含砷金矿生物预氧化提金基础研究

生物预氧化－氰化浸金法处理含砷金矿由于其金回收率高、成本低、无环境污染而越来越得到重视。但其周期长，加之某些重要环节的机理还未完全查清，影响了生物预氧化法的大规模工业应用。本文运用电化学方法研究了砷黄铁矿在无菌和有菌体系下氧化的行为及腐蚀机理；在此基础上进行了生物氧化As(Ⅲ)和砷黄铁矿动力学的研究；并以含砷锑金精矿为对象，详细研究了生物预氧化－氰化浸出法提金过程。 研究发现砷黄铁矿在酸性溶液中，在0.2～0.3V处被氧化为二硫化二砷，覆盖于电极表面，使电极表面发生钝化；随着电位的继续升高，二硫化二砷被氧化生成亚砷酸，在0.8v以上，亚砷酸被氧化为砷酸，揭示了砷黄铁矿在酸性溶液中氧化的机理。添加细菌降低了砷黄铁矿氧化的腐蚀电位，电极表面钝化现象消失，证明细菌直接作用于矿物表面。在有菌外加三价铁体系中生物氧化的机理与酸性体系下的比较没发生变化，钝化物膜为二硫化二砷，揭示了生物氧化钝化的机理；腐蚀速度的大幅提高证实在三价铁存在时砷黄铁矿的生物氧化主要为铁离子的化学氧化作用。实际含砷金矿生物氧化体系矿浆电位为0.5v左右，避免了二硫化二砷钝化膜的生成，但溶液中砷主要以As(Ⅲ)的形态存在，影响细菌的活性，从而影响砷黄铁矿的氧化；Fe(Ⅲ)离子优先氧化比较活泼的砷黄铁矿而非As(Ⅲ)。本文的研究为含砷难处理矿的生物预氧化－氰化浸出提供了理论和技术上的指导。