氰化渣典型矿物对氰的吸附(3)
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【摘要】图5 Langmuir吸附等温线Fig.5 Langmuir adsorption isotherm 结果表明:(1)Freundlich和Langmuir等温吸附方程拟合矿物对氰的吸附均有较高的相关性,黄铁矿、硅酸盐矿
图5 Langmuir吸附等温线Fig.5 Langmuir adsorption isotherm
结果表明:(1)Freundlich和Langmuir等温吸附方程拟合矿物对氰的吸附均有较高的相关性,黄铁矿、硅酸盐矿物混合物和模拟氰化渣吸附氰的Freundlich相关系数R2分别为0.952、0.851和0.964,黄铁矿、硅酸盐矿物混合物和模拟氰化渣吸附氰的Langmuir相关系数 R2分别为 0.996、0.999和 0.995,Freundlich和Langmuir等温吸附均达到显著相关水平;(2)对硅酸盐矿物混合物和模拟氰化渣而言,Langmuir相关系数大于相应的Freundlich相关系数,所以Langmuir等温式能更好地描述该矿物对氰的吸附;(3)根据Langmuir等温式,黄铁矿对氰的饱和吸附量约为13.89 mg/g,硅酸盐矿物混合物对氰的饱和吸附量约为1.09 mg/g,模拟氰化渣对氰的饱和吸附量约为6.89 mg/g。
上述内容研究了几种典型矿物及其复合矿对氰的吸附,事实上,氰化渣的原矿矿物组成不是固定不变的,不同来源的矿物种类和含量各不相同,对氰的吸附能力也不同,所以氰化渣矿物对氰的吸附能力除与矿物种类、组成有关外,还与各矿物相的百分含量密切相关。
为了阐述不同矿物组成上的变化对氰吸附的影响,分析矿物组成比例不同的模拟氰化渣矿对氰的吸附,开展了矿物含量变化对吸附的影响规律研究,方案及结果如表4所示。
分析表4实验数据可知:模拟氰化渣对氰的饱和吸附量不是各组分矿物吸附值的简单累加,在氰化渣矿物体系中,存在各矿物之间的交互影响、协同作用,共同促进氰在尾渣矿物中的吸附。
将表4中实验数据用相关软件进行多元回归拟合,可得到如式(5)所示的二次多项式回归方程,根据该计算公式,可求得不同矿物组成的任意氰化渣对氰化物的吸附量计算公式。
表4 不同组成的氰化渣相似尾矿对CN-的吸附Table 4 CN-adsorption capacity of cyanide tailing with different /%(mass)Pyrite Silicate mixture Quartz qm(SC)/(mg/g)100 0 55 60 60 65 50 50 50 0 0 100 40 30 25 20 30 25 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 0 0 5 1 0 15 15 20 25 30 100 0.02 1.09 3.67 4.40 6.12 5.80 6.39 7.49 8.46 13.89
式中,wP、wA和wQ分别为氰化渣中黄铁矿、硅酸盐矿物混合物和石英的质量分数。
为进一步验证回归方程的有效性,任意选取了另外三组没有参与上述数据拟合的模拟氰化渣矿物组成数据进行实验,矿物组成比例、吸附实测值和吸附计算值如表5所示。
表5 数学模型的验证Table 5 Verification of mathematical 12 13 Composition/%(mass)Pyrite 10 30 50 Silicate mixture 20 30 10 Quartz 70 40 30 qm(SC)/(mg/g)Calculated value 4.62 7.54 10.78 Measured value 4.59 7.92 11.03
图6显示了由回归方程的计算结果值与实验实测的测量值的比较。由图6可以看出,计算值与测量值高度吻合。因此,进一步验证了回归方程式(5)的科学性,可以用来估算任意矿物组成的氰化渣对氰的吸附能力。
2.3 氰化物吸附的红外分析
研究固体颗粒表面分子吸附态的结构信息,常采用红外光谱分析法。图7~图9分别显示了硅酸盐矿物混合物、黄铁矿和模拟氰化渣在吸附CN-前后的FT-IR光谱。对三种矿物而言,CN-吸附后,在波数2076 cm-1处出现显著特征峰,这是CN-的典型吸附峰,意味着CN-被吸附在矿物表面。
图6 吸附量的计算值与实测值的比较Fig.6 Comparison of calculated values with measured values of qm
图7 硅酸盐矿物混合物吸附CN-前后的FT-IR谱图Fig.7 FT-IR spectra of silicate mixture before and after CN-adsorption
图8 黄铁矿吸附CN-前后的FT-IR谱图Fig.8 FT-IR spectra of pyrite before and after CN-adsorption
由图8还可以看出,吸附CN-后,在波数2930 cm-1和830 cm-1处,黄铁矿的红外吸收峰出现消失和减弱,这表明在吸附CN-后,黄铁矿的氧化产物发生了显著变化,生成了其他新的物质,使得CN-在矿物表面产生多种吸附态。文献[22]通过相关检测和分析确定了黄铁矿和CN-之间存在的复杂反应以及生成的新物质。
图9 模拟氰化渣吸附CN-前后的FT-IR谱图Fig.9 FT-IR spectra of synthetic cyanide tailing before and after CN-adsorption
通过分析图9中CN-的吸收峰和对应的透光率数值,可以看出,模拟氰化渣矿物对CN-能产生强力吸附。在吸附CN-后,模拟氰化渣矿物在波数3000 cm-1处的吸附峰明显加强,在2700 cm-1附近有小峰,并且在980 cm-1处存在强且宽的弯曲吸收峰,推断是由于伸缩振动和变形振动的倍频及组合频引起形成OH键。说明模拟氰化渣矿物中生成了含OH键的羟基无机质复合凝胶体,该凝胶体由于具有较大比表面积和电极性,有利于促进氰化渣对CN-的吸附。
3 结 论 文章来源:《矿物学报》 网址: http://www.kwxbzz.cn/qikandaodu/2020/1114/385.html 上一篇:钒铅矿:洗尽铅华成新宠
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