黄铁矿氧化机理

黄铁矿作为一种典型金属硫化物尾矿,在自然环境中容易被Fe3+、O2以及氧化亚铁硫杆菌等氧化,从而产生高酸、高重金属含量的酸性矿山废水(AMD)。自发现这一现象以来,研究者对黄铁矿的氧化做了大量的研究工作,但是,对于黄铁矿氧化为直接氧化还是间接氧化等方面尚存在较大争议。此外,对于黄铁矿氧化过程中硫元素的具体转化途径和形态转变的研究报道鲜少。主要是因为黄铁矿中的硫处于较低价态,氧化过程变成SO2-4会产生多种含硫的中间化合物,这些中间产物极其不稳定,很难被检测。因此,黄铁矿氧化过程中硫元素的转化途径就成为了该领域的研究难点。本文采用电化学方法并结合摇瓶浸矿实验对黄铁矿氧化机理进行了研究。黄铁矿是一种半导体,其氧化过程是一种电化学行为。循环伏安法、阳极极化曲线等电化学研究方法可以为研究其氧化机理提供良好的方法与手段。摇瓶浸矿可以更为接近的模拟出黄铁矿在自然环境下的氧化,较为真实地反映其氧化过程。实验中研究了不同浓度梯度Fe3+,有无氧化亚铁硫杆菌条件下的氧化机理并进行了探讨。循环伏安曲线表明:在较低的氧化还原电位下(400 mV),黄铁矿电极表面有单质硫产生,电极表面被钝化,电流减少;当氧化还原电位升高至约600 mV时,单质硫被氧化生成SO2-4,这一点通过阳极极化曲线同样可以得到证实。Tafel极化曲线表明:当黄铁矿电极电解液体系中Fe3+浓度的升高或者引入氧化亚铁硫杆菌时,电流明显增大,说明Fe3+浓度升高或者氧化亚铁硫杆菌存在时都能加快黄铁矿氧化。摇瓶浸矿实验同样表明:微生物氧化亚铁硫杆菌不会改变黄铁矿的氧化机理,但是可以显著提高黄铁矿的氧化速率。另外,浸矿体系检测出多中含硫中间产物(S、S22O-3、S3O2-6、S4O2-6),依据这些中间产物推测黄铁矿的氧化途径为硫代硫酸盐途径。扫描电镜观察发现:相对于只有Fe3+摇瓶浸矿体系,有微生物存在时,矿渣表面不仅出现了因Fe3+氧化黄铁矿而出现的裂痕,更明显的特征是矿渣表面呈现大量形状类似于氧化亚铁硫杆菌的腐蚀斑痕,表明氧化亚铁硫杆菌存在时,直接氧化与间接氧化同时存在。     

黄铁矿含金机理探讨

在大多数金矿床中,黄铁矿是金的主要载体矿物之一.本文从黄铁矿的晶体结构化学角度出发,分析了黄铁矿的晶体结构特点;探讨了金以An+和An-离子形式分别替代Fe2+离子和S2-离子的形成机理以及以可见金方式在黄铁矿中的赋存机制.通过分析,认为金在黄铁矿中的富集主要与黄铁矿的晶体结构有关,特别是与黄铁矿中的Fe-S、S-S、An-S和Fe-Au键的电子结构特点有关.     

金在黄铁矿表面沉淀机理的实验研究

为了研究金在黄铁矿表面沉淀的机理,于室温、常压,在氯化物溶液中进行了黄铁矿粉末吸附金的实验。在不同pH的溶液中,黄铁矿均可吸附金,而且pH值明显地影响吸附速率。扫描电镜观察表明,反应后黄铁矿粒表面有金晶体形成。XPS研究得知,黄铁矿光片与含金氯化物溶液反应后表面有A0存在;硫在反应初期为S0、S2O32-,随后转变为SO42-,而铁成为Fe3+.黄铁矿中的Fe2+和S22-是溶液中金的还原剂。金在黄铁矿表面沉淀可能涉及吸附、还原和晶体生长等过程。     

黄铁矿解抑活化机理研究现状及进展

含有黄铁矿的多金属矿物浮选分离一般先采用石灰抑制黄铁矿以更好地选别其他有用金属矿物,随后再综合回收黄铁矿。为获得较好的回收指标,需对受抑制的黄铁矿进行解抑活化处理。在矿业工程领域,关于石灰抑制过的黄铁矿解抑活化机理等相关内容得到了广泛研究并取得一定进展。本文综合评述了影响黄铁矿可浮性的主要因素、不同种类活化剂对黄铁矿的活化机理及黄铁矿机械活化效应等相关研究进展,为今后黄铁矿资源高效加工理论与应用研究的进一步发展提供参考。     

