论文题目: 高铁锌硫化矿的细菌浸出基础及其工艺研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 矿物加工工程
作者: 蓝卓越
导师: 胡岳华
关键词: 铁闪锌矿,细菌,细菌浸出,溶剂萃取
文献来源: 中南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 高铁锌硫化矿在选矿分离上存在药耗大、成本高和回收率低的缺点,并且选别出的高铁锌精矿在传统湿法炼锌的焙烧—浸出工序中由于形成铁酸锌,降低了锌的浸出率,增大了冶炼难度。针对高铁锌硫化矿难选难冶的问题,本论文以取自广西大厂矿区的铁闪锌矿为研究对象,开展了高铁锌硫化矿的细菌浸出基础及其工艺研究。 研究应用的浸矿细菌是分离自广西大厂矿区锌硫化矿矿坑水的一组混合菌,其主要菌种组成是氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌。论文研究了金属离子和非金属离子、表面活性剂以及能源基质对细菌的铁硫氧化活性及其浸矿过程的影响,通过浸矿试验、SEM、EDXA、XRD和电化学测试等研究方法和手段探讨了铁闪锌矿的细菌浸出机理和锌铁的浸出行为,在此基础上开展了含铁闪锌矿矿石和铁闪锌矿浮选精矿的细菌浸出研究,并进行了含锌细菌浸出液的溶剂萃取纯化研究和探讨,提出了锌硫化矿细菌浸出—萃取—电积工艺的基本流程。 离子和表面活性剂对细菌的铁硫氧化活性有影响,进而影响到细菌的浸矿过程。一定浓度的铜离子和表面活性剂OPD由于促进了细菌氧化元素硫,降低了浸出pH值,因此提高了铁闪锌矿的浸出速率。铜离子由于晶格取代形成的CuS或CuS2对铁闪锌矿的浸出还具有电化学催化作用。 以不同能源基质培养得到的细菌表现出强弱不同的铁硫氧化活性,同时具备强氧化铁活性和强氧化硫活性的细菌具有较好的浸矿性能。以磁黄铁矿为能源基质培养得到的一组细菌具有良好的铁氧化活性和吸附特性,并且其硫氧化活性也未减弱,该细菌具有良好的浸矿性能。 铁闪锌矿的细菌浸出遵循收缩未反应核模型,浸出渣SEM、EDXA和XRD分析表明,未反应核界面的固体产物层是FeS、S和铁矾的混合物。当固体产物层比较致密或不断长大时,通过固体产物层的内扩散成为浸出反应速率的控制步骤,铁闪锌矿的浸出速率
论文目录:
第一章 绪论
1．1 微生物湿法冶金进展
1．1．1 生物浸出的应用实践
1．1．2 金属硫化矿细菌浸出机理
1．1．3 提高细菌浸出速率的研究
1．2 锌硫化矿细菌浸出研究现状
1．2．1 锌硫化矿细菌浸出机理研究
1．2．2 锌硫化矿细菌浸出动力学模型研究
1．2．3 锌硫化矿细菌浸出工艺研究
1．3 我国锌矿资源特点及利用状况
1．3．1 资源特点
1．3．2 铁闪锌矿利用状况
1．4 本论文的研究目的和任务
第二章 原材料和研究方法
2．1 矿样
2．2 细菌培养
2．2．1 菌种采集
2．2．2 接种培养
2．3 研究方法
2．3．1 摇瓶浸出
2．3．2 细菌氧化活性测试
2．3．3 吸附量测试
2．3．4 矿物表面分析
2．3．5 电化学测试
2．3．6 溶剂萃取
2．4 分析方法
第三章 锌硫化矿浸出细菌的培育及其氧化活性
3．1 原始细菌和驯化细菌的Fe~(2+)氧化活性
