酸性体系下不同成因黄铁矿的浸出行为与电化学性质差异
①
邓㊀莎１，顾帼华２，贺国帅３
（１．西安建筑科技大学资源工程学院，陕西西安７１００５５；２．中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙４１００８３；３．陕西冶金设计研究院有限公司，陕西西安７１００３２）
摘㊀要：以同沉积型黄铁矿和中温热液型黄铁矿为研究对象，考察了酸性培养基体系下２种不同成因黄铁矿的浸出行为和电化学性质㊂浸出试验结果表明：同沉积型黄铁矿浸出率为７．５９％，而中温热液型黄铁矿浸出率仅为３．６８％，同沉积型黄铁矿的浸出活性高于中温热液型黄铁矿㊂电化学试验结果表明：黄铁矿的矿物学成因不改变它的电化学溶解机制；同沉积型黄铁矿具有较高的费米能级㊁较低的Ｔａｆｅｌ腐蚀电位及电子传递阻抗，因此其电化学氧化活性高于中温热液型黄铁矿，从电化学角度解释了同沉积型黄铁矿的浸出速率高于中温热液型黄铁矿的原因㊂
关键词：黄铁矿；同沉积型黄铁矿；中温热液型黄铁矿；酸性培养基；浸出；电化学中图分类号：ＴＦ１８
文献标识码：Ａ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０２１．０１．０２０
文章编号：０２５３－６０９９（２０２１）０１－００８５－０５
ＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎＬｅａｃｈｉｎｇＢｅｈａｖｉｏｒａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰｙｒｉｔｅ
ｗｉｔｈＤｉｆｆｅｒｅｎｔＧｅｎｅｔｉｃＭｉｎｅｒａｌｏｇｙｉｎＡｃｉｄｉｃＭｅｄｉｕｍ
ＤＥＮＧＳｈａ１，ＧＵＧｕｏ⁃ｈｕａ２，ＨＥＧｕｏ⁃ｓｈｕａｉ３
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉᶄａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉᶄａｎ７１００５５，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｎｅｒａｌｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｈａａｎｘｉＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＤｅｓｉｇｎ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏＬｔｄ，Ｘｉᶄａｎ７１００３２，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｙｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌａｎｄｍｅｓｏｔｈｅｒｍａｌｐｙｒ
ｉｔｅｗｅｒｅｔａｋｅｎｆｏｒｒｅｓｅａｒｃｈｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｉｒｌｅａｃｈｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｙｒｉｔｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｅｎｅｔｉｃｍｉｎｅｒａｌｏｇｙｉｎａｃｉｄｉｃｃｕｌｔｕｒｅｍｅｄｉｕｍ．Ｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇｒａｔｅｓｏｆｓｙｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｐｙｒｉｔｅａｎｄｍｅｓｏｔｈｅｒｍａｌｐｙｒｉｔｅｗｅｒｅ７．５９％ａｎｄ３．