鐵閃鋅礦微生物浸出及電化學(xué)研究.pdf

1、鐵閃鋅礦含鐵量高，采用傳統(tǒng)焙燒-浸出-電解工藝處理時(shí)，會(huì)產(chǎn)生鐵酸鋅和SO2，降低鋅的浸出率，造成環(huán)境污染。而采用生物浸出技術(shù)處理鐵閃鋅礦時(shí)，可避免SO2氣體的生成，且流程簡單、成本低廉，值得深入研究。
　　 本論文采用搖瓶浸出實(shí)驗(yàn)研究了鐵閃鋅礦純礦物的生物浸出過程。浸礦菌株為L.ferrooxidans菌和中等嗜熱菌S.thermosulfidooxidans菌的原菌株，考察了礦物粒度、礦漿濃度、pH、初始接種量、酵母、Fe2+

2、、Fe3+、Cu2+對(duì)鐵閃鋅礦細(xì)菌浸出過程的影響，并結(jié)合SEM、XRD、EDS及電化學(xué)測試等研究方法分析討論了鐵閃鋅礦生物浸出的機(jī)理。
　　 浸出結(jié)果表明:生物浸出的最適宜粒級(jí)為-0.074+0.043mm;在浸出過程中，降低礦漿濃度、調(diào)控溶液pH至細(xì)菌最適生長值有利于鐵閃鋅礦的溶解;Cu2+對(duì)細(xì)菌生長有毒害作用，導(dǎo)致鋅浸出率降低;添加適量Fe3+對(duì)鐵閃鋅礦的浸出有顯著促進(jìn)作用，但添加濃度過高時(shí)，將抑制鐵閃鋅礦的浸出;Fe2+對(duì)

3、浸出的促進(jìn)作用主要表現(xiàn)在前15天內(nèi)，后期效果不明顯。添加0.02％的酵母或提高初始接種量有利于S.thermosulfidooxidans菌生物浸出鐵閃鋅礦。與L.ferrooxidans菌相比，S.thermosulfidooxidans原菌株對(duì)礦物粒度及礦漿濃度更為敏感;且礦漿濃度為3％時(shí)，鋅的浸出率較快。浸出30天后，L.ferrooxidans和S.thermosulfidooxidans浸出率分別為63.92％和70.33％。

4、
　　 鐵閃鋅礦的浸出過程是一個(gè)耗酸過程。細(xì)菌浸出過程中，F(xiàn)e3+離子的化學(xué)浸出對(duì)鐵閃鋅礦的溶解具有重要作用。SEM、XRD、EDS分析結(jié)果表明:礦物表面有產(chǎn)物層覆蓋，從而降低了浸出后期鐵閃鋅礦的溶解速率;浸渣中礦物包括元素硫、黃鉀鐵礬和未反應(yīng)的鐵閃鋅礦;礦物中的鋅被優(yōu)先溶出。
　　 陽極極化曲線表明:有菌酸性體系下，隨著外加電位的增加，鐵閃鋅礦不斷溶解，當(dāng)提供的電位值大于800mVvs.SHE后，鐵閃鋅礦表面開始發(fā)生鈍

5、化;Tafel分析結(jié)果表明:接種細(xì)菌后，體系的腐蝕電流密度增加，鐵閃鋅礦的溶解速率增大;交流阻抗譜顯示:接種細(xì)菌后，交流阻抗譜呈單一容抗弧，反應(yīng)過程受電化學(xué)控制。有菌酸性體系下，添加Fe2+或Fe3+后，體系的腐蝕電流密度明顯增大，說明鐵離子的存在加速了鐵閃鋅礦腐蝕速率。且隨著外加Fe2+離子濃度增加，交流阻抗譜內(nèi)的單一容抗弧不斷被壓縮，反應(yīng)阻力減小，有利于鐵閃鋅礦的溶解。外加Fe3+時(shí)，L.ferrooxidans菌酸性體系下所得交流