基于光谱分析的砷黄铁矿生物浸出过程中铁/砷/硫形态转化研究

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	基于光谱分析的砷黄铁矿生物浸出过程中铁/砷/硫形态转化研究
	陈红瑞 ; 张多瑞 ; 聂珍媛 ; 郑雷 ; 张丽丽 ; 杨洪英 ; 夏金兰
刊名	光谱学与光谱分析
	2020
卷号	40 期号:03 页码:934-940
关键词	X射线吸收边装置光谱砷黄铁矿嗜热硫氧化硫化杆菌生物浸出形态转化
文献子类	期刊论文
英文摘要	基于同步辐射装置的As/S的K边及Fe的L边X射线吸收近边结构光谱(XANES)和X射线衍射(SR-XRD),结合扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)及各项浸出参数的测定,系统研究了(中度嗜热菌、嗜热硫化杆菌)浸出砷黄铁矿过程中铁、砷、硫的形态转化。结果表明,在生物作用下,砷黄铁矿的溶解速率明显高于化学浸出体系,伴随矿物溶解释放到溶液中的砷和铁在生物浸出体系中主要为As(Ⅴ)和Fe~(3+),而在无菌化学浸出体系则主要为As(Ⅲ)和Fe~(2+);细菌胞外多聚物(EPS)在细菌与硫化矿物的相互作用过程中起着至关重要的作用, FTIR的结果表明,生物浸出体系中吸附在矿物表面的吸附菌的EPS中蛋白质和多糖的含量均高于游离菌EPS; SEM的结果表明,砷黄铁矿表面在生物浸出过程中逐渐被腐蚀,且有浸出产物覆盖,而化学浸出10 d后,矿物表面依旧比较光滑; SR-XRD的结果表明,元素硫(S~0)、黄钾铁矾和砷酸铁在生物浸出第4 d生成,并随时间延长逐渐累积,最终成为浸出渣中的主要成分。Fe的L边XANES结果表明,在细菌作用下矿物表面逐渐被Fe(Ⅲ)浸出产物覆盖; As的K边XANES结果表明,浸出渣中砷的价态包括As(-Ⅰ), As(Ⅲ)和As(Ⅴ),拟合结果表明,经过10 d的生物浸出,砷黄铁矿、雌黄(As_2S_3)和砷酸铁在矿渣中所占的比例分别为18.6%, 23.5%和57.9%,化学浸出10 d后,矿渣中除未溶解的砷黄铁矿外,仅有少量砷酸铁(6.2%)形成; S的K边XANES拟合结果表明,经过10 d的生物浸出,砷黄铁矿、 S~0、硫代硫酸盐、施氏矿物和黄钾铁矾在矿渣中所占的比例分别为15.3%, 23.7%, 3.5%, 11.3%和46.2%,而在化学浸出10 d后的矿渣中,仅拟合到少量S~0(7.8%)。基于上述结果可以得出,铁、砷、硫在砷黄铁矿生物作用下的形态转化过程分别为:Fe(Ⅱ)-Fe(Ⅲ), As(-Ⅰ)-As(Ⅲ)-As(Ⅴ), S~-→S~0→S_2O■→SO■。结合溶液中的浸出参数发现,随着S~0、黄钾铁矾、砷酸铁和雌黄的大量累积,砷黄铁矿的生物浸出严重受阻。硫代硫酸盐的生成表明砷黄铁矿的溶解途径与黄铁矿相似。
语种	中文
CSCD记录号	CSCD:6705653
内容类型	期刊论文
源URL	[http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/32593]
专题	上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2011-2017年
作者单位	1.中国科学院上海应用物理研究所上海光源; 2.生物冶金教育部重点实验室中南大学资源加工与生物工程学院; 3.中国科学院北京高能物理研究所北京同步辐射装置; 4.东北大学材料与冶金学院
推荐引用方式 GB/T 7714	陈红瑞,张多瑞,聂珍媛,等. 基于光谱分析的砷黄铁矿生物浸出过程中铁/砷/硫形态转化研究[J]. 光谱学与光谱分析,2020,40(03):934-940.
APA	陈红瑞.,张多瑞.,聂珍媛.,郑雷.,张丽丽.,...&夏金兰.(2020).基于光谱分析的砷黄铁矿生物浸出过程中铁/砷/硫形态转化研究.光谱学与光谱分析,40(03),934-940.
MLA	陈红瑞,et al."基于光谱分析的砷黄铁矿生物浸出过程中铁/砷/硫形态转化研究".光谱学与光谱分析 40.03(2020):934-940.