６８％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｓｙｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｐｙｒｉｔｅｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｍｅｓｏｔｈｅｒｍａｌｐｙｒｉｔｅ．Ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｒｅｖｅａｌｓｔｈａｔｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｍｉｎｅｒａｌｏｇｙｏｆｐｙｒｉｔｅｄｏｅｓｎｏｔｂｒｉｎｇａｎｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｏｉｔｓｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｂｕｔｓｙｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｐｙｒｉｔｅｈａｓａｈｉｇｈｅｒｌｅｖｅｌｏｆＦｅｒｍｉｅｎｅｒｇｙ，ｌｏｗｅｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌｂｙＴａｆｅｌｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎ
ａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｎｔｒａｎｓｆｅｒｉｍｐｅｄａｎｃｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｓｙｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｐｙｒｉｔｅｉｓｍｏｒｅａｃｔｉｖｅｔｈａｎｍｅｓｏｔｈｅｒｍａｌｐ
ｙｒｉｔｅｉｎｔｅｒｍｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｅｘｐｌａｉｎｗｈｙｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇｒａｔｅｏｆｓｙｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｐｙｒｉｔｅｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｍｅｓｏｔｈｅｒｍａｌｐｙｒｉｔｅｆｒｏｍａｎｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｏｉｎｔｏｆｖｉｅｗ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｙｒｉｔｅ；ｓｙｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｐｙｒｉｔｅ；ｍｅｓｏｔｈｅｒｍａｌｐｙｒｉｔｅ；ａｃｉｄｉｃｃｕｌｔｕｒｅｍｅｄｉｕｍ；ｌｅａｃｈｉｎｇ；ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
㊀㊀黄铁矿作为金属矿床中常见的伴生矿物［１］，是地球上分布最广的硫化矿［２－３］，主要形成于煤系㊁热液脉体㊁接触变质岩和沉积岩中［３－４］㊂黄铁矿的氧化会生成大量的硫酸和铁离子，因此其是酸性矿坑水（ＡＭＤ）形成的主要原因之一［２，５－６］㊂研究黄铁矿的氧化行为
对从源头上控制ＡＭＤ具有重要意义㊂
近年来，许多研究者发现，不同矿床类型㊁不同产地的黄铁矿溶解行为存在明显差异，对其产生差异的原因进行分析发现，黄铁矿的半导体性质会对其溶解行为产生影响［７］㊂黄铁矿的氧化浸出过程实际上是基于半导体与溶液间空穴转移的过程，含有大量空穴的ｐ型半导体比缺乏空穴的ｎ型黄铁矿更容易浸
①
收稿日期：２０２０－０８－０６