黄铁矿与石英含金机理探讨

从晶体结构化学角度出发，分析了金的电子结构及性质、黄铁矿晶体结构特点、二氧化硅的电子结构特点和石英晶体表面特征；探讨了Au^＋和Au^－离子形式分别替代Fe^2 离子和S^2-离子的形成机理以及以可见金方式在黄铁矿中的赋存机制；认为金在黄铁矿中的富集主要与其晶体结构有关，特别是与黄铁矿中Fe-S，S-S，Au-S和Fe-Au键的电子结构特点有关；应用稳定配合物的18电子规则和晶体生长的界面相模型探讨了石英含金机理；研究表明，石英含金不仅与石英表面的结构、内部缺陷和表面特征有关，还与石英生长的环境有关，尤其是与石英表面键的电子结构特点有关，并主要受石英晶体生长过程中的界面相的控制。     

隧道围岩中黄铁矿的氧化对隧道混凝土衬砌耐久性的影响研究

当隧道工程施工遇到含黄铁矿的地层时，黄铁矿氧化形成的酸性环境以及其引发的一系列化学反应会对隧道混凝土衬砌的耐久性带来不利的影响。利用黄铁矿氧化形成酸性环境水的一系列化学反应和机理，并对隧道混凝土衬砌在酸性环境水条件下的侵蚀过程进行了实验室浸泡试验和理论分析，运用化学热力学对酸性环境下混凝土中不同硅酸盐矿物和铝酸盐矿物侵蚀反应的吉布斯自由能的变化△Gγ^φ和反应的平衡常数lgKT。计算结果表明铝酸盐抗H^ 离子侵蚀的能力比硅酸盐差；在酸性水中，高钙硅比、高碱性的是水化矿物一般比低钙硅比、低碱性的水化矿物稳定性差。研究结果结合具体的隧道工点调查，可以为穿越含黄铁矿地层的隧道混凝土病害整治和预防提出了针对性很强的工程措施。     

黄铁矿加热产物的磁化率特征及其机理初步研究

作为一种常见的造岩矿物,黄铁矿可在各种地质作用中形成和在各类岩石中出现,是地壳中分布最广的硫化物矿物(王濮等,1982;Deer等,1992)。前人研究结果表明,黄铁矿加热过程中,其磁化率将随温度变化(李海燕和张世红,2005),     

柱子淋洗模拟研究磷酸铁膜抑制黄铁矿氧化效果

自然室温条件下用柱子淋洗模拟研究了接氧化亚铁硫杆菌（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ,简称Ｔ．Ｆ菌）时磷酸铁膜抑制黄铁矿氧化的效果。试验结果首次指出：用ＫＨ２ＰＯ４与Ｈ２Ｏ２淋洗黄铁矿,在其表面形成的磷酸铁膜不能抑制黄铁矿的生物氧化,反而在一定程度上加速其氧化进程。经包膜后的黄铁矿矿石柱子间歇循环淋洗一年后的收集液中ＳＯ４＾２－累积量高达３３７５６．１ｍｇ;为对照组的１．６倍,是     

黄铁矿型难浸金精矿细菌预氧化研究

对黄铁矿型难浸金精矿４４０ｋｇ／ｄ连续细菌预氧化进行了研究。脱硫率为５２．０４％,金氰化浸出率９２．５５％,并对试验的控制参量提出探讨性意见。     

湘西沃溪钨锑金矿床黄铁矿中发现Au-Sb矿物相

利用扫描电镜和电子探针等方法,对沃溪钨锑金矿床中产于(块状白钨矿-石英脉中的)黄铁矿微裂隙中的自然金和Au-Sb矿物相进行了较详细的观察和研究。结果表明,黄铁矿中Au-Sb矿物相除了有前人已经鉴定出的方锑金矿(AuSb2.13)外,还新发现有锑金矿(Au1.02Sb)矿物相。二者以显微颗粒的形式存在于黄铁矿显微裂隙中。黄铁矿微裂隙中Au-Sb矿物相的存在,指示矿床成矿在黄铁矿形成之后存在Au-Sb混溶的成矿流体。自然金、方锑金矿、锑金矿等矿物的沉淀析出可能是Au-Sb混溶流体从高温(高于350℃)向低温(250℃)演变的结果。此外,Au-Sb矿物相的发现对改进矿石冶炼中Au、Sb的分离技术有参考价值。     

黄铁矿表面次生色:氧化程度的标志

对具有不同表面次生色的黄铁矿氧化表面进行了XPS、AES成分分析，认为黄铁矿表面氧化作用形成了由Fe(Ⅲ）－O组分、单质硫和水绿矾等组分组成的表面氧化层。黄铁矿表面次生色的变化取决于表面氧化层的厚度及其中Fe(Ⅲ)-O组分、单质硫的相对含量。氧化程度较弱时，或者由于氧化层中单质硫含量相对较高，或者由于表面氧化层太薄，可见光能直接透过该层，黄铁矿表面以黄色调为主；而黄铁矿表面呈蓝色是由于氧化程度增强，氧化层厚度增加到适合于可见光产生干涉作用，因而是一种干涉作用所致的锖色，而不是铜蓝致色；氧化程度进一步增强时，形成了足够厚的Fe(Ⅲ)-O组分层，使黄铁矿表面呈Fe(Ⅲ)-O组分的颜色。     

