三乙烯四胺二硫代氨基甲酸钠对黄铜矿氧化的影响

蔡长江; 卢桂宁; 廖长君; 陈梅芹; 党 志

文章摘要

蔡长江,卢桂宁,廖长君,陈梅芹,党志.三乙烯四胺二硫代氨基甲酸钠对黄铜矿氧化的影响[J].农业环境科学学报,2014,33(6):1210-1217.

三乙烯四胺二硫代氨基甲酸钠对黄铜矿氧化的影响

Impact of Coating Agent Sodium Triethylenetetramine Bisdithiocarbamate on Oxidation of Chalcopyrite

DOI：10.11654/jaes.2014.06.023

中文关键词: 酸性矿山废水黄铜矿钝化剂氧化

英文关键词: acid mine drainage（AMD） chalcopyrite passivation oxidation

基金项目:

作者	单位
蔡长江	华南理工大学环境与能源学院/工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室，广州 510006
卢桂宁	华南理工大学环境与能源学院/工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室，广州 510006
廖长君	华南理工大学环境与能源学院/工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室，广州 510006
陈梅芹	华南理工大学环境与能源学院/工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室，广州 510006
党志	华南理工大学环境与能源学院/工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室，广州 510006

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中文摘要:

酸性矿山废水（AMD）的形成对环境造成严重危害，而从源头上控制其产生是一项重要的处理措施。本研究利用课题组前期研制的钝化剂三乙烯四胺二硫代氨基甲酸钠（DTC-TETA）对常见硫化矿物黄铜矿进行处理后，通过不同体系的摇瓶实验比较，研究该钝化剂对黄铜矿的化学氧化和生物氧化过程的影响，并利用SEM、XRD和XPS对黄铜矿进行分析，探讨钝化剂的作用机制。结果表明，钝化剂处理过的黄铜矿经过20 d的化学、生物氧化后，产生的铜离子浓度分别是其相应对照的17%和48%，说明钝化剂能有效抑制黄铜矿的氧化速率。SEM结果表明，黄铜矿表面在钝化剂处理后，经过氧化受到的侵蚀明显减少，这是由于钝化剂在黄铜矿表面形成包膜有效隔绝氧化剂和细菌对黄铜矿的接触。样品的XRD和XPS分析结果说明了经钝化剂处理过的黄铜矿在氧化过程中可形成一些产物，但这没有改变黄铜矿的氧化进程。因此，黄铜矿经钝化剂DTC-TETA处理后其氧化速率受到抑制，表明表面钝化法是一项处理硫化物矿物避免产生AMD造成危害的可行技术，这对于从源头上控制AMD具有重要意义。

英文摘要:

Acid mine drainage（AMD） has been recognized as one of the most serious long-term environmental problems associated with mining. The oxidation of sulfide-rich tailing is the source of AMD. Therefore source control of AMD is regarded as a most effective way to prevent its environmental impact. In this study, a coating agent, sodium triethylenetetramine bisdithiocarbamate（DTC-TETA）, was explored to minimize the oxidation of chalcopyrite. Scanning electron microscope（SEM）, X-ray diffraction（XRD） and X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） were used to examine the mechanisms of chalcopyrite oxidation inhibition by the agent. The coating effectively decreased the oxidation rate of chalcopyrite during 20 day of experiment. The concentrations of copper ion in chemical and biological oxidation systems treated with the coating agent were only 17% and 48% of the corresponding controls. Compared to uncoated one, the surface corrosion of the chalcopyrite coated with DTC-TETA was significantly reduced, indicating that the passivation film on chalcopyrite indeed isolated the contact of oxidants and bacteria. In addition, XRD and XPS analyses showed that new secondary minerals formed during the oxidation of the chalcopyrite, but they did not affect the oxidation process. Our results show that use of coating agent is an effective option to reduce the rates of chalcopyrite oxidation, which is of great significance for controlling AMD from the sources.

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