硅酸盐水泥与铁矾渣反应产物研究

研究了铁矾渣与石灰和水泥的反应产物,并研究了水泥对重金属离子的固化能力。研究发现石灰加入量为10%时,铁矾渣完全分解。水泥也可将铁矾渣分解,分解产物也为氧化铁和石膏。用水泥对铁矾渣进行固化处理,固化体的浸出毒性符合国家标准要求。     

硫酸盐还原菌及异化铁还原菌对 黄钾铁矾还原作用的对比

选取酸性矿坑水环境中常见的次生含铁硫酸盐矿物———黄钾铁矾[KFe3(SO4)2(OH)6]为研究对象,用硫酸盐还原菌 Desulfovibriovulgaris 和异化铁还原菌Shewanellaputrefaciens CN32对其进行还原实验,探讨作为重金属治理潜在材料的 黄钾铁矾的微生物稳定性.实验采用非增长型培养基,在中性、厌氧、30℃的条件下进行.采用湿化学方法测量水溶液及还原产 生的总Fe2+ ,利用X射线衍射(X-raydiffraction,简称XRD)来分析反应后残余固体物质的矿物组成,用扫描电镜(scanning electronicmicroscopy,简称SEM)观察固体残余物的形貌特征.结果表明,没有微生物的参与,黄钾铁矾的稳定性较好.异化铁 还原菌S.putrefaciens CN32和硫酸还原菌D .vulgaris 在营养极其匮乏的中性厌氧条件下均能还原黄钾铁矾晶格中的 Fe3+ ,显示出黄钾铁矾被微生物还原的可能性.S.putrefaciens CN32还原黄钾铁矾晶格中Fe3+ 的最大还原速率和最终Fe3+ 还原率分别为0.001mmol·L-1·h-1和0.37%.与S.putrefaciens CN32不同,D .vulgaris 对黄钾铁矾的还原能力较强,不 含有电子穿梭体(Anthraquinone-2,6-disulfonate,简称AQDS)的实验体系中Fe3+ 的最大还原速率和最终Fe3+ 还原率分别为 0.017mmol·L-1·h-1和16.80%,而添加了AQDS的实验体系的则分别达到了0.026mmol·L-1·h-1和24.30%,这可能与 黄钾铁矾中含有SO42- 有关.D .vulgaris 优先还原黄钾铁矾晶格中的SO42- 产生的H2S是强还原剂,也可促进Fe3+ 的还原, 微生物以及H2S的双重作用可能是导致D .vulgaris 体系中Fe3+ 还原率较高的原因.XRD分析表明,黄钾铁矾经过S.putrefaciens CN32的作用,物相没有发生变化;而经过D .vulgaris 作用后,黄钾铁矾的特征峰消失,固相残余物中出现了菱铁 矿(FeCO3)、蓝铁矿[Fe3(PO4)2·8H2O]等次生矿物.由于培养基中没有添加任何的磷酸盐,因此蓝铁矿的出现可能是由于培 养基中添加的少量酵母浸膏降解后产生的磷酸根与D .vulgaris 还原黄钾铁矾产生的Fe2+ 相互作用的结果.这些认识对深入 理解地球表层铁的生物地球化学循环具有重要意义,为矿山环境重金属的污染治理提供了实验依据.      

A method for the quantification of bacterial protein in the presence of Jarosite

A variation on Peterson's modification of the Lowry method for microbial protein determination was developed in which 10% (w/v) oxalic acid was used to remove jarosite. This allowed the quantification of Thiobacillus ferrooxidans entrapped in solid jarosite or in aqueous suspensions containing jarosite. The quantity of protein measured was not affected by the amount of jarosite in the culture, the concentration of oxalic acid, or the time of exposure (up to 72 h) of the sample to oxalic acid. An application of this method was demonstrated in the quantification of biomass immobilized in jarosite on the surface of polystyrene beads in an inverse fluidized bed bioreactor used for the rapid microbial oxidation of ferrous iron.     

黄钾铁矾的生成机理及其对嗜酸氧化亚铁硫杆菌有重要作用的离子的影响(英文)

黄钾铁矾的生成对Sarcheshmeh生物堆浸硫化铜矿有不利影响。实验研究了在嗜酸氧化亚铁硫杆菌存在的情况下,生长介质中Fe(II)的初始浓度、pH及温度影响黄钾铁矾沉淀形成的机理。产生最多Fe(III)沉淀的条件为:硫酸亚铁浓度50 g/L、初始pH 2.2、温度32°C。Fe(III)沉淀的生成影响了对嗜酸氧化亚铁硫杆菌有重要作用的离子的浓度,比如:Fe3+、SO 2?4、K+、PO 3?4、Mg2+。对于Fe3+和K+,他们有相似的模式,这些离子共沉淀而形成黄钾铁矾的组分。在pH高于1.6时,由于PO 3?4与黄钾铁矾共沉淀以及嗜酸氧化亚铁硫杆菌较快的生长速度而导致合PO 3?4的化合物的溶解度急剧降低。在生物堆浸的初期,由于脉石的溶解,Mg2+浓度增大,随后缓慢降低。     

