辉铜矿的浸出.ppt

硫化铜矿的细菌浸出Microbio-(1)常见的硫化矿 矿物分子式 Cu% 晶型黄铜矿 CuFeS2 正方辉铜矿 Cu2S 斜方斑铜矿 Cu5FeS4 正方铜蓝 CuS 六方黝铜矿(Cu,Fe)12Sb4S12 等轴***黝铜矿 等轴银黝铜矿 ()12(As2Sb)4S13 - 等轴方铜矿 CuFe2S3 斜方硫***铜矿 斜方硫铜钴矿 Cu(Co,Ni)2S4 - 等轴(2)各种硫化铜矿的浸出效果Microbio-hydrometallurgy就铜矿而言,中温细菌浸出时,各种硫化铜矿的浸出效果:辉铜矿>斑铜矿>方黄铜矿>铜蓝矿>黄铜矿 细菌浸出中辉铜矿最易,黄铜矿最难。总之这些都是试验而得出的,只是经验的总结。-hydrometallurgy(一)辉铜矿的浸出(1)浸出步骤第一步Cu2S+Fe2(SO)3→CuSO4+CuS+2FeSO4 (1)第二步 CuS+Fe2(SO)3→CuSO4+2FeSO4+S0 (2)(2)Cu2S和CuS之间存在一系列中间产物但在辉铜矿浸铜的电化学研究中证实,在Cu2S和CuS之间存在一系列中间产物,其中一些具有稳定的组成和固定的氧化还原电位,如果辉铜矿在浸出过程中的变化过程与这些电化学研究一致,则方程式(1)的产物应该是Cu2-xS而不是CuS,其浸出速率常数也应该是一个随浸出程度而变化的量。Microbio-hydrometallurgy铜的硫化物有一个固溶体区间中间产物组成为Cu1+xS,x=0~1,成分介于辉铜矿和铜蓝之间,为蓝辉铜矿,组成及在25℃时的标准生成自由能见表1。 由表1可见,在辉铜矿氧化浸出过程中,随着铜离子的不断浸出,会形成类似于铜硫固溶体的固相产物,其铜硫比逐渐降低,直到最后生成铜蓝。Microbio-hydrometallurgy(3)固体产物始终是P-型半导体在从辉铜矿到铜蓝的转化过程中,固体产物始终是P-型半导体,。辉铜矿的导带由铜的4s轨道演化而来,而价带是从硫的3p能级导出。辉铜矿的离子模型为:(Cu+)2S2-;对于缺铜的辉铜矿Cu2-xS,其离子模型为:(Cu+)2-x(Cu2+)xS2-。在能带模型中,每失去一个Cu,就有一个空穴产生。Cu+的离子淌度为2~102cm·V-1·s-1,这样高的离子淌度使辉铜矿内Cu+的迁移和不同铜硫比产物的形成更容易。Microbio-hydrometallurgy(二)黄铜矿的浸出(1)黄铜矿的溶解机理黄铜矿细菌氧化的可能先后顺序:CuFeS2→Cu9Fe9S16→CuFeS1-x→CuS2→Cu9S5→Cu2S→CuS→CuO(CuCl、CuCl、Cu2OCl2)→Cu3SO4(OH)4→CuSO4。这些中间矿物基本是按铜浸出率的高低,即氧化程度的高低,先后被细菌转化成主矿物;而且黄铜矿一旦开始被氧化,后继反应一步步接着产生。Microbio-hydrometallurgy(2)Fe(Ⅲ),Cu(Ⅱ)等对细菌浸出的影响直接间接作用争议的核心是细菌与Fe(Ⅲ)的功能地位,显然,细菌的作用是首位的,在黄铜矿浸出体系,缺少细菌,浸出是十分缓慢而短暂的,即使是Fe(Ⅲ)浸出,也需要细菌反复再生。吸附菌体通过多糖层的Fe(Ⅲ)对矿物起作用,它与溶液中Fe(Ⅲ)直接对矿物起作用,效果完全不一样。由于矿石的复杂性及细菌的多样性,细菌作用也就变得复杂多样,直接或间接作用的试验设计往往不具有系统性,所得结论既难真实,又不能一概而论。若将Fe(Ⅲ)视为细菌浸出的影响离子来研究,换一角度可能会更接近工艺实践。Microbio-hydrometallurgy(3)表面固态产物膜Microbio-hydrometallurgy各种硫化矿中黄铜矿是最难浸出的,其原因在于其表面随反应的进行生成了固态产物层覆盖于矿物表面从而阻碍了反应的进一步进行。对表面固态产物膜有三种不同的观点:a)铁矾层:由于浸出液中有大量的SO42+和Fe3+存在,随反应的进行pH会升高,因此有可能在矿粒表面形成致密Fe2(SO4)3的盐层使反应难以进行;b)元素硫层:在反应过程中有大量的元素硫生成,覆盖在矿粒表面,阻碍反应进行;c)蓝铜层:在酸性条件下,矿粒表面会形成蓝色的硫化物CuS或Cu1-xS的薄层,也会阻碍反应进行;