基金项目：陕西省自然科学基础研究计划（２０２０ＪＱ⁃６６６）；国家自然科学基金（５１３７４２４９）；国家重点基础研究发展计划（９７３计划）项目
（２０１０ＣＢ６３０９０３）；湖南省研究生科研创新项目（ＣＸ２０１８Ｂ０６４）
作者简介：邓㊀莎（１９９１－），女，陕西三原人，博士，主要从事矿物加工与微生物冶金研究㊂
第４１卷第１期２０２１年０２月
矿㊀冶㊀工㊀程
ＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏｌ．４１ɴ１Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０２１
出［４］㊂由于黄铁矿的半导体属性，可以采用电化学手段来研究黄铁矿的氧化溶解性质㊂
目前从电化学的角度来研究不同成因黄铁矿在酸性体系中的溶解行为差异的文献报道较少㊂本文对比研究了２种不同成因的黄铁矿在酸性培养基中的浸出行为，并对黄铁矿电极静电位㊁Ｔａｆｅｌ极化
曲线以及电化学阻抗谱等进行了测量，分析了２种不同成因黄铁矿的电化学溶解行为差异，在此基础上探讨了黄铁矿的浸出行为与其电化学性质之间的联系㊂
１㊀试验原料与试验方法
１．１㊀试验原料
试验中所采用的２种黄铁矿，一种产自广东云浮
硫铁矿，属于同沉积型黄铁矿［８］；另一种产自云南元阳大坪金矿床，属于中温热液型黄铁矿［９］㊂矿样经破碎㊁手选去除杂质矿物㊁瓷球磨磨细以及干式筛分，得到０．０３７ ０．０７４ｍｍ粒级矿样，作纯矿物使用㊂对２种矿样进行同步辐射Ｘ射线衍射谱分析，结果如图１所示㊂由图１可知，２种矿样的主要物相均为黄铁矿㊂化学元素分析结果（见表１）表明同沉积型黄铁矿含Ｆｅ
４４．３４％㊁Ｓ５４．３６％；中温热液型黄铁矿含Ｆｅ４５．９０％㊁Ｓ５３．３６％㊂根据黄铁矿铁元素的理论品位计算，同沉积型黄铁矿纯度为９５．００％，中温热液型黄铁矿纯度为
９８．３５％㊂综上所述，２种黄铁矿均可用作纯矿物㊂
2015
102530
35
2 (°)
θ2015
10253035
2 (°)
θ(a)
(b)
P —
/<3
P —
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<3
P
P
P
P
P
P P P
P P P P
P
P
P P
P
P
P
P P
P P P
P
P P
台式机
P 图１㊀黄铁矿矿样同步辐射Ｘ射线衍射谱
（ａ）同沉积型；（ｂ）中温热液型
表１㊀黄铁矿化学组成（质量分数）／％
黄铁矿类型ＳＦｅＡｓＣｏＮｉＮａ同沉积型５４．３６４４．３４０．０２６ ０．００１０．０３６中温热液型５３．３６４５．９００．６０．００５０．００５０．０２７
黄铁矿类型ＭｇＡｌＫＣａＡｇ同沉积型０．０９１１．０９０．０２２０．９１ 中温热液型
０．００９
０．１５
０．０６３
０．０９８
０．００６
１．２㊀浸出试验
浸出试验所用无铁９Ｋ培养基组成为：（ＮＨ４）２ＳＯ４
３ｇ／Ｌ，Ｋ２ＨＰＯ４０．５ｇ／Ｌ，ＭｇＳＯ４㊃７Ｈ２Ｏ０．５ｇ／Ｌ，Ｃａ（ＮＯ３）２
０．０１ｇ／Ｌ，ＫＣｌ０．１ｇ／Ｌ㊂取１００ｍＬ无铁９Ｋ培养基于２５０ｍＬ锥形瓶中，用２０％硫酸调节ｐＨ值至１．６，准确称取１ｇ黄铁矿纯矿物矿样加入培养基，试验过程中不调节ｐＨ值㊂将锥形瓶放置在恒温空气培养箱中振荡培养㊂培养箱温度设置为４８ħ，转速设置为１６５ｒ／
ｍｉｎ㊂定期测量浸出体系的ｐＨ值，并取２ｍＬ浸出液分析浸出液中总Ｆｅ和Ｆｅ３＋含量㊂采用ＰＨＳ－３Ｃ型ｐＨ计测量浸出液ｐＨ值，采用邻菲罗啉法测定总Ｆｅ浓度和Ｆｅ２＋浓度，Ｆｅ３＋浓度为总Ｆｅ浓度与Ｆｅ２＋浓度之差㊂
测量之前称取锥形瓶总质量，取样损失用相同体积的无铁９Ｋ培养基补充，溶液蒸发损失用相同体积的相应ｐＨ值无菌水补充㊂所有浸出试验均设置平行对照组㊂浸出试验所有基础溶液均经过高压灭菌锅１２１ħ灭菌２０ｍｉｎ㊂１．３㊀电化学试验
