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金属硫化物矿物之间的原电池反应对于酸性矿山排水的形成、硫化物矿床的次生富集作用、地球电化学勘探以及湿法冶金过程等都有很重要的影响。通过改变溶液中氧化剂组分F e3 的浓度、pH值、溶液的流动状况以及溶液的盐度(如N a2SO4的浓度),采用精密的电流计和电位计,对作为阳极的黄铁矿与作为阴极的方铅矿所形成的原电池反应的电流密度和整个原电池的混合电位进行研究,结果表明:溶液中[F e3 ],pH值以及溶液的流动状况对黄铁矿和方铅矿之间原电池反应的影响很大,而溶液的盐度对反应的影响不是很显著。实验还发现,当黄铁矿电极表面存在微小裂纹时,其电极电位可降低至同条件下方铅矿的电极电位以下。这一实验结果在混合电位理论和Bu tler-V o lm er方程中得到了理论上的解释。 相似文献
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硫化物作为一类重要的常见矿物，目前国内外对其表面矿物学特征研究有限。具体到硫化物固－液界面处的行为机理，前人的研究程度就更低了。笔者自行设计了一个Fe1-xS-Cr^6 原电池，通过实测电动势（E），t-E关系曲线，溶液可见光吸收谱及其λ－A关系曲线，阐明硫化物与Cr^6＋溶液间的界面行为机理。认为其界面行为过程为；硫化物溶解→离子反应（氧化还原）→吸附Cr^3 。该原电池与一般原电池结构不同，其主要差别在于将反应电极和测量电极分开，从而解决电极反应过程中的浓度极化问题，提高了电化学实验的精度。该研究成果有助于揭示矿物－液体相互作用机理，完善和丰富表面矿物学研究内容，深化化界面成矿理论，并对环境治理，矿物材料应用等开发领域具有重要的参考价值。 相似文献
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地壳浅部导电性矿物的一种新的压溶机制：应力原电池过程 总被引：3，自引：0，他引：3
以黄铁矿为例,通过导电性矿物的力学-电化学相互作用实验,得出：导电性矿物的电极电位与弹性轴压应力是较好的负线性相关关系。以此为基础,通过电化学理论分析,得出：地壳浅部与溶液接触的导电性矿物颗粒内部存在各种各样的应力原电池,通过应力原电池过程,压溶作用得以实现。导电性矿物应力原电池引起压涛作用的发现,无疑对诸如构造地球化学、地电化学甚至湿法冶金等领域的有关研究具有重要意义。 相似文献
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采用双电极体系对黄铁矿-黄铜矿组成原电池反应的腐蚀电流密度研究表明,原电池的腐蚀电流密度随体系中氧化性离子(如Fe3+)浓度的增加而增大;随溶液流速的加快而增大.实验结果对矿山环境污染治理有指导意义.结合原电池模型、混合电位理论和Butler-Volmer方程从理论上对实验结果进行了解释. 相似文献
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地球电化学勘查法寻找不同埋深隐伏金矿的研究 总被引：6，自引：0，他引：6
1隐伏金矿金离子晕的形成机制。金矿周围离子晕中的金离子主要来源于金矿的氧化溶解与电化学溶解,埋藏浅的矿体主要是氧化溶解,埋藏较深的矿体则以电化学溶解为主。理论上Au在Au^ 、Au^3 及金络阴离子溶液中的标准电极电位都比较高,但据实验测定,在中性或还原性溶液中的电极电位都低于黄铁矿的稳定电位。自然界中金多赋存于黄铁矿为主的硫化矿物中, 相似文献
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金属硫化矿自然电场形成机理的探讨 总被引：2，自引：0，他引：2
用自然电场法寻找金属硫化矿,在有利条件下能取得良好地质效果.关于自然电场形成的机理问题,迄今还研究得不够清楚.本文根据矿物的电极电位、矿物的共生组合以及矿体分带现象,讨论了金属硫化矿自然电场形成的原因.矿体不同部位具有不同的电极电位(矿体不均匀或围岩溶液不均匀)是形成自然电场的主要原因.本文扼要地讨论了自然电场法有关的某些问题. 金属硫化矿物的电极电位 相似文献
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用王水分解含金矿物的机理探讨 总被引：2，自引：0，他引：2
本文从理论上对王水分解含金矿物的机理进行了探讨。在非标准状态下,温度、压力不变,改变体系中物质的浓度、酸度条件,用能斯特公式求解体系中HNO_3和Au的电极电位值,而后用EMF(电池电动势)根据规则判断反应是否可以进行。经理论计算,结论是可行的。另外由于Au~(3 )和Cl~-大量存在时,生成稳定的[AuCl_4]~-,经过络合作用,促使了HNO_3和Au的氧化还原反应,最终使含金矿物溶解完全。作者认为王水同含金矿物反应的机理是:氧化和络合的双重作用。 相似文献
