有机硅烷/海泡石复合钝化剂对黄铁矿的钝化效果及机理研究

发布时间：2022-02-19 00:02

　　黄铁矿及其他金属硫化物矿物在开采过程中伴随巨大的含硫化物废石及尾矿生成。这些尾矿暴露在水和氧气中时,会发生一系列化学反应,最终形成酸性矿山废水（AMD）。该种废水污染非常严重,环境修复极为困难。为了从源头控制并抑制AMD对环境的污染,本文以巯丙基三甲氧基硅烷（PropS-SH）为主体钝化剂,以天然黏土海泡石（SPT）作为“填充剂”,制备了PropS-SH/SPT（PSPT）复合钝化剂,并以电化学测试法、化学浸取法、生物浸取法探究该种新型钝化剂对黄铁矿钝化性能的影响,并对其钝化机理进行研究。实验利用制备的钝化剂对黄铁矿进行包膜,之后对原矿和钝化样品进行电化学测试、化学浸取和生物浸取测试。通过OCP、CV曲线、Tafel极化曲线和EIS图的测量得出,复合钝化剂对黄铁矿的抗氧化效果相较于纯硅烷钝化剂更好,且复合钝化剂的钝化性能与海泡石的投加量有关。当海泡石添加量达到0.8%时,复合钝化剂钝化效果达到最佳。化学浸取实验和生物浸取实验结果很好的验证了电化学分析结论。当用P-0.8%SPT复合钝化剂对黄铁矿进行包膜处理时,黄铁矿在化学浸取中的总铁和SO₄^2-

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 AMD生成机理
    1.3 AMD控制方法及研究现状
        1.3.1 末端治理法
        1.3.2 源头控制法
    1.4 表面钝化法研究现状
    1.5 钝化膜性能的评价方法
        1.5.1 电化学测试法
        1.5.2 化学浸取法
        1.5.3 生物浸取法
        1.5.4 表面润湿性评价法以及Van Oss理论
    1.6 论文研究目的及主要内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容概述
第2章 海泡石含量对复合钝化剂抗化学氧化性能的影响
    2.1 实验仪器和药品
        2.1.1 实验所需仪器
        2.1.2 实验所需药品
    2.2 实验方法
        2.2.1 黄铁矿样品的加工
        2.2.2 电化学工作电极及盐桥的制备
        2.2.3 黄铁矿的钝化包膜
        2.2.4 SEM检测
        2.2.5 电化学分析测试
        2.2.6 化学抗氧化浸取实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PSPT复合钝化剂钝化前后黄铁矿的电化学测量
        2.3.2 钝化前后黄铁矿的化学浸取实验分析
        2.3.3 钝化前后黄铁矿的表面形貌特征分析
    2.4 本章小结
第3章 PSPT复合钝化剂对黄铁矿抗生物氧化性的研究
    3.1 实验方法
        3.1.1 培养并驯化氧化亚铁硫杆菌
        3.1.2 电化学测试
        3.1.3 生物浸取实验
    3.2 实验结果与分析
        3.2.1 电化学测试结果分析
        3.2.2 生物浸取实验
    3.3 本章小结
第4章 PSPT复合钝化剂对黄铁矿钝化机理的研究
    4.1 表征方法
        4.1.1 傅里叶红外变换光谱(FT-IR)测试
        4.1.2 X射线光电子能谱分析(XPS)测试
        4.1.3 TEM测试
        4.1.4 接触角测试及涂层界面表面自由能计算
        4.1.5 固体29Si核磁共振(29Si NMR)测试
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 FT-IR测试结果分析
        4.2.2 XPS测试结果分析
        4.2.3 TEM测试结果分析
        4.2.4 复合钝化剂接触角测试和涂层界面表面自由能计算结果
        4.2.5 核磁共振测试
        4.2.6 PSPT复合钝化剂对黄铁矿的钝化机理分析
    4.3 本章小结
第5章 结论、创新点与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间完成的学术论文和参与的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]黏土矿物有机硅烷改性研究进展[J]. 苏琳娜.  矿产保护与利用. 2019(01)
[2]纳米二氧化硅环氧树脂复合材料研究进展[J]. 柯昌银.  江西化工. 2019(01)
[3]纳米二氧化硅改性高分子材料的研究进展[J]. 唐楷,卢珊,黄绘,许显成,张发兴,马毅,邓建梅,周欣.  内江科技. 2019(01)
[4]黏土矿物对土壤中重金属的钝化作用研究进展[J]. 杨越晴,董颖博,林海.  金属矿山. 2018(09)
[5]黏土矿物在土壤重金属污染中的应用研究进展[J]. 朱维,刘代欢,陈建清,戴青云,符云聪.  土壤通报. 2018(02)
[6]尾矿综合利用现状与矿山可持续发展[J]. 刘智振,谷新建.  矿业工程研究. 2018(01)
[7]我国矿产资源综合利用现状、问题及对策分析[J]. 任世赢.  中国资源综合利用. 2017(12)



本文编号：3631797