（采矿工程专业论文）方铅矿氧化动力学研究.pdf

摘要 自然或人为采矿活动暴露的硫化物矿物的氧化作用，常产生一定范围的次生 地球化学异常和严重的环境污染。因此，硫化物的氧化动力学受到许多领域的高 度重视。方铅矿是硫化物矿床最常见的金属矿物或工业矿物之一，开展方铅矿的 氧化动力学实验研究，可促进铅锌矿山的二次开发和铅锌矿山的环境改善。 本文在不同浓度、p h 值、温度条件下对方铅矿进行氧化实验，实验采用不同 的介质，分别为f e 2 ( s 0 4 ) 3 ，f e c l 3 和氧化亚铁硫杆菌，让反应液在不同条件下进行 反应。实验采用水浴法，用原子吸收仪分析其中铅离子的含量。在实验结束后， 将溶液与剩余矿样分离，对分离的溶液采用e d t a 容量法分析f e 3 + 的浓度。通过 实验结果分析，对反应的速率常数、反应级数、反应速率、反应活化能进行了计 算和分析，建立方铅矿氧化动力学方程，为以后此类实验研究提供了理论基础。 实验研究表明，不同介质条件下方铅矿的氧化速率明显不同，以硫酸铁为氧 化剂时，溶液的浓度越高时，反应速率越低，以氯化铁为氧化剂时，溶液的浓度 越高，反应进行得越快。 p h 值对方铅矿的氧化速率明显影响，在以氧化亚铁硫杆菌为氧化剂时，在口h = 2 5 的时候氧化效果最好，当p h 值太低时，细菌基本上失去了氧化能力，而p h 值太高，f c “就会产生沉淀，使细菌氧化能力变差。 此外，方铅矿氧化的自反馈作用，会导致反应速率随时间的波动，温度的轻微 变化也有可能造成反应速率的振荡变化。 通过这些研究我们可以初步得出在何种条件下可以促进或抑制方铅矿的氧 化，为解决矿山环境污染和二次开发问题提供了理论基础。 关键词：方铅矿、氧化动力学、反应速率、动力学方程 a b s t r a c t t h eo x i d a t i o no fs u l f i d em i n e r a l se x p o s e db yn a t u r a lo ra r t i f i c i a lm i n i n ga c t i v i t yi s o f t e nr e s p o n s i b l ef o rs e c o n d a r yg e o c h e m i s t r ya n o m a l i e sa n ds e r i o u se n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o ni n ac e r t a i nr a n g e s os t u d yo nk i n e t i c so fs u l f i d eo x i d a t i o nh a sg a i n e d e v e r - i n c r e a s i n ga t t e n t i o ni nm a n yr e s e a r c h f i e l d s g a l e n ai so n eo ft h ec o m m o n e s t m e t a l l i co ri n d u s t r i a lm i n e r a l si ns u l f i d ed e p o s i t s d y n a m i cs t u d yo fi t so x i d a t i o nc a n s t i m u l a t ee n v i r o n m e n ti m p r o v e m e n ta n d r e d e v e l o p m e n to fg a l e n am i n e i nt h i st h e s i s ，as e r i e so fo x i d a t i o ne x p e r i m e n t so ng a l e n aa r ec o n d u c t e du n d e r d i f f e r e n tc o n d i t i o n ss u c ha sc o n c e n t r a t i o n , p h ，t e m p e r a t u r e u n d e ra b o v e m e n t i o n e d d i f f e r e n tc o n d i t i o n s ，t h ea u t h o rs t u d i e dt h er e a c t i o n si nt h r e em e d i af e 2 ( s 0 4 ) 3 ，f e c l 3 ， a n dt h i o b a e i l l u sf e r r o x i d a n sf t nr e s p e c t i v e l y t h ec o n c e n t r a t i o no fp b ( i i ) i s d e t e r m i n e db ya t o ma b s o r bs p e c t r o m e t e r ( a a s ) a f t e rt h ee x p e r i