电化学试验装置采用美国普林斯顿电化学工作站，与电脑相连㊂电极系统为常规的三电极系统㊂黄铁矿碳糊电极用作工作电极，石墨电极用作辅助电极，Ａｇ／ＡｇＣｌ电极用作参比电极㊂黄铁矿碳糊电极的制作方法为：按照７ʒ２ʒ１的质量比例准确称量黄铁矿纯矿物（－０．０７４ｍｍ粒级占１００％）㊁高效切片石蜡和光谱纯石墨粉，放入玛瑙研砵内（切片石蜡首先放在５０ｍＬ烧杯中用电炉加热熔化），用研磨棒充分混合均匀，立即压入制样模型中，用压片机压成直径１２ｍｍ㊁高约３ｍｍ的圆柱体，将其嵌入特制的电极套即可用作工作电极㊂每次试验前将所制好的碳糊电极与电解质溶液接触的底面用１５００＃金相砂纸磨平，然后用蒸馏水和酒精冲洗干净，并迅速放入电解池进行电化学测试㊂电解质溶液采用ｐＨ＝１．６的无铁９Ｋ培养基㊂每次试验前将高纯氮气通入电解质溶液２０ ３０ｍｉｎ，采用鼓泡法除去溶液中氧㊂
工作电极在电解质溶液中浸泡２０ｍｉｎ，使其稳定后再进行测量，静电位（开路电压，ＯＣＰ）即此时所测的稳定电压㊂测量过程中三电极装置放入４８ħ恒温水浴锅中保持恒温㊂Ｔａｆｅｌ曲线的电压扫描范围为
６８矿㊀冶㊀工㊀程第４１卷
ＯＣＰʃ２５０ｍＶ，扫描速率为１ｍＶ／ｓ㊂ＥＩＳ测量过程中，交流电信号振幅为ʃ１０ｍＶ，频率范围为１０－２ １０５Ｈｚ，交流电压设置为指定的电压㊂ＥＩＳ数据用Ｎｙｑｕｉｓｔ复平面图表示，采用ＺＳｉｍｐＷｉｎ３．２０软件进行模拟㊂每组试验重复３次，取平均值㊂
２㊀试验结果与讨论
２．１㊀酸性培养基中不同成因黄铁矿浸出差异
图２为初始ｐＨ＝１．６㊁温度４８ħ的无菌酸性培养基体系下２种不同成因黄铁矿浸出过程中ｐＨ值㊁总Ｆｅ浸出率和Ｆｅ３＋浓度与时间的关系㊂
=)0?/<3D>9A?/<3
1*;0 d
2.4
2.11.81.51.20.9
306
912151821
p H D
=)0?/<3D>9A?/<3
1*;0 d
1086420
306
912151821
D F e 1*5
=)0?/<3D>9A?/<3
1*;0 d
1.00.80.6
0.40.20.0
3
6
9121518
21
F e 3+7, (g · L -1)
(a)
(b)
(c)
图２㊀黄铁矿浸出过程中各指标变化
（ａ）ｐＨ值；（ｂ）总Ｆｅ浸出率；（ｃ）Ｆｅ３＋
浓度
由图２可知，无菌酸性培养基浸出黄铁矿过程中，２种黄铁矿浸出ｐＨ值随时间波动不大，这是因为黄铁矿的无菌浸出过程以化学浸出反应为主，如反应方程
式（１）［１０］所示，黄铁矿主要依靠溶解氧和游离氧来氧化，氧化速率很慢㊂浸出２１ｄ后，同沉积型黄铁矿总铁浸出率为７．５９％，中温热液型黄铁矿总铁浸出率为３．６８％㊂由于Ｆｅ２＋的空气氧化（如反应方程式（２）所示）速率很慢，因此Ｆｅ３＋浓度在整个浸出过程中几乎没有什么变化，始终保持在０ｇ／Ｌ附近㊂
ＦｅＳ２＋１
２
Ｏ２＋２Ｈ＋ңＦｅ２＋＋２Ｓ０＋Ｈ２Ｏ（１）
２Ｆｅ２＋＋２Ｈ＋＋１
２
Ｏ２ң２Ｆｅ３＋＋Ｈ２Ｏ（２）
２．２㊀不同成因黄铁矿的电化学性质差异研究２．２．１㊀不同成因黄铁矿的静电位测试
大多数硫化矿都是半导体，硫化矿的氧化溶解过程实际上是半导体与溶液界面电子或空穴转移的过程㊂在半导体物理学中，电子或空穴的化学势通常用费米能级来表示㊂一般来说，费米能级较高的矿物较容易失去电子而被氧化剂氧化［１１－１２］㊂根据半导体⁃溶液界面模型［１３］，半导体的费米能级和参比电极的费米能级具有如下关系：
ＥＦ－Ｅｒｅｆ＝－ｅＶｍ（３）
式中ＥＦ为半导体的费米能级，ｅＶ；Ｅｒｅｆ为参比电极的费米能级，ｅＶ；Ｖｍ为半导体的静电位，Ｖ㊂
如图３所示，以饱和甘汞电极为参比电极，这２种黄铁矿的静电位分别为３４７ｍＶ和４１７ｍＶ㊂由于标准氢电极的费米能级为０，将黄铁矿的静电位转化为相对于标准氢电极，分别为５８９．５ｍ
Ｖ和６５９．５ｍＶ㊂将上述静电位值代入方程式（３）计算可得：同沉积型黄铁矿的费米能级为－０．５８９５ｅＶ，中温热液型黄铁矿的费米能级为－０．６５９５ｅＶ㊂同沉积型黄铁矿的费米能级高于中温热液型黄铁矿，因此同沉积型黄铁矿更容易失去电子而被氧化剂氧化，在浸出过程中就表现为其更容易浸出㊁浸出率更高㊂
;0 s
500450400350300250
2000400