3．2 离子及表面活性剂对细菌铁硫氧化活性的影响
3．2．1 Zn~(2+)离子的影响
3．2．2 Cu~(2+)离子的影响
3．2．3 CN~-离子的影响
3．2．4 苯酚的影响
3．2．5 OPD的影响
3．3 生长介质对浸矿细菌氧化活性的影响
3．4 用磁黄铁矿培育浸矿细菌
3．5 小结
第四章 铁闪锌矿的细菌浸出的研究
4．1 原始细菌和驯化细菌对铁闪锌矿浸出的影响
4．2 金属离子对铁闪锌矿细菌浸出的影响
4．2．1 Cu~(2+)离子对铁闪锌矿细菌浸出的影响
4．2．2 Fe~(2+)离子对铁闪锌矿细菌浸出的影响
4．3 表面活性剂对铁闪锌矿细菌浸出的影响
4．3．1 OPD、吐温60和吐温80对细菌浸出影响的比较
4．3．2 OPD对铁闪锌矿细菌浸出的影响
4．4 铁硫氧化活性对细菌浸出的影响
4．5 不同能源基质培养的细菌浸出铁闪锌矿
4．5．1 不同能源基质培养的细菌对铁闪锌矿浸矿的影响
4．5．2 铁闪锌矿细菌浸出反应速率控制步骤
4．6 用磁黄铁矿培养的细菌浸出铁闪锌矿
4．7 小结
第五章 铁闪锌矿细菌浸出机理研究
5．1 铁闪锌矿中锌铁的浸出机制
5．1．1 铁闪锌矿中锌铁占位机制
5．1．2 铁闪锌矿中锌铁的浸出行为
5．1．3 铁闪锌矿细菌浸出机理模型
5．2 铁闪锌矿细菌浸出的电化学行为研究
5．2．1 循环伏安测试
5．2．2 铁闪锌矿电极的动电位极化研究
5．2．3 铁闪锌矿电极的恒电位极化研究
5．3 铁闪锌矿细菌浸出电极反应过程分析
5．3．1 浸出过程的氧化溶解
5．3．2 铁闪锌矿浸出的能带模型
5．4 细菌在浸出中的行为
5．5 小结
第六章 含铁闪锌矿矿石和浮选锌精矿的细菌浸出
6．1 含铁闪锌矿矿石的细菌浸出
6．1．1 摇瓶浸出
6．1．2 渗滤浸出试验
6．2 浮选锌精矿的细菌浸出
6．2．1 锌精矿中残存浮选药剂的影响
6．2．2 生物量的影响
6．2．3 矿浆浓度的影响
6．2．4 温度的影响
6．2．5 Cu~(2+)离子和OPD的影响
6．2．6 机械搅拌的影响
6．3 浮选锌精矿的细菌浸出工艺条件
6．4 小结
第七章 用D2EHPA从细菌浸出液萃取锌的研究
7．1 D2EHPA萃取锌的机理研究
7．1．1 萃取平衡及萃合物组成的测定
7．1．2 D2EHPA萃取锌的动力学研究
7．2 D2EHPA对金属离子的萃取特性
7．2．1 D2EHPA萃取锌的饱和容量
7．2．2 D2EHPA对其它金属离子的萃取平衡
7．3 用D2EHPA从锌精矿细菌浸出液萃取锌
7．3．1 锌的溶剂萃取
7．3．2 锌的选择性反萃
7．3．3 空载有机相中铁的反萃
7．3．4 负载有机相的洗涤试验
7．4 讨论
7．5 浸出—萃取—电积工艺流程
7．6 小结
第八章 结论
参考文献
附录 发表论文及获奖项目
致谢
发布时间: 2006-03-28
参考文献
- [1].硫化矿细菌浸出过程的电化学机理及工艺研究[D]. 李宏煦.中南大学2001
- [2].大厂矿区多金属硫化矿浮选分离与铁闪锌矿生物浸出研究[D]. 陈建明.中南大学2010
- [3].细菌浸出黄铜矿过程中矿物表面化学变化的研究[D]. 张雁生.中南大学2011
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