[发明专利]一种利用油酸钾改性金属硫化物抑制氧化腐蚀的复合物材料制备方法

说明书

本发明涉及一种利用油酸钾改性金属硫化物抑制氧化腐蚀的复合物材料制备方法，属于表面钝化技术领域。黄铁矿球磨5min后，过100目筛，用超纯水(体积1:5)洗涤五次，放置于‑20℃冰箱冷藏12h，随后放入冷冻干燥器干燥48h。取油酸钾用超纯水配置成5％的(体积比)，后取1mL和0.5g的黄铁矿样品至50mL烧杯中，摇动烧杯使样品均匀的平铺在烧杯底部，放入通风橱中干燥后即得到复合物材料。本发明复合物材料可应用与表面钝化黄铁矿氧化。模拟太阳光条件下在pH＝2的盐酸溶液中抑制黄铁矿氧化，抑制率可达到80％。

技术领域

本发明涉及半导体和光化学，具体涉及一种利用油酸钾改性金属硫化物抑制氧化腐蚀的复合物材料制备方法，属于表面钝化技术领域。

背景技术

黄铁矿(FeS₂)是一种自然界常见的矿物质，黄铁矿化学结构中Fe和S元素与O₂和H₂O发生一系列氧化还原反应，导致水土酸化，极易形成酸性矿山废水(AMD)。大量黄铁矿存在于矿山尾矿中，尾矿中伴生的Pb、Cd、Cu、As、Hg、Tl等有毒有害性元素随着AMD而被释放，这些元素在环境中迁移转化，通过化学圈循环和食物链危及人和动物的生命健康。

在过去的几十年中，已经考虑了多种技术来治疗或减轻AMD。归纳起来，这些技术主要分为末端治理法和源头控制法。末端治理是指在黄铁矿被氧化产生AMD后，利用某种技术对AMD进行处理，从而消除AMD污染的方法。其主要的处理方式有植物修复、酸碱中和、生物处理和物理吸附。近年来末端治理一直是控制AMD污染的主要方法，但局限性也日益明显：首先，处理污染成本过高；其次，末端治理往往不能彻底治理，留下二次污染物无法解决；第三，末端治理后的重金属很难被再利用。源头控制是指对污染源进行处理，降低或抑制污染物的产生，从而控制污染扩散，减少资源浪费，降低污染物治理费用。

目前，国内外源头处理AMD的方法主要有中和法、覆盖隔离法、生物处理法和表面钝化法。其中，表面钝化法主要是利用化学反应在黄铁矿表面形成一层薄的有机或无机保护涂层，以防止其与大气，水和促进氧化的细菌接触，从而达到抑制硫化矿氧化的目的。与其它处理方法不同的是，表面钝化法能从微观(单个颗粒)角度来保护金属硫化矿物，且成本低、操作简单，是最具发展前景的方法之一。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供了一种利用油酸钾改性金属硫化物抑制氧化腐蚀的复合物材料制备方法，实现了抑制黄铁矿过量氧化的目的，大幅度降低了黄铁矿的氧化效率，从源头上实现了对酸性矿山废水的控制，具有良好的应用前景。

具体步骤如下:

黄铁矿球磨5min后，过100目筛，用超纯水(体积1:5)洗涤五次，放置于-20℃冰箱冷藏12h，随后放入冷冻干燥器干燥48h。

取油酸钾用超纯水配置成5％的(体积比)，后取1mL和0.5g的黄铁矿样品至50mL烧杯中，摇动烧杯使样品均匀的平铺在烧杯底部，放入通风橱中干燥后即得到复合物材料。

根据本发明，所述向含有黄铁矿的物料中加入油酸钾药剂的方式为：直接将油酸钾药剂加入黄铁矿物料中。

与现有技术方案相比，本发明的有益效果：

本发明的复合物材料活性高，用于抑制黄铁矿氧化，模拟太阳光条件下在pH＝2的盐酸溶液中抑制率可达到80％，实现抑制黄铁矿过量氧化的目的，进而大幅降低了黄铁矿的氧化效率。

本发明的复合物材料实现了黄铁矿与油酸钾的化学结合方式，而不是简单的物理混合。

本发明方法工艺简单，操作简单，过程容易控制，提供的方法能够抑制黄铁矿的过量溶解，可用于生物浸出过程中控制酸铁的过量积累，也可以用于从源头抑制或减缓AMD的产生，适用于工业化应用。

附图说明

图1为复合物材料的FTIR光谱图。