m e n ti sc o m p l e t e d ，t h e s o l u t i o ni si s o l a t e df r o mt h er e s i d u a lo r es a m p l e sa n dt h ec o n c e n t r a t i o no ff e ( i i i ) i s a s s a y e db ve d t av o l u m e t r i c 面e t h o d t h er a t ec o n s t a n t ，r e a c t i o no r d e r , r e a c t i o nr a t e a n de n e r g yo fa c t i v a t i o na r ea l s oa n a l y z e da n dc o m p u t e d 1 1 d y n a m i ce q u a t i o no fi t s o x i d a t i o ni sa l s od e t e r m i n e d 。w h i c hb e c o m e st h eb a s i so ft h i ss o r to fe x p e r i m e n tj nt h e f u t u r e t h er e s e a r c hr e s u l t sa l s os h o wt h a tt h eo x i d a t i o nr a t eo fg a l e n ai sa p p a r e n t l yd i s t i n c t i nd i f f e r e n tm e d i a i ff e 2 ( s 0 4 ) 3i sc h o s e na sa st h eo x i d a n t ，t h ec o n c e n t r a t i o no f s o l u t i o nh i g h e r , t h el o w e rt h er e a c t i o nr a t e b yc o n t r a s t ，i ff e c l 3i su s e da so x i d i z i n g r e a g e n t ，r e a c t i o nr a t ei n c r e a s e sa c c o r d i n g l yw h e nt h ec o n c e n t r a t i o no fs o l u t i o nb e c o m e s h i g h e r i ti sa l s of o u n dt h a tt h eo x i d a t i o nr a t eo fg a l e n ai sa f f e c t e da p p a r e n t l yb yp hv a l u e i fc h o s e na sa no x i d a n t , t h i o b a c i l l u sf e r r o x i d a n ss h o wt h es t r o n g e s to x i d a t i o ne f f e c t w h e np h = 2 5 t h eb a c t e r i al o s e si t so x i d a t i o np o w e rw h e np hi sv e r yl o wa n df e ( i i i ) g e n e r a t e sp r e c i p i t a t i o nw h i c hm a k e s w o r s et h ea b i l i t yo fm i c r o b i ao x i d a t i o nw h e np h i s h i g h i na d d i t i o n ，t h ef e e d b a c ko fg a l e n ao x i d a t i o nw i l ll e a dt ot h ev i b r a t i o no fr e a c t i o n r a t ew i t ht i m e t h es l i g h td i s c r e p a n c yo ft e m p e r a t u r ec a nc a u s eo s c i l l a t o r yc h a n g eo f l l r e a c t i o nr a t e t h i sf u n d a m e n t a lr e s e a r c ht e l l su su n d e rw h i c hc o n d i t i o n sg a l e n ao x i d a t i o ne a r lb e a c c e l e r a t e do ri n h i b i t e d ，w h i c hp r o v i d e st h e o r e t i c a lb a s i sf o rs o l v i n gm i n ee n v i r o n m e n t a n d r e d e v e l o p m e n tp r o b l e m s 。 