60080010001200
2+>(v s S C E ) m V
=)0?/<3D>9A?/<3
417 mV
347 mV
图３㊀黄铁矿电极的静电位
２．２．２㊀不同成因黄铁矿的Ｔａｆｅｌ曲线
２种不同成因的黄铁矿电极在９Ｋ培养基中的
７
８第１期邓㊀莎等：酸性体系下不同成因黄铁矿的浸出行为与电化学性质差异
Ｔａｆｅｌ极化曲线如图４所示㊂从图４可以看出，同沉积型黄铁矿的腐蚀电位低于中温热液性黄铁矿，这说明同沉积型黄铁矿比中温热液性黄铁矿更容易被腐蚀㊂另一方面，腐蚀电位值低于静电位值，这主要是因为Ｔａｆｅｌ曲线属于动电位极化，当电位从负向正扫描时，会有阴极极化现象产生［１０，１４］，因此根据Ｔａｆｅｌ极化曲线所测得的腐蚀电位值会小于开路电压值，即静电位值㊂
lg[i (A · cm -2
四年级数学知识点
)]
750600450
300
1500-8-9
-7
-6-5-4-3E (v s S C E ) m V
=)0?/<3D>9A?/<3
图４㊀黄铁矿电极的Ｔａｆｅｌ曲线
表２列出了根据Ｔａｆｅｌ曲线获得的其他电化学腐
蚀动力学参数，包括腐蚀电流密度（Ｉｃｏｒｒ），Ｔａｆｅｌ阳极斜率（ｂａ）和阴极斜率（ｂｃ）㊂根据Ｔａｆｅｌ公式，Ｔａｆｅｌ阳极和阴极斜率具有如下含义：
ｂａ＝２．３０３ＲＴ
ｎβＦｂｃ
＝２．３０３ＲＴｎαＦìîí
ïï
ïï（４）式中β，α分别为阳极和阴极的表观电子传递系数；Ｒ为热力学常数，８．３１４Ｊ／（ｍｏｌ㊃Ｋ）；Ｆ为法拉第常数，
９６４８５．３４Ｃ／ｍｏｌ；ｎ为电荷转移数㊂
表２㊀黄铁矿电极的Ｔａｆｅｌ极化动力学参数
黄铁矿电极Ｅｃｏｒｒ／ｍＶＩｃｏｒｒ／（μＡ㊃ｃｍ－２
）ｂａ
／（ｍＶ㊃ｄｅｃ－１）
ｂｃ
／（ｍＶ㊃ｄｅｃ－１）
同沉积型２４７１．０８１１８２．４２０６．３中温热液型
２８６
７．９３９
３２５．２
１８９．２
由表２可知，同沉积型黄铁矿的阳极斜率比中温热液型黄铁矿低，也就意味着同沉积型黄铁矿阳极氧化过程的电子传递系数高于中温热液型黄铁矿，这与腐蚀电位的结果相符㊂
２．２．３㊀不同成因黄铁矿的电化学阻抗谱图５为３５８ｍＶ和４５８ｍＶ交流电压下黄铁矿电极在ｐＨ＝１．６的无铁９Ｋ培养基中的ＥＩＳ谱㊂从图５可以看出，所有ＥＩＳ谱均由高频区一个不完整的半圆和低频区一条４５ʎ的直线组成，再一次印证了黄铁矿的
;@D 66D
Zre (Ω ·
cm 2)
2500200015001000500
500
010001500
20002500
-Z i m (Ω · c m 2)
;@D 66D
Zre (Ω · cm 2
)
800
600
400
200
木兰诗互文
0200
0400600800
10001200
-Z i m (Ω · c m 2)
;@D
66D
Zre (Ω ·
cm 2)
2500200015001000500
500
010001500
20002500
-Z i m (Ω · c m 2)
;@D 66D
Zre (Ω · cm 2
)
800
600
400
200
200
0400600800
10001200
-Z i m (Ω · c m 2)
458 mV
苹果平板开不了机了怎么办358 mV
458 mV
358 mV
(a)
(b)
(c)
(d)
心形鸡蛋图５㊀３５８ｍＶ和４５８ｍＶ交流电压下黄铁矿电极的
实测和模拟Ｎｙｑｕｉｓｔ图
（ａ），（ｂ）同沉积型黄铁矿；（ｃ），（ｄ）中温热液型黄铁矿
成矿类型不会影响其电化学溶解机制㊂高频区半圆的形成主要是由黄铁矿初始氧化过程的电子传递阻抗及电极与电解质溶液间的双电层电容所致，低频区４５ʎ直线是Ｗａｒｂｕｒｇ阻抗的典型特征，Ｗａｒｂｕｒｇ阻抗的出现
８８矿㊀冶㊀工㊀程
第４１卷
与氧化剂（Ｏ２或Ｆｅ３＋）或黄铁矿的氧化产物（Ｆｅ２＋）通过电极⁃电解质界面时所产生的扩散阻抗有关［１０］㊂采用等效电路Ｒｓ（Ｑ（ＲＷ））（如图６所示）对图中ＥＩＳ谱进行拟合㊂Ｒｓ表示电解质溶液电阻，Ｒ表示黄铁矿初始氧化过程中的电子传递阻抗，Ｑ表示常相位角元件，为电极与电解质溶液界面的双电层电容，Ｗ为扩散阻抗㊂拟合结果如表３所示㊂
