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在生物浸出过程中许多硫化矿物出现钝化现象,如黄铜矿、黄铁矿、毒砂等。引起各种矿物钝化的原因不相同,同一矿物不同学者也持有不同看法。为了清楚认识黄铁矿生物浸出过程中的钝化原因,找到减弱和消除钝化作用切实有效的方法,本文从生物浸出简单体系(即无菌酸性水溶液、无菌9K培养基溶液和无菌:Leathen培养基溶液)出发,进行了黄铁矿氧化溶解的热力学分析、浸出试验研究和电化学试验研究。
黄铁矿浸出的热力学分析结果表明,在生物活性酸度pH=1~3的范围内,黄铁矿能被氧化溶解,但溶解速率慢,受溶解氧量控制。当溶液中有K<+>、NH<,4><+>等离子存在时,铁以铁矾的形式稳定存在于黄铁矿表面,这可能是引起黄铁矿氧化过程钝化的一个重要因素。
黄铁矿的浸出试验研究表明,体系pH、矿物粒度、溶液电位以及氧化剂的用量和种类都是影响黄铁矿浸出的重要因素。在生物浸出条件允许的范围内,pH越小,粒度越细,溶液电位越高,黄铁矿的浸出效果好。Fe<3+>的加入一方面提高了黄铁矿的浸出效果,另一方面也为羟基铁和铁矾的生成创造了条件。H<,2>O<,2>的加入提高了溶液电位有利于黄铁矿浸出,特别是持续加入能减弱黄铁矿表面的钝化作用。9K培养基和Leathen培养基体系比酸性水溶液体系更容易产生钝化,主要原因是培养基溶液中有易于生成铁矾的物质存在。
黄铁矿的电化学研究证明,酸性水溶液黄铁矿钝化的主要原因是黄铁矿表面形成的单质硫或者富硫层以及当Fe<,3+>浓度足够时生成的羟基铁;培养基溶液主要是铁矾类物质形成的钝化膜。在生物浸出条件允许的范围内,降低pH值、提高溶液电位、选用合适的培养基和加强搅拌是减弱和消除钝化的有效措施。