不同离子胁迫对微生物浸出黄铜矿的影响和机理
本文关键词：不同离子胁迫对微生物浸出黄铜矿的影响和机理 出处：《北京科技大学》2016年博士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：黄铜矿微生物浸出过程中,受浸出体系微生物、化学等作用的影响,与其共伴生脉石矿物将会以离子形态溶出,有关溶出离子对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(简称At/菌)和铜浸出率的影响研究鲜有报道。本文分别研究了单一阳离子K+、Mg2+、ca2+、Al3+,石英溶出硅与阳离子,以及石英-绢云母、石英-白云石、石英-萤石、石英磷灰石、石英-方解石组合溶出离子胁迫对9K培养基体系、黄铜矿浸出体系中细菌氧化活性和铜浸出率的影响规律,同时揭示了不同离子胁迫对黄铜矿微生物浸出的影响机理。研究发现,9K培养基体系中,单一阳离子对At/菌氧化活性的促进作用影响大小顺序为：C a2+K+Al3+Mg2+；石英溶出硅与阳离子组合胁迫对At/菌氧化活性的影响规律与单一阳离子一致；组合脉石矿物溶出离子胁迫下,对细菌氧化活性促进作用最强的是硅-钙-镁离子组合。而在黄铜矿浸出体系中,浸出45d后,单一阳离子对铜浸出率的影响大小顺序为：Al3+Mg2+K+空白Ca2+,Al3+胁迫下,铜浸出率可达71.39%；在石英溶出硅存在时,Ca2+胁迫对铜浸出促进作用最大,铜浸出率可达71.71%,其次是Al3+Mg2+K+;组合脉石矿物溶出离子胁迫下,对铜浸出促进作用最强的是石英-绢云母组合溶出的硅-铝-钾离子,Cu2+浸出率可达59.55%,抑制作用最强的是石英-磷灰石组合溶出的硅-钙-磷酸根离子,Cu2+浸出率仅为27.49%。不同脉石矿物溶出离子胁迫下，黄铜矿浸出后的浸渣XRD分析发现,在单一阳离子、硅+阳离子、硅-镁-钙、硅-钙-氟、硅-钙-磷酸根离子胁迫的体系中,浸渣中新生成物质主要为黄钾铁矾或铵黄铁矾；而在Ca2+存在的体系中还新生成了硫酸钙和钙磷石；在硅-铝-钾离子胁迫下则主要生成了鲕绿泥石和铜铁尖晶石；在硅-钙-磷酸根、硅.钙.碳酸根离子胁迫下还出现了方解石。上述沉淀物质吸附在黄铜矿表面,阻碍了Cu2+浸出。浸渣SEM-EDS表明,不同离子胁迫下，黄铜矿颗粒浸出后表面的浸蚀程度不同,浸渣表面Cu的质量百分比和原子百分比降低大小顺序与几种离子对铜浸出率的影响规律相吻合。浸渣AFM表明,Al3+胁迫下黄铜矿颗粒表面的腐蚀现象最为严重,且黄铜矿表面的腐蚀情况不能仅凭粗糙度来判断。不同离子胁迫下,红外光谱和Zeta电位的变化可以很好的解释细菌在黄铜矿表面吸附作用的强弱,从而揭示出黄铜矿微生物浸出差异的影响机理。
【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD952;TD925.5
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，本文编号：1328245
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