c a ob i n g ( m i n i n ge n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rt a nk a i x u a n k e yw o r d s ：g a l e n a ；o x i d a t i o nk i n e t i c s ；r e a c t i o nr a t e ；k i n e t i ce q u a t i o n i 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获褥南华大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名： 癸五 日期：工，年6 月驴日 关于学位论文使用授权说明 本人同意南华大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论 文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保留学位论文； 学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名：母岳导师签名0 绎讥孔日期：1 。西年6 月g 日 第一章概述 1 1 硫化物氧化对环境的影响 常见的硫化物矿物有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黄铜矿和毒砂等。 由矿石和废石中硫化物表生氧化引起的酸性矿山排水使全球所面临严重的环境污 染问题。据估计，中国大陆硫化物的排放量2 0 1 0 年将达到3 9 1 x 1 0 6 t 。因此，人 们对硫化物矿物在表生环境下的氧化行为日益重视。 硫化物矿物表生氧化作用。主要是硫化物“导电体”与其水介质之间的“电 化学反应”或“电解腐蚀作用”。硫化物在氧气、水分的作用下，经细菌催化而发 生酸化。其机理一般是硫化矿物遇氧和水氧化，从丽形成可溶的水和硫酸盐。这 类硫酸盐经水解，产生强酸性、富含硫酸盐的排水，p h 值通常低于2 3 ，硫酸盐 含量可达1 0 0 0 m g l 。在酸性条件下，可加速尾矿中某些重金属，如：p b 、z i l 、 c u 、c d 、n i 和m n 等从硫化物中淋溶出，造成更加严重的环境污染。矿山酸化引 起的酸性废水的污染在中国相当普遍，如德兴铜矿的酸性废水对乐安江及其流域 的污染达十几公里以上【1 6 - 1 9 。 可见，大多数金属硫化物在近地表氧化带中不稳定，在溶有氧、二氧化碳、 硫酸和硫酸铁的地下水的作用与影响下，硫化物转变为硫酸盐。其中易溶的硫酸 盐进入水体而流失，难溶的硫酸盐则保留在原地。硫酸盐又可进一步氧化或与其 它无机酸反应生成氧化物、氢氧化物、碳酸盐及少量的砷酸盐等。虽然，硫化物 矿物的氧化作用可使许多矿床近地表部分产生次生富集而大大提高其工业价值， 但是，自然或人为采矿活动暴露的硫化物矿物的氧化作用，常常形成一定范围的 表生造球化学异常，产生严重的环境污染问题。 例如，在黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、毒砂等硫化物矿物氧化过程中，s 、c d 、 p b 、缸等有害元素将被有效活化释放而进入地表水和地下水体，会导致水体、土 壤污染等各种环境问题，影响整个生态系统，并通过水、土壤、植物、动物和食 物链等途径而危害人类。当硫化物氧化使水体受酸污染后，即可改变p h 值或酸 化，亦可增加无机盐成分和水的硬度，破坏水体的自然缓冲作用，抑制微生物的 生长和水体的自净功能，并进一步导致土壤的酸化污染。水质酸化使水的口感发 生变化，长期饮用可导致消化道疾病，并对淡水生物和植物均有不良影响。更严 重的是，硫化物矿山在关闭几十年，上百年甚至更长的时间后，尾矿淋滤液对环 境生态系统的影响仍然存在 5 8 6 3 。 方铅矿( p b s ) 是硫化物矿床最常见的金属矿物或工业矿物之一，又是分布最广 的含硫铅矿物，其中铅是“五毒”元素之一 2 3 ，7 1 1 。无论自然风化或采矿 选冶活动，都将促使方铅矿氧化，使部分铅溶解而随水迁移，在定条件下将危 害环境。然而，在铅锌矿石中，方铅矿属于相对较难氧化分解的硫化物，近地表 氧化带中硫酸锌因溶解难度很大而首先进入溶液并远距离迁移，硫酸铅则因其溶 解度相对很小而多残留原地。方铅矿的氧化作用主要反应式： p b s + 2 0 2 一p b s 0 4 p b s + h 2 s 0 4 一p b s 0 4 + h 2 s 或p b s + 8 f 0 3 + + 4 h 2 0 8 h + + s d ：+ 尸6 2 + + 8 f e 2 + 可见，方铅矿氧化时首先形成不易溶解于水的硫酸铅( 铅矾) 。