《基於硫化礦生物浸出的硫形態轉化及遷移機制的研究》是依託中南大學，由夏金蘭擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於硫化礦生物浸出的硫形態轉化及遷移機制的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：夏金蘭
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目主要基於浸礦功能菌/礦物相互作用和對硫的K邊XANES的分析，研究同種能量代謝的功能菌、不同能量代謝的功能菌及不同能量代謝功能菌組合作用下，金屬硫化礦生物浸出過程中浸礦功能菌種群演替、礦物表面和浸出液中硫的形態與轉化及其受環境因素的影響。通過這些研究揭示功能菌種群、硫的分子形態轉化與環境因素之間的關係，闡明硫化礦生物浸出過程的硫形態轉化及遷移機制，為進一步闡明浸礦功能菌生物浸出金屬硫化礦過程中的硫氧化機理提供理論依據，同時為預防硫形態鈍化層的形成，最佳化生物浸出工藝提供理論指導。
結題摘要
本項目主要基於同步輻射技術的硫的K邊XANES的分析，輔以Raman、FT-IR、XRD、循環伏安、掃描電鏡和微生物群落分析，較系統地研究了典型的單一和混合浸礦微生物浸出典型金屬硫化礦過程中含硫中間體或含硫產物（包括次生硫化礦物、元素硫、黃鉀（銨）鐵礬等）的形成、轉化、賦存形式以及對浸出過程的抑制或促進作用，研究了黃銅礦高溫（生物）浸出過程中的（電）化學反應和礦物溶出過程，以及環境因素（包括溫度、pH、礦漿濃度、活性碳和NaCl等）對浸出過程中的主要含硫產物（元素硫和鐵礬類物質）的賦存形式及其作用的影響，分析了浸出過程中微生物數量或群落結構演替、硫的形態轉化與浸出性能間的關係。此外，該項目還基於同步輻射技術的鐵銅K邊XANES及微區顯微分析對硫化礦生物浸出過程及礦物表面微區的鐵銅形態進行了初步研究。所取得的主要成果為: 1. (a)揭示了不同能量代謝特徵的典型單一浸礦微生物浸出金屬硫化礦（黃銅礦，黃鐵礦，閃鋅礦）過程中硫形態轉化途徑，以及含硫中間體或產物對浸出過程的抑制或促進作用；(b)揭示了混合菌浸出黃銅礦過程中群落動態變化、硫形態轉化及其對浸出性能的關係；(c)揭示了典型環境因素(pH, 溫度，礦漿濃度, 活性碳和NaCl等)對黃銅礦高溫生物浸出過程中典型硫形態(元素硫和鐵礬類物質)的賦存形式及其對浸出性能的影響效應; (d) 闡明了黃銅礦高溫生物浸出過程的化學反應機制和礦物溶出過程機制。 2. 發展了基於同步輻射的硫的K-邊，鐵銅的L-邊XANES分析礦物表面硫鐵銅等的化學形態的方法。 3. 將XANES方法與循環伏安、拉曼與FT-IR光譜方法相結合，建立了原位表征微生物-礦物相互作用過程中礦物成分（硫，鐵，銅等）的賦存形態及其轉化的研究方法和體系。 4. 發表SCI文章12篇，EI文章13篇，專利1份；培養博士3名，碩士4名。 這些研究成果為進一步闡明浸礦功能菌生物浸出金屬硫化礦過程中的硫氧化機理提供了理論依據和實驗方法的指導，也為預防硫形態鈍化層的形成，最佳化生物浸出工藝提供了理論和實踐指導。本項目研究為相關人才培養做出了貢獻。