图６㊀等效电路Ｒｓ（Ｑ（ＲＷ））
表３㊀等效电路Ｒｓ（Ｑ（ＲＷ））对黄铁矿电极所测ＥＩＳ谱的拟合结果
电压
过去用英语怎么说
／ｍＶ黄铁矿
电极
Ｒｓ
／（Ω㊃ｃｍ２）
Ｙｏ
／（ˑ１０－４Ｓ㊃ｓｎ㊃ｃｍ－２）
Ｒ
／（Ω㊃ｃｍ２）Ｗ
／（ˑ１０－３Ｓ㊃ｓ０．５㊃ｃｍ－２）
χ２
／（ˑ１０－３）
３５８同沉积型１７．９９３．４４６９０．０１．２２２１．５８中温热液型１７．５３２．１９９８１．２２．５２４０．７０４５８同沉积型１８．６０２．１６２２７．１４．５２８２．５２中温热液型１６．６９１．９０４１７．０５．２１９０．８２㊀注：Ｙｏ为Ｑ的比例因子，与电极／电解液界面双电层的电容相关；χ２代表实测数据与拟合数据之间的偏差㊂
㊀㊀当交流电压为３５８ｍＶ时，２种黄铁矿电极的Ｒ值分别为６９０Ω㊃ｃｍ２和９８１Ω㊃ｃｍ２，表明同沉积型黄铁矿的氧化速率比中温热液型黄铁矿快㊂同样，当交流电压为４５８ｍＶ时，同沉积型黄铁矿初始氧化过程Ｒ值依然小于中温热液型黄铁矿㊂因此可以得出，同沉积型黄铁矿的电化学氧化活性要高于中温热液型黄铁矿，这也是造成同沉积型黄铁矿浸出速率更高的原因㊂黄铁矿初始氧化过程中Ｆｅ２＋进入溶液，电极表面形成富硫层㊂富硫层覆盖在电极表面，通常会阻碍氧化剂和氧化产物在电极表面的进一步扩散，从而导致Ｗａｒｂｕｒｇ阻抗增大㊂
３㊀结㊀㊀论
１）酸性培养基体系中，同沉积型黄铁矿浸出率为７．５９％，而中温热液型黄铁矿浸出率仅为３．６８％，同沉积型黄铁矿的浸出活性高于中温热液型黄铁矿㊂２）电化学测试结果表明：酸性培养基中，黄铁矿的矿物学成因类型不会改变其电化学溶解机制㊂相比于中温热液型黄铁矿，同沉积型黄铁矿具有较低的静电位㊁Ｔａｆｅｌ腐蚀电位和电子传递阻抗，因此它比中温热液型黄铁矿更易于氧化溶解㊂
参考文献：
［１］㊀ＫｏｇｌｉｎＮ，ＦｒｉｍｍｅｌＨＥ，ＬａｗｒｉｅＭｉｎｔｅｒＷＥ，ｅｔａｌ．Ｔｒａｃｅ⁃ｅｌｅｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｙｒｉｔｅｔｙｐｅｓｉｎＭｅｓｏａｒｃｈａｅａｎｔｏＰａｌａｅｏｐｒｏｔ⁃ｅｒｏｚｏｉｃｐｌａｃｅｒｄｅｐｏｓｉｔｓ［Ｊ］．ＭｉｎｅｒａｌｉｕｍＤｅｐｏｓｉｔａ，２０１０，４５（３）：２５９－２８０．［２］㊀ＣＡＩＹ，ＰＡＮＹ，ＸＵＥＪ，ｅｔａｌ．ＣｏｍｐａｒａｔｉｖｅＸＰＳｓｔｕｄｙｂｅｔｗｅｅｎｅｘ⁃ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙａｎｄｎａｔｕｒａｌｌｙｗｅａｔｈｅｒｅｄｐｙｒｉｔｅｓ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＳｃｉ⁃ｅｎｃｅ，２００９，２５５（２１）：８７５０－８７６０．
［３］㊀ＣｈａｎｄｒａＡＰ，ＧｅｒｓｏｎＡＲ．Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｐｙｒｉｔｅ
饿鬼投胎ｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｌｅａｃｈｉｎｇ：Ａｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ［Ｊ］．ＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅＲｅｐｏｒｔｓ，
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引用本文：邓㊀莎，顾帼华，贺国帅．酸性体系下不同成因黄铁矿的浸出行为与电化学性质差异［Ｊ］．矿冶工程，２０２１，４１（１）：８５－８９．
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第１期邓㊀莎等：酸性体系下不同成因黄铁矿的浸出行为与电化学性质差异