极端环境对铁矾渣水泥固化体的影响

在硅酸盐水泥中加入铁矾渣制备成固化体,在温度为50℃、湿度为100%、时间为56 d的常规条件下养护,研究了铁矾渣加入量对固化体强度、物相和微观结构的影响;将常规条件养护后的试样,在200℃、1.56 MPa的水热极端环境养护,研究极端环境对固化体结构、微观形貌和强度的影响.研究发现,在常规条件养护后的固化体,物相主要为水硅钙石、水化铝酸钙和水化硅酸钙;铁矾渣掺量增加,固化体中石膏含量增加,固化体结构疏松、强度下降.经极端环境处理后,固化体的主要物相为硅铝酸钙和硅酸钙;固化体中的物相结晶度增加,石膏相脱水,固化体结构疏松、强度下降,铁矾渣的最大加入量为60%.     

外加剂对水泥固化铁矾渣性能的影响

在硅酸盐水泥熟料中加入铁矾渣,制备成胶凝材料.分别以粉煤灰沸石、硫化钠和粉煤灰为外加剂,研究其对水泥固化体强度和浸出毒性的影响.在胶凝材料中铁矾渣加入量为60%时,加入沸石、硫化钠为稳定剂,均可提高重金属离子的稳定性,不同固化体的浸出毒性值均低于国家标准.在胶凝材料中加入粉煤灰,粉煤灰掺量增加,固化体强度下降,不同固化体的浸出毒性值也均低于国家标准.     

铬掺杂黄钾铁矾微球的制备及OER性能研究

采用水热合成法制备出不同微观形貌的铬掺杂黄钾铁矾纳米球(KFe3-xCrx(SO4)2(OH)6)。利用XRD、SEM、FTIR和Raman对催化剂的微观结构及物理化学性质进行了表征,使用电化学工作站对样品进行电催化析氧性能(OER)测试。结果表明,Cr3+取代部分Fe3+的位置,随着摩尔比n(Fe3+/Cr3+)的提高,黄钾铁钒由不规则的纳米颗粒转变成尺寸均一的纳米球。当n(Fe3+/Cr3+)=2时,合成的KFe2Cr1(SO4)2(OH)6表面光滑、直径约为450~550 nm。当电流密度为10 mA/cm2时,过电位为362 mV,塔菲尔斜率为73 mV dec-1;恒电位测试20 h后电压无明显变化,基本趋于稳定。说明KFe2Cr1(SO4)2(OH)6微球表现出良好的OER催化活性和稳定性,为黄钾铁矾的应用提供了新的方向。     

常规两段浸出法提高锌焙烧矿中铜回收率的研究

分析了不同湿法炼锌工艺锌焙烧矿中回收铜的工艺,发现各工艺都存在不同的工艺缺点。借鉴国内锌冶炼企业开展的常规两段浸出法提高铜回收率的生产经验,进行了锌焙烧矿中铜、铁、硅的浸出机理研究,并且根据该机理提出了常规两段浸出法的改进工艺流程,按照该工艺流程开展了试验研究,将铜的回收率提高到了76.41%。     

两株不同铁氧化细菌合成的沉淀差异性分析

通过ICP-AES、SEM、XRD和FTIR等方法，对不同铁氧化细菌在不同温度条件下所合成的赭黄色高铁沉淀进行了分析。结果表明：无论是嗜铁钩端螺旋菌DY菌株（Leptospirillum ferriphium），还是嗜酸氧化亚铁硫杆菌GF菌株（Acidithiobacillus ferrooxidans）合成的沉淀都是黄钾铁矾和黄铵铁矾的混合物；其中，GF合成的沉淀混合物中黄钾铁矾的含量比DY合成的黄钾铁矾约高出5．53％；而DY合成的沉淀中，黄铵铁矾的含量比GF合成的沉淀中的黄铵铁矾的含量约高出15．24％。     

稀盐酸中锰结核还原浸出溶液净化除铁

针对酸性氯化物中黄铁矿还原浸出锰结核的溶液成分特点，选择黄钠铁矾法进行了沉淀分离铁的研究。结果表明温度和晶种以及溶液ｐＨ值是影响铁矾沉淀的重要因素。在ｐＨ２．０左右，溶液温度高于９０℃，足量晶种加入的情形下，１５０ｍｉｎ后可将溶液中的铁含量降至０．１ｇ／Ｌ。沉矾过程的表观活化能为９４．６６ｋＪ／ｍｏｌ。黄铁矿氧化生成的硫酸根随铁一同沉淀，从而消除了ＳＯ２－４在氯化物体系中的积累。