后者在与碳酸 盐类相遇时，铅可以白铅矿形式再沉淀，其化学反应式为： p b s 0 4 + c a c 0 3 + 2 h 2 0 _ p b c 0 3 + c a s 0 4 2 h 2 0 方锚矿的氧化最终产物主要为白铅矿( 肋c d 3 ) 、铅铁矿( p b f e 。( o h ) ，。 s o 。】) 等，只有在罕见的强氧化环境下以珊0 ：和鼬：0 ：形式存在。 可见，铅锌矿产资源开发将井下矿石搬运到地表，并通过选矿和冶炼，使地 下一定深度的矿物暴露于地表环境，改变了矿物的化学组成和物理状态，从而使 重金属元素开始向生态环境释放和迁移。方铅矿的氧化，可导致p b 元素被释放 而污染环境，进入大气、水体和土壤。大气和水体中的铅可直接进入人体，而进 入土壤中的铅通过植物的吸收间接接进入人体，从而危害人类健康。 大量研究表明，铅的污染对人类健康有着重要的危害。过量铅进人人体，可 干扰正常代谢，引起功能和形态的改变，严重的可致铅中毒。慢性铅中毒表现主 要有神经衰弱症候群、消化功能紊乱、缀绞痛、铅容、铅线、高血压等症状，严 重的可出现周围神经炎、中毒性脑病、内脏损伤等。人类急性锚中毒能使肾脏、 生殖系统、肝脑中枢神经系统发生急剧的机能障碍。重者出现口腔金属味，齿龈 出现铅线，胃肠道症状，神经衰弱以及肌肉痛，同时常感到疲劳和易于发怒，也 可贫血，严重者发生休克死亡。少数患者有动脉粥样硬化及肾炎。急性铅中毒对 神经系统的损害尤其严重，铅能引起末梢神经炎，出现运动和感觉异常。常见有 伸肌麻痹。铅对动物具有致畸胎性的作用。 另外，铅对儿童的危害尤为严重。儿童经常吸收或摄取低浓度的铅，能影响 儿童智力发育和产生行为异常。有人研究，对血铅超过6 0 微克1 0 0 毫升的无症 状的平均9 岁的儿童，经常追踪观察，数年后，就发现有学习低能和注意力涣散 等智力障碍，并伴有举止古怪等行为异常的表现。有人报导2 3 2 个只有胃肠功能 紊乱而无脑病症状的轻度铅中毒的儿童中，有1 9 最终出现智力障碍，有1 3 出现 癫痫样疾病。如以血铅超过4 0 微克l o o 毫升作为儿童铅吸收的标准，则在一些 欧美主要工业国家的城市儿童中，铅吸收者约占3 0 。美国有4 0 万儿童，血锚 含量普遍升高，其中1 6 0 0 0 名需作驱铅治疗，3 2 0 0 名中有中度到高度脑障碍，铅 还可透过母体的胎盘，侵入胎儿脑组织 1 0 8 - 1 2 0 。类此问题，在澳大利亚、日 本等国家，都有程度不同的发生，已引起了各国的要大关注。 1 2 国内外研究现状 由于氧化动力学比热力学复杂得多，其发展又远比热力学晚，所以，在理论 上没有热力学那样完整。近1 0 0 年来，随着实验技术的进步，氧化动力学已经取 得了惊人的发展。除了对快速反应的研究有了很大发展外，近二十多年来，由于 激光和分子柬等近代技术的发展，已能获得反应过程中微观方面的信息。目前， 从实验方面探索的领域越来越广泛，实验方法日新月异，动力学成果的积累也随 之更加丰富。氧化动力学成为当前化学领域中研究最为活跃的领域之。通过氧 化动力学的研究，使我们可以对硫化物的氧化过程和氧化机理更加清楚，更好的 对环境污染进行治理，更好的促进矿山的二次开发。 大量研究表明，硫化物的氧化反应发生于固体和水溶液界面。在硫化物的氧 化过程中，有时会在表面形成一层膜，对硫化物的氧化产生抑制作用。例如，通 过对磷酸盐介质( 脚：p o 。，h ：0 2 ) 氧化黄铁矿的实验研究【1 0 一1 1 】发现，随溶液 p h 值增高，黄铁矿氧化速度下降。其原因主要是，在p h 值3 7 时，磷酸盐与 黄铁矿氧化产物之一f c 3 + 形成难溶的f e ( o h ) 3 ，并被吸附沉积在黄铁矿表面而形 成一层膜，该膜能有效抑制黄铁矿进一步氧化。随着p h 值增高，在黄铁矿表面 形成的难溶f c ( o h ) 3 膜越多，因此氧化速度下降。除了形成f e ( o s ) 3 膜外，还可 以形成磷酸铁膜该膜也能有效抑制黄铁矿氧化。 近年来，许多学者研究了机械活化对硫化物氧化的影响 1 2 1 5 ，发现机械活 化可以显著提高硫化物的氧化，主要原因是机械活化过程使硫化物发生的化学反 应、比表面积增大和晶体的结构畸变。 国内有很多人曾对硫化物的氧化动力学进行了试验和分析。例如杨仁斌等所 研究了“植物根系分泌物对铅锌尾矿污染土壤中重金属的活化作用”；兰叶青等著 有“不i 司条件下黄铁矿氧化行为的研究”；陈天虎、冯军会等著有“尾矿中硫化物 风化氧化模拟实验研究” 4 。郁云妹( 2 0 0 0 ) 用混合流反应器对毒砂进行的氧化 动力学研究表明，毒砂氧化所释放的砷以a s ( 1 为主，即毒砂的氧化可形成酸和 a s ( ) 等重金属的污染 3 8 】。鲁安怀研究认为，利用介质条件对表面反应的影响， 控制硫化物矿物的氧化进程，可以降低硫化物矿物反应速率和重金属的释放量， 从而可以降低污染的程度 3 9 3 。卢晓英、郭敏、贾建业、陈洁等用硫化物处理废 水中重金属的实验表明，p h 值对硫化物矿物吸附性能有明显的影响，且不同的重 金属离子对p h 值变化的响应存在差异，因此对不同的重金属离子，可通过调节 p h 值达到最佳吸附效果。 