钖矿山锑矿床氧化带的基本特征

本文研究了钖矿山锑矿床氧化带的主要次生矿物,如自然硫、红锑矿、黄锑华、锑华、褐铁矿、碳酸盐、硫酸盐、迪凯石等的基本特征、成因信息和分布,并在此基础上讨论了该氧化带的特征。 1.由于贫黄铁矿的矿石类型和围岩性质,限制了氧化进程,则氧化带发育不完善,但氧化作用可沿裂隙发生,达到相当深度,故氧化带中经常保留原生矿石。 2.氧化带发育程度与在一定阶段形成的矿物种别有关。 3.氧化带矿物分布:黄锑华和褐铁矿产于上部,硫酸盐(石膏、重晶石等)产于中部,而自然硫和锑华分布于下部。 总之,认为上述矿物的规律分布主要取决于有关元素的地球化学性状。     

湖南锡矿山锑矿床氧化带的自然硫

本文研究的自然硫产于锡矿山锑矿床氧化带底部。它的特点是晶体细小且晶面众多,其外貌颇似小的球状体。有关它的研究结果将为矿物学形态学以及晶体形态与成因的联系(成因形态学)提供新的资料,     

含金黄铁矿氧化过程中金溶解机理的探讨——与王恩德、关广岳先生商榷

含金黄铁矿在细菌氧化、化学氧化过程中,除生成高铁的硫酸盐和硫酸外,还生成了亚铁的硫酸盐及硫的低价氧化物,体系中的电位较低,距溶解自然金呈Au(SO_4)_2~-所需电位甚远,实验表明,金不溶于硫酸铁溶液中。当氧化程度加深,介质pH>4,黄铁矿氧化产生的硫代硫酸根可稳定存在时,自然金呈稳定的硫代硫酸盐配合物溶解。     

低温水溶液体系中黄铁矿的氧化速率述评

黄铁矿的热力学稳定性限定在一个很窄的Ｅｈ范围内，但在地表条件下几乎在任何地质环境中都产出有黄铁矿。然而，当矿山废石或黄铁矿质页岩暴露在大气和大气水中时，黄铁矿的风化速率相当快，以致于在几年内即能引起环境污染和地质技术问题。近年来对黄铁矿氧化瓜的研究重点是确定地质环境的哪种化学因素对黄铁矿的氧化速率影响最大及其影响程度。一些研究者在一系列实验条件下对地下黄铁矿样品进行了淋滤实验。他们观察到黄铁矿的氧     

东大滩锑金矿微生物预氧化提金试验研究

介绍了东大滩难浸金矿石微生物预氧化的方法及结果。东大滩石英脉型锑金矿石因金被毒砂包裹而难浸，采用微生物预氧化处理后全泥氰化金的浸出率由原来的17．04％提高到70．80％，柱浸由15．39％提高到63．02％，且酸耗较低，各项指标合理，是解决该类矿石难浸的理想方法。     

黄铁矿的穆斯堡尔谱特征及其机理分析

本区金矿中黄铁矿的Ｍｏ谱测试和综合分析表明，主要穆斯堡尔参数的变化与含金性之间存在有一定的关系。主要表现为，黄铁矿的Ｉ．Ｓ．值与含金性间呈明显的负相关。Ｏ．Ｓ．值与含金性间则呈明显的正相关，且Ｏ．Ｓ．值随着（Ａｕ＋Ａｓ）／（Ｃｏ＋Ｎｉ）原子数比值的增大而增大。这是由于Ａｕ＋取代Ｆｅ２＋进入黄铁矿晶格使其结构产生畸变所致。置换时电荷补偿可通过两个途径来实现，其一是Ａｕ＋（Ｃｏ３＋、Ｎｉ３＋）→２Ｆｅ２＋，其二是Ａｓ３＋＋Ａｕ＋→２Ｆｅ２＋。     

黄铁矿和磁黄铁矿物的微量光谱分析法研究

本文研究了用发射光谱法分析微量黄铁矿和磁黄铁矿物中多种杂质元素的分析条件。应用BaCO_3作缓冲,结合使用快速曝光和分段曝光的方法,增强了易挥发元素的分析线强度,降低了光谱干扰和背景影响,提高了它们的线背比。拟定出仅用6mg矿物,即可同时测定黄铁矿和磁黄铁矿中23种杂质元素的分析方法,其中11种杂质元素的分析下限达ppm级。单次摄谱的相对标准偏差一般不超过10％。对照分析结果,证明无系统误差存在,是一个简便快速的微量光谱分析方法。