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辉铜矿第二阶段浸出动力学研究; Study on the second stage of chalcocite leaching
牛晓鹏
Subtype工程硕士
Thesis Advisor阮仁满
2015-05
Degree Grantor中国科学院研究生院
Degree Discipline化学工程
Keyword辉铜矿 柱浸 恒电位 收缩核模型 硫层
Abstract辉铜矿(Cu2S)是最为常见的次生硫化铜矿物,是最重要的铜资源之一。从上世纪80年代迄今,世界上已有20多个次生硫化铜矿生物堆浸矿山运行。近30年的生产实践证明,生物堆浸技术具有成本低、对环境友好等特点,使生物堆浸技术已成为低品位次生硫化铜矿提取的首选工艺。但是目前的辉铜矿生物堆浸实践中仍然存在着铜浸出效率低等突出问题,这与辉铜矿第二阶段速率慢密切相关。第二阶段对温度敏感,活化能高,多数学者认为受化学反应控制,但无法解释工业上堆浸受扩散控制。 本论文以辉铜矿纯矿物为研究对象,采用恒温恒电位柱浸装置模拟生物堆浸,重点研究第二阶段浸出动力学及硫化学。为了满足未反应收缩核模型的要求,浸矿柱内的化学条件尽量保持均匀,这通过采用较薄的矿物层,高浓度的酸性Fe2(SO4)3及较大的喷淋速率来实现,着重考察温度,Fe3+浓度和电位对第二阶段速率的影响。实验结果表明第二阶段速率对温度敏感,大于一定值时,速率与电位和Fe3+浓度几乎无关。根据速率在铜浸出率为70%左右明显降低,第二阶段可分为两个“次级阶段”。第一“次级阶段”(铜浸出率为45-70%)受表面反应控制,第二“次级阶段”(>70%)受内扩散控制,整个第二阶段可以很好地用混合控制模型来描述,这表明第二阶段受表面反应和内扩散混合控制。第二“次级阶段”是第二阶段速率的限制步骤,原因在于S0 层增厚,扩散阻碍不断增强。矿物学结果证实了在第二阶段浸出过程中S0层包裹在CuS周围,同时温度会改变S0层形貌,影响离子扩散速率。根据未反应收缩核模型提出了第二阶段的溶解模型,同时也讨论了实验结果对堆浸的启示。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/20365
Collection研究所(批量导入)
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GB/T 7714
牛晓鹏. 辉铜矿第二阶段浸出动力学研究, Study on the second stage of chalcocite leaching[D]. 中国科学院研究生院,2015.
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