℃时,反应始终属化学反应控制;当温度>80℃时,反应前期系受液-固两相界面的传质速率控制,后期则仍属化学反应控制。这对确定生产操作条件具有重要的实践意义。