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文章使用开放流动反应装置研究了中低温热液矿床中常见脉石矿物碳酸盐(白云石、菱锰矿)在25℃～250℃水中化学动力学溶解反应速率。在25℃条件下,碳酸盐矿物的溶解速率r(Ca)>r(Mn)>r(Mg)。碳酸盐矿物在水中200℃时具有最大溶解速率。随着温度的继续升高,Mg、Mn碳酸盐的溶解反应速率会下降,容易形成白云石和锰碳酸盐。实验研究结果有助于理解中低温环境下,金属矿石的主要伴生碳酸盐矿物与水反应的化学动力学限制,试图说明中低温矿石伴随白云石和锰碳酸盐的沉淀机理。 相似文献
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嗜酸性氧化亚铁硫杆菌与硫化物矿石相互作用的实验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
实验研究了嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.f)与硫化物矿石之间的相互作用,以观察不同矿石矿物发生微生物氧化和形成次生矿物的差异。采用ICP-OES分析了反应前后溶液成分变化,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等分析手段研究了矿石表面形貌的变化和沉淀物的矿物组成。分析结果表明,A.f对同一矿石中不同矿物作用强度存在明显差异,方铅矿、闪锌矿发生强烈氧化分解,而与黄铁矿的相互作用则较弱。这种差异可能与矿物晶体结构有关,在多种矿物并存的情况下,可能发生了原电池反应,作为阴极的黄铁矿受到保护,而作为阳极的闪锌矿、方铅矿的氧化作用得到促进,总体上表现为A.f对矿石硫化矿物的选择性作用。 相似文献
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采用（斜长石＋黑云母＋石英）这三种单矿物组合与1mol/L NaCl或0．5mol/L NaCl 0.5mol/L NaHCO3溶液在450－250℃和50MPa条件下反应7d。实验表明，反应后流体pH值发生了变化，NaCl介质向酸性变化，N aCl NaHCO3介质向中性转化。溶液中K,Ca,Mg,Fe和Au量也随之发生变化。矿物表面发生溶解和离子置换等反应。斜长石表面形成钠长石反应边，黑云母变色，石英重结晶，反应器皿金管中的金被溶解后在金管壁和黑云母表面重结晶，黑云母周边出现红色Fe2O3，在450℃的NaCl介质中，金含量可达1070μg/g，但随温度下降迅速减低，在NaCl NaHCO3介质中，金含量较低，显著，金的活化迁移和富集与Cl,pH,Fe^3 /Fe^2 密切相关，这中金起到示踪作用，显示出金在水／岩反应中的原电池效应。 相似文献
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纳米矿物作为连接原子/分子和块体矿物材料的桥梁,在建立矿物微观反应机制和宏观现象的研究中具有重要的意义.随着纳米地质学的迅速发展,纳米矿物在地表环境中的分布、存在形式及其反应活性引起了越来越多关注.综述了天然环境中常见的纳米矿物的成因、存在方式、特殊的尺寸效应、团聚行为、生物/非生物界面反应的分子机制,及其对地表环境和元素生物地球化学循环的影响;着重介绍了具有重要环境意义的纳米矿物与其对应的大尺寸矿物颗粒在吸附行为、溶解速率、团聚状态、催化活性、界面电子传递效率等方面的差异.对于纳米矿物与其对应的宏观矿物晶体之间差异的研究,有助于全面认识矿物对各种地质过程的作用,对于推动地球科学向更加微观和深入的方向发展具有极其重要的意义. 相似文献
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增强型地热系统(EGS)开发过程中，需要注入循环水体完成提热，但水体注入后与干热岩体反应会产生矿物溶解（或沉淀），破坏人工储层，影响地热能开发。本文以河北马头营区花岗岩型干热岩为研究对象，与该地区地下水、海水、纯水反应，并结合Phreeqc水文地球化学模拟，分析水岩相互作用后干热岩体的矿物变化与注入水体的化学成分变化规律。研究结果表明，不同注入水体与干热岩进行水岩作用，会产生不同类型的矿物溶解与沉淀，海水最终沉淀量较地下水低，主要原因是海水与干热岩体反应生成了具有吸附能力的沸石；适当减少海水中Cl-含量，将处理过的海水作为循环水体将具有强大的潜力和效益。 相似文献
