碱性环境中黄铁矿表面反应机理研究

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2014.04.072

黄金科学技术 ›› 2014, Vol. 22 ›› Issue (4): 72-77.doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2014.04.072

碱性环境中黄铁矿表面反应机理研究

许涛^1，2，衷水平^1，2，殷志刚³

1.紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭   364200；
2.低品位难处理黄金资源综合利用国家重点实验室，福建上杭   364200；
3.四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心，四川成都   610000

收稿日期:2013-05-16 修回日期:2014-06-27 出版日期:2014-08-28 发布日期:2014-12-24
作者简介:许涛（1981-），男，湖北仙桃人，工程师，从事矿物材料和工艺矿物学研究工作.xtgreat@163.com
基金资助:
国家“973计划”前期研究专项项目“紧缺资源高效开发关键基础研究”（编号：2012CB724202）资助

Study on Surface Reaction Mechanism of Pyrite in Alkaline Environment

XU Tao^1，2，ZHONG Shuiping^1，2，YIN Zhigang³

1.Zijin Mining Group Co.，Ltd.，Shanghang   364200，Fujian，China；
2.State Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Low-Grade Refractory Gold Ores， Shanghang   364200，Fujian，China；
3.Chengdu Departmental Comprehensive Rock Ore Testing Center，Sichuan Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources，Chengdu   610000，Sichuan，China

Received:2013-05-16 Revised:2014-06-27 Online:2014-08-28 Published:2014-12-24

摘要/Abstract

摘要：

采用SEM、XPS检测手段和前线轨道理论计算，对碱性环境下的黄铁矿表面反应机理进行研究。结果表明，黄铁矿中的S、Fe、Cu原子由晶格跃迁到表面，并氧化形成硫酸盐、氢氧化物、单质S或S8。随着处理时间的增加，黄铁矿表面氧化产物明显增多，在处理4 h后，黄铁矿表面已经完全被氧化。黄铁矿中Cu原子进入晶格后，改变了HOMO轨道中Fe、S原子电子得失能力（反应活性），但对LUMO轨道的原子性质变化影响不大。在氧化过程中，Fe、S原子更易与氧作用，其次为Cu原子。这也可以解释黄铁矿表面先出现铁、硫化合物，之后才发现有铜的产物的现象。

关键词: 黄铁矿, 表面反应机理, XPS, 前线轨道理论, 难处理金矿石

Abstract:

The surface mechanism of pyrite in alkaline environment was investigated by SEM，XPS and frontier orbital theory calculation.The results reveal that S，Fe，Cu atoms of pyrite crystal structure shifted into the surface and were oxidized to sulfate，hydroxide and sulphur.The oxidation products on the surface of pyrite increased with processing time.Pyrite surface was totally oxidized after 4 hours.Cu substitution in pyrite crystal structure changed receiving and losing electron between Fe and S atoms in HOMO orbital.As a result，the oxidation of Fe and S atoms are more easily than Cu atom.That may explain the experimental phenomenon that iron and sulfur compounds first appeared and then copper oxidation products are discovered on the pyrite surface.

Key words: pyrite, surface reaction mechanism, XPS, frontier orbital theory, refractory gold ores

中图分类号:

TD951

许涛，衷水平，殷志刚. 碱性环境中黄铁矿表面反应机理研究[J]. 黄金科学技术, 2014, 22(4): 72-77.

XU Tao，ZHONG Shuiping，YIN Zhigang. Study on Surface Reaction Mechanism of Pyrite in Alkaline Environment[J]. Gold Science and Technology, 2014, 22(4): 72-77.

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