国外很多调查者对矿山尾矿酸性排水和重金属迁移规律以及稳定化技术进行 过研究1 - 6 6 ，7 2 8 0 ，8 2 9 6 ，9 8 1 0 6 3 ，通过大量的实验来探索尾矿中的硫化物的 氧化过程，以及硫化物表生氧化后通过地下水或土壤等途径的迁移所对环境和矿 山二次开发的影响。 1 3 研究目的和意义 通过上述分析可以看出，硫化物的氧化，特别是尾矿中硫化物的氧化会带来 严重的环境污染问题，如何抑制硫化物的氧化成为控制尾矿环境污染的关键。另 一方面，尾矿中的硫化物的氧化，可以导致金属的次生富集，从而可以进行矿山 的二次开发。但是二次开发无法进行火法冶炼，只能进行湿法冶炼，需要研究其 氧化动力学，以促进硫化物的氧化。 硫化物的氧化动力学研究，可以更好观察和监测硫化物的氧化过程和掌握硫 化物的氧化机理。掌握硫化物在哪些条件下的氧化速率快，在哪些条件下氧化速 率慢。从而可以采取相应的措施有效的抑制尾矿中硫化物的氧化，使矿山环境得 以很好的改善，或者通过氧化动力学研究找到使硫化物更好氧化的方法，使矿山 4 的二次开发前景变得明朗起来。 目前，硫化物的氧化动力学研究主要是以黄铁矿作为研究对象，通过淋滤实 验观察黄铁矿在不同条件下的氧化速率、氧化过程和氧化产物。对方铅矿和闪锌 矿的研究却很少，而且在进行黄铁矿氧化实验时，国内的研究员很少利用氧化动 力学对黄铁矿的氧化过程和氧化机理进行研究。f 2 2 2 7 ，3 0 3 7 ，4 5 ，5 0 ，5 5 笔者 认为，除了黄铁矿，方铅矿和闪锌矿等硫化物的氧化亦是环境污染的主要原因。 所以这方面的研究也是必不可少的。而且利用氧化动力学对实验进行分析能更好 的了解硫化物的氧化过程和机理，从而得到更好的方案来解决这些问题。 因此，本文结合国家自然科学基金项目“地球化学和成矿体系中的非线性耦 合与自组织”和湖南省教育厅重点项目“溶浸采矿中的非线性科学研究”的研究 要求，开展方铅矿的氧化动力学实验研究，从而促进铅锌矿山的二次开发和铅锌 矿山的环境改善。 2 1 实验样品 第二章方铅矿氧化动力学实验研究 本实验的样品采自水口山康家湾铅锌矿。样品经过破碎后，在显微镜下进 行人工挑选，样品纯度达到9 9 左右，然后对选出的方铅矿进行筛分，挑选6 0 8 0 目和8 0 1 0 0 目两个粒级作为本次试验的样品，其中粒级为6 0 8 0 目的方铅矿 颗粒镜下实测平均半径为0 0 9 5 0 m m ，粒级为8 0 1 0 0 目的方铅矿颗粒平均半径为 0 0 8 2 5 m m 。实验前将其放入干燥皿中烘干备用。 方铅矿比表面积采用如下方法计算：方铅矿密度p 取7 5 9 c m 3 ，实验采用方 铅矿样品的重量为0 1 9 ，则粒级为6 0 - 8 0 目的方铅矿样品的个数 ”r生，3713；(2-1)v- 啊。焉磊4 。 j 粒级为8 0 一1 0 0 目的方铅矿样品的个数 玎：。l ，5 6 6 9 。( 2 2 ) 玎2 。= r 。(2。2j2x 0 0 0 7 5 粒级为6 0 一8 0 目方铅矿表面积为； 墨1 4 靠t x n at 4 2 1 1 c m 2 。 ( 2 3 ) 粒级为8 0 - 1 0 0 目方铅矿表面积为： s 2t 4 石e x ，h m 2 4 8 4 9 c m 2 。 ( 2 4 ) 2 2 实验仪器 实验仪器如表2 1 所列： 表2 1 实验所用仪器表 序号仪器名称型号生产厂家备注 l 生化培养箱 l r h l 5 0 8 广东省医疗器械厂 2鼓风干燥箱 s d e i 3 无霜型冷藏冷冻箱上海上菱集团 上菱 4 洁净工作台 上海淀山湖净化设备厂淀山湖 5 p h 值计p h s - 3 型 6酸度计 p i t s - 3 型 7原子吸收分光光度计 盯x 一4 0 2 b 沈阳分析仪器厂 8电热鼓风干燥箱d l 一1 0 2 型天津市实验仪器厂 9恒温箱 1 0摇床 l l 恒温水浴锅北京长源试验设备厂 1 2电子天平 a c 2 1 l s德国赛多利斯集团 s a r t o r i u s 2 3 实验方法 实验采用不同的介质，分别为f e 2 ( s 0 4 ) 3 ，f e c l 3 和氧化亚铁硫杆菌。让反应 液在不同条件下进行反应。实验采用水浴法。将方铅矿的矿样和反应溶液装入三 角瓶中，瓶口用纱布封口，既保证溶液不受污染，又使反应溶液内外压保持一致。 每个实验中反应溶液为4 个不同浓度的相同溶液，分别放入0 1 9 方铅矿矿样。实 验中每隔一段时间取出反应液5 m l ，用原子吸收仪分析其中铅离子的含量。在试 验结束后，将溶液与剩余矿样分离，对分离的溶液采用e d t a 容量法分析f e 3 + 的 浓度。 本文共作了8 组3 0 个实验，具体实验方案如下： 1 ) 5 0 0 c 、p h = 2 条件不同f e 2 ( s 0 4 ) 3 浓度下方铅矿氧化。 2 ) 2 5 。c 、p h = 2 条件不同f 0 2 ( s o d 3 浓度下方铅矿氧化。 3 ) 5 0 0 c 、p h = 2 条件不同f e c l 3 浓度下方铅矿氧化。 4 ) 2 5 0 c 、p s = 2 不同f e c l 3 浓度下方铅矿氧化。 