https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/5155 Sun, 07 Jun 2026 04:36:49 GMT 2026-06-07T04:36:49Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9993 Additive-Synergized MICP for Heavy Metal Immobilization and Tailings Ecological Restoration Zhang, Zijia Microbially Induced Carbonate Precipitation (MICP) offers a promising pathway for heavy metal immobilization, yet its practical application is constrained by four interconnected bottlenecks: loss of microbial activity under metal stress, poor control over mineralization kinetics, environmental risks from ammonia and chloride byproducts, and failure to restore soil ecological functions after treatment. To overcome these limitations, this study established a four‑dimensional additive engineering framework targeting bioactivity maintenance, mineralization process control, byproduct risk mitigation, and ecological recovery. Four functional additive systems were systematically investigated. In Chapter Ⅲ, yeast extract was shown to act as a double‑edged sword: moderate dosages promoted microbial growth and Cu²⁺ tolerance, whereas excessive concentrations chelated Cu²⁺ and suppressed carbonate precipitation, revealing a critical nutrient–ligand balance for maintaining bioactivity under metal stress. In Chapter Ⅳ, montmorillonite‑composite microcapsules provided a physical protective barrier that shielded microorganisms from lead toxicity, improved microbial survival and metabolic stability, and enhanced Pb immobilization through coupled adsorption and biomineralization. In Chapter Ⅴ, surface‑functionalized polystyrene nanoplastics were repurposed from pollutants into efficient MICP accelerators; carboxyl‑functionalized nanoplastics supplied heterogeneous nucleation sites, accelerated mineralization kinetics, and achieved simultaneous removal of Cu²⁺ and nanoplastics via interfacial coordination. In Chapter Ⅵ, a peat‑coupled MICP system was developed for copper tailings, which stabilized Cu through carbonate precipitