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高铁锌硫化矿的细菌浸出基础及其工艺研究

蓝卓越  
【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CuS_2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


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