5 12 5 0 c 不同p h 值氧化亚铁硫杆菌条件下方锻矿氧化。 6 ) 2 5 0 c 不同p h 值条件下l o o m g af e c b 溶液中方铅矿的氧化。 7 ) 2 5 0 c 不同p h 值条件下1 0 0 r a mf e c l 3 + o 0 1 9 黄铁矿溶液中方铅矿的氧 化。 7 8 12 5 。c 、p h = 2 不同浓度f e c h + o 0 1 9 黄铁矿溶液中方铅矿的氧化。 2 4 实验结果 实验1 ：5 0 。c 、p r i = 2 条件不同f e 2 ( s 0 4 ) 3 浓度下方铅矿氧化 溶液p h = 2 ，浓度分别为l o o m g a ，2 0 0 m g , q ，3 0 0 r a g 1 ，4 0 0 匿n 鲈，实验分剐 用实验( 3 4 1 ，g 4 2 ，g 4 - 3 ，( 4 - 4 表示。 实验结果见表2 2 ，图2 1 表2 25 0 c 、p h = 2 不同f e z ( s 0 4 ) s 浓度下方铅矿氧化实验结果 实验编号g 1 - lg 1 2g 1 3g 1 4 介质浓度l o o m g n 2 0 0 m g i4 0 0 n l g l6 0 0 m 鲫 时间( 天) p b 2 + f m g 1 ) l0 8 咖1 01 7 3 5 01 2 3 1 0 1 2 3 1 0 22 1 2 0 42 6 0 0 02 5 0 0 01 9 2 7 7 33 0 7 6 93 2 8 2 13 4 6 9 1 92 4 6 1 5 43 舢 3 7 咖 4 o 0 0 0 3 0 0 0 0 5 4 2 0 0 04 猢 4 3 0 7 73 2 0 0 0 64 4 1 ) 0 04 2 2 0 04 4 1 0 33 8 5 5 4 74 7 2 2 9 4 2 5 6 8 4 5 2 1 0 4 0 4 8 2 84 8 8 3 1 4 3 1 0 54 3 1 0 54 1 5 5 8 9 5 0 1 2 44 3 2 8 74 3 2 8 74 1 5 5 8 1 05 0 7 3 14 3 7 6 24 6 0 3 2 4 1 5 9 2 1 1 5 1 8 3 04 3 9 4 3 4 6 3 8 74 1 6 4 4 1 25 1 8 3 0 4 3 9 4 34 6 8 5 24 1 6 9 0 1 3 5 0 7 4 4 1 3 34 7 1 2 34 1 6 9 0 1 45 3 6 4 74 4 ：2 3 54 7 1 2 5 4 1 9 2 6 1 55 6 4 7 04 4 2 3 54 7 1 2 5 4 2 3 5 2 s o , f e i n t ) 0 0 9 10 1 2 5 0 1 2 60 1 5 2 f e 3 + ( r a g 1 ) 1 6 5 22 8 3 9 5 6 0 8 37 2 4 6 注：f e 3 + 的浓度为试验结束后溶液中f e “浓度( m g 1 ) ：s 0 4 2 - 的浓度为实验结束后溶 液中s 0 4 。浓度( m 鲥) 8 根据实验数据做实验g 1m p b 2 + 一t 曲线图 图2 15 0 。c 、p h = 2 不同f e z ( s 0 4 ) 3 浓度下方铅矿氧化实验结果图 实验2 ：2 5 0 c 、p h f f i 2 条件不同f e 2 ( s 0 4 ) 3 浓度下方铅矿氧化 溶液p h = 2 ，浓度分别为1 0 0 m g t ，2 0 0 m g l ，3 0 0 m g n ，4 0 0 m e ：，实验分别 用实验g 2 1 ，g 2 2 ，g 2 - 3 ，1 3 2 - 4 表示。 实验结果见表2 3 ，图2 2 表2 , 32 s 。c 、p h = 2 不同f e 2 ( s o ) 3 浓度下方铅矿氧化实验结果 实验编号 g 2 lg 2 - 2g 2 - 3g 2 - 4 介质浓度 t 0 0 m g a2 0 0 m g l4 0 0 m 鲫6 0 0 m g l 时间( 天) p b 2 + ( m g a ) lo 5o 50 50 5 21 1 4 21 1 4 21 1 4 2 1 1 4 2 31 1 4 21 1 4 21 1 4 2 1 1 4 2 41 3 7 10 9 1 40 9 1 40 6 8 6 51 3 7 11 0 2 90 9 1 40 6 8 6 6 1 3 7 11 0 2 9o 9 1 4o 6 8 6 71 3 7 11 0 2 9 0 9 1 40 6 8 6 81 3 7 11 0 2 90 9 1 4 0 6 8 6 91 3 7 11 0 2 90 9 1 4 0 6 8 6 1 01 3 7 11 0 2 90 9 1 4 0 6 8 6 f e 3 + 2 6 1 7 5 65 3 9 z b 61 0 9 5 1 7 31 6 5 1 7 4 2 9 根据实验数据做实验g 2m p b z + - t 曲线图 圈2 22 s 0 c 、p n - - 2 不同f e 2 ( s 0 4 ) 3 浓度下方铅矿氧化图 实验3 ：s 0 0 c 、p l i = 2 条件不同f e c h 浓度下方铅矿氧化 溶液p h = 2 ，浓度分别为1 0 0 m g l ，2 0 0 m 鲫，3 0 0 m g ，l ，4 0 0 m g t ，实验分别 用实验0 3 1 ，g 3 2 ，g 3 - 3 ，g 3 - 4 表示。 