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利用双室微生物电化学装置对微生物和半导体矿物协同作用下偶氮类染料废水的还原脱色降解进行了系统的实验研究.不同光照条件及不同阴极电极材料的对比实验结果显示,偶氮染料甲基橙(MO)可作为终端电子受体直接从固体电极上获得电子被还原脱色;各对比实验中,在微生物催化与半导体矿物光催化协同作用条件下,MO还原脱色效率最高.电化学交流阻抗谱(EIS)的拟合结果显示金红石涂布阴极电极光照下极化内阻(Rp)为443.4 Ω,较无光条件下的1378 Ω显著降低,证明光照下金红石阴极的电子转移过程受其光催化作用的驱动.不同初始浓度下MO的生物-半导体催化还原反应符合准一级动力学模型,其反应速率随MO初始浓度降低而增加.通过对脱色产物的进一步分析,推测该实验中MO的还原脱色反应机制为: 阳极初始电子供体在微生物的催化作用下将电子通过阳极电极和外电路传递给阴极半导体矿物电极,进而在半导体矿物的光催化作用下通过光生电子还原终端电子受体MO,使MO中的偶氮键断裂,生成无色的联氨类衍生物. 相似文献
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鄂尔多斯白垩系盆地地下水水-岩反应的锶同位素证据 总被引：3，自引：0，他引：3
利用鄂尔多斯白垩系盆地地下水锶同位素和水化学资料,对该区水-岩作用机制进行了分析,并采用反向水文地球化学模拟的方法对锶同位素示踪水-岩反应的分析结论进行了验证。结果表明:研究区主要发生了石膏、少量碳酸盐矿物及铝硅酸盐矿物的溶解反应,且北区地下水对石膏等硫酸盐矿物的溶滤作用强于南区,而南区地下水对铝硅酸盐矿物的溶滤作用强于北区;同时,南区碳酸盐矿物发生了溶解/沉淀的不一致性,即白云石发生溶解反应而方解石发生沉淀反应。采用锶同位素方法得出的水-岩作用结论与反向水文地球化学模拟结果相一致。 相似文献
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为了探索高渗透性洋壳中高温热液循环系统的形成机制,以数值模拟为手段研究热液循环中的矿物沉淀过程及其对洋壳渗透率的反馈.在热液对流-矿物反应模型中考虑了硬石膏、黄铁矿和黄铜矿的沉淀和溶解反应,基于矿物的溶度积计算矿物的沉淀/溶解量,并将其转换为渗透率的变化.结果显示,黄铁矿和黄铜矿分布于350~380℃等温线范围内,并随着热液温度升高而逐渐向海底推移.海水被加热及与热液混合过程中沉淀出硬石膏,在热液上升通道两侧形成低渗透性的烟囱状结构,降低了海水-热液混合程度从而使热液温度升高.高温热液通道建立后,便会有更多的金属物质随着高温热液被运输至浅层洋壳或海底.模拟结果为理解海底高温热液喷口的形成机制提供了借鉴. 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>金属硫化物矿山环境中大量暴露于地表的金属硫化物(如黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿)会发生氧化而生成酸性矿山排水(AMD)。尾矿和废石中的碳酸盐矿物往往与AMD反应而溶解,同时使AMD的酸度下降,并形成多种具有固定重金属元素能力的次生矿物,因此,碳酸盐矿物常常被作为治理AMD污染的重要矿物材料。由于方解石和黄铁矿广泛存在于多种岩石类型中,岩石露头的地表风化作用常常存在硫化物氧化分解、酸性岩石排水(ARD)形成、碳酸盐矿物分解、次生矿物形成的连续过程,这一过程 相似文献
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为探讨微生物胞外聚合物(EPS)对矿物分解的影响,以查明微生物-矿物直接接触形式对硫化物分解的显著促进作用,分别采用葡萄糖、精氨酸、葡糖醛酸、柠檬酸等EPS的特征组分,配制浓度相同的系列反应溶液,与黄铁矿颗粒持续反应29 d(30℃).通过检测反应溶液中的全铁含量来近似表征黄铁矿的溶解速率,并利用扫描电子显微镜观察黄铁矿溶解前后的形貌变化.实验发现,在微生物-矿物相互作用的过程中,EPS中的部分组分,如葡糖醛酸、柠檬酸,可能起着关键的作用,而分子量相对较大的糖类和缺少化学活动性基团的葡萄糖、精氨酸等则会降低黄铁矿分解的速率,可能与其在黄铁矿表面的覆盖有关. 相似文献
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甲烷(CH?)不仅是自然界产生的重要温室气体,也是人类已经推广利用的可再生能源之一.作为自然界广泛存在的矿物,铁氧化物同厌氧微生物的交互作用对产甲烷过程具有显著的影响.主要针对不同铁氧化物-厌氧微生物体系内的产甲烷效率,铁氧化物及微生物群落演化,铁氧化物的作用机制等进行总结分析.铁氧化物在微生物的作用下会发生溶解、还原并可能产生新的矿物.而铁氧化物的直接和间接影响微生物群组成,进而影响产甲烷过程,主要体现在4个方面:(1)铁氧化物溶解及生物还原产生的Fe~(3+)/Fe~(2+)影响微生物活性和体系氧化还原电位;(2)铁还原菌和产甲烷菌竞争产甲烷基质;(3)铁氧化物对产甲烷菌的直接抑制毒性;(4)具有导电性能的铁氧化物可以作为电子传递媒介促进铁还原菌或脂肪酸氧化菌与产甲烷菌之间的直接电子传递过程.最后,探讨了铁氧化物促进产甲烷过程尚需解决的主要问题及研究趋势,以期推动铁氧化物-厌氧微生物交互作用及其环境效应方面的研究工作. 相似文献