实验结果见表2 4 。图2 3 表2 45 0 。c 、p h - - 2 不同f e c h 浓度下方铅矿氧化实验结果 实验编号g 3 - 1g 3 2g 3 3g 3 - 4 介质浓度 l o e m g l2 0 0 m 8 i , t 0 0 m g f i 硼0 m g n 时问( 天) p 矿+ o 咀g m l5 7 1 0 1 0 8 8 6 1 8 8 8 61 9 3 5 7 2 8 0 6 3 1 1 6 7 12 n 6 1 22 0 9 2 5 39 7 8 81 2 7 6 92 2 1 8 02 2 3 3 7 4 1o 5 7 3 1 2 7 6 92 2 3 3 7 2 5 1 6 1 51 2 9 2 51 3 0 8 22 2 9 6 52 6 8 8 6 61 3 7 1 01 3 8 6 72 3 4 3 52 6 8 8 6 71 4 6 5 l1 4 0 ：2 42 3 7 4 92 8 6 1 2 8 1 5 7 4 91 4 0 2 42 3 9 2 5 82 8 9 2 0 91 6 6 9 01 4 4 9 42 4 2 2 03 0 1 8 0 1 01 8 1 0 21 4 4 9 42 5 3 1 8 3 1 5 9 2 l l 1 9 0 4 31 4 4 9 42 5 3 1 83 1 5 9 2 1 22 0 7 6 81 4 4 9 42 5 3 1 8 3 1 5 9 2 f e 3 + ( m 蚋 1 7 鹋5 84 6 0 6 3 38 8 2 4 3 68 7 4 8 2 5 注：f e “的浓度为试验结束后溶液中f 矿浓度( r a g 1 ) 1 0 根据实验数据做实验g 3m p b “t 曲线图 圈2 35 0 。c 、p h = 2 不同n c b 浓度下方铅矿氧化图 实验4 ：2 s d c 、p h = 2 不同f e c b 浓度下方铅矿氧化 溶液p h = 2 ，浓度分别为1 0 0 m 刚，2 0 0 m g ，l ，3 0 0 m 朗，4 0 0 m g l ，实验分别 用实验g 4 1 ，g 4 1 2 ，g 4 - 3 ，g 4 - 4 表示。 实验结果见表2 5 。图2 4 实验编号 g 4 - lg 2g 4 3g 4 - 4 介质浓度 l m 鲫2 0 0 m g i4 0 0 m 鲫6 m 鲫 时间( 天) p b 2 + o 嘲圆 l0 9 2 21 8 4 43 9 1 9 5 5 3 3 2 1 3 8 3 3 6 8 97 1 5 01 7 1 7 6 31 6 2 84 2 5 78 5 1 31 8 7 7 9 4 2 1 2 8 5 日d 89 8 9 1 0 2 2 2 8 5 52 9 4 55 8 3 11 0 3 5 82 3 5 6 7 63 6 7 46 2 9 51 1 9 3 82 4 9 6 3 74 9 3 5 7 0 2 51 3 1 9 4 2 6 7 2 6 85 2 3 48 呦1 5 6 8 23 0 8 0 6 96 5 2 78 7 1 61 6 7 7 63 1 8 0 1 1 0 6 7 2 6 9 7 1 11 7 7 7 13 4 4 8 8 1 l 6 9 2 51 0 1 0 9 1 8 9 6 536 4 7 8 1 26 9 2 51 0 2 8 4 1 9 8 5 03 8 ，6 6 7 1 37 0 2 5l o 7 0 6 2 0 7 5 63 8 6 6 7 1 47 0 2 51 1 0 ( ) 8 2 0 7 5 6 3 8 6 6 7 f e 3 + ( m g a ) 7 6 7 9 43 5 3 2 3 7 8 6 9 21 4 6 6 0 6 注：f e “的浓度为试验结束后溶液中f e “浓度( m 酬) 根据实验数据做实验( 3 4m p b 2 + - t 曲线图 圈2 42 5 。c 、p h = 2 不同f e c l 3 浓度- f t y * 0 y 氧化圈 实验5 ：2 5 。c 不同p h 值氧化亚铁硫杆菌条件下方铅矿氧化 菌种的培养： 本研究中菌种用9 k 培养基培养，培养基成分见表2 6 ： 裒2 6 氧化亚铁硫杆菌培养基成分 成分 0 n a , h s 0 4m g s o , 7 h 2 0c a ( n 0 3 hf e s o ( 7 h 2 0 k c l k 2 h p 0 4 浓度 3 0 9 l0 5 9 l0 0 1 9 l 3 4 鲋 0 1 9 l 0 5 9 l 取1 0 m l 菌种加入1 0 0 0 r a l 9 k 培养基中，p h 为2 ，放入振荡摇床恒温振荡， 温度为3 5 0 c ，振荡培养一个星期。 实验时各取1 0 m l 培养好的氧化亚铁硫杆菌分别加入p h 值为0 5 、1 、2 5 、3 的水溶液中，再分别加入0 1 9 方铅矿样品。实验分别用实验( 3 5 1 、g 5 2 、g 5 - 3 、 g 5 4 表示。 实验结果见表2 7 ，图2 5 。 表2 。72 5 0 c 不同p h 值氧化亚铁硫轷菌条件下方铅矿氧化实验结果 实验编号g 5 1g 5 - 2g 5 - 3g s 4 介质浓度 t 0 0 m g ，l2 0 0 m g t4 0 0 m g i6 0 0 m l 朗 时间( 天) p b ：+ ( m g i ) l0 4 36 8 0 68 ，2 5 97 3 2 5 20 4 57 2 3 91 2 6 8 07 9 8 3 30 t 4 59 8 5 21 6 3 2 71 0 2 5 7 40 4 5 1 3 2 4 62 0 6 6 01 3 8 8 3 s0 4 51 7 2 5 42 4 3 7 2 1 8 2 4 9 6 0 4 52 0 _ 3 8 92 6 1 8 62 1 6 9 2 70 4 52 2 6 4 9 3 0 2 1 22 3 9 5 1 80 4 5 2 4 8 8 33 2 8 8 32 5 6 7 1 90 4 52 5 3 7 2 3 5 6 9 62 6 9 3 5 1 00 4 52 6 7 7 4 3 8 3 3 12 7 6 8 1 l l0 4 5 2 7 8 3 l3 9 2 0 22 9 9 9 3 1 20 4 52 8 6 5 8 3 9 3 0 03 1 2 2 9 1 30 4 52 8 6 5 93 9 3 0 0 3 1 2 3 0 1 40 4 5 2 8 6 5 93 9 3 0 0 3 1 2 3 0 p h 0 4 9o 9 2 1 9 02 6 8 注；p h 值为实验结束后溶液p h 值 根据实验数据做实验g 5m p b 2 + t 曲线图 图2 52 5 0 c 不同p h 值氧化亚铁硫杆菌条件下方铅矿氧化图 1 3 实验6 ：2 5 。c 不同p h 值条件下1 0 0 m g lr e c h 溶液中方铅矿的氧化 介质浓度均为1 0 0 m 酣，p h 值分别为1 、3 、5 。分别用实验g 6 - 1 ，g 6 2 ，g 6 3 表示。 实验结果见表2 8 ，图2 6 。 表2 82 5 。c 不同p h 值条件下1 0 0 m g if e c l 3 溶液中方铅矿的氧化实验结果 实验编号g 6 - lg 6 - 2g 6 3 介质p h 值 1 23 时间( 天) p b 2 + ( t o g a ) 16 8 0 06 5 0 02 8 0 0 21 2 8 0 01 1 5 4 34 6 8 6 31 4 5 1 41 6 2 2 96 0 5 7 41 5 8 8 61 7 8 0 07 7 7 1 51 8 6 2 92 1 7 1 48 0 0 0 62 0 8 0 02 2 5 1 48 3 4 3 7 2 4 5 7 1 2 3 5 4 39 0 2 9 82 5 2 5 72 4 2 2 99 3 7 1 92 8 9 1 42 6 9 7 11 0 5 1 4 1 03 2 7 7 82 9 6 0 01 2 1 1 1 p h 0 7 92 6 03 6 3 f e 3 + ( m g 1 ) 2 8 _ 3 7 2 22 4 2 3 5 11 4 3 2 5 7 注：f e “的浓度为实验结束后溶液中f e 3 + 浓度( r a g 1 ) ，p h 值为实验结束后溶液p h 值。 根据实验数据做实验g 6 b b 2 + - t 曲线图 圈2 6 2 f f c 不同p h 值条件下1 0 0 m 鲫f e c l 3 溶液中方铅矿的氧化图 1 4 实验7 ：2 5 。c 不同p h 值条件下1 0 0 m g lf e c l 3 + 0 0 1 9 黄铁矿溶液中方铅矿 的氧化 介质浓度均为l o o m 酽，p h 值分别为1 、3 、5 。分别用实验g 7 - 1 ，g 7 2 ，g 7 - 3 表示。 实验结果见表2 9 ，图2 7 。 表2 92 5 。c 不同p h 值条件下1 0 0 m g lf e c l 3 + 0 0 1 9 黄铁矿溶液中方铅矿的氧化实验结果 实验编号 g 7 - l g 7 2g 7 - 3 介质p h 值 l23 时间( 天) p 舻+ ( m g d l 4 4 0 03 1 0 01 4 0 0 28 0 0 06 4 0 02 1 7 1 31 0 9 7 17 0 8 62 6 2 9 41 2 6 8 68 8 0 02 8 5 1 5 1 4 6 2 99 1 4 33 2 0 0 61 6 2 2 91 0 5 1 43 5 4 3 71 8 4 0 01 2 2 2 93 7 7 1 82 0 1 1 41 2 5 7 14 0 0 0 92 5 2 5 71 3 9 4 34 3 4 3 1 03 3 7 1 41 5 6 5 75 2 5 7 p h 0 8 32 6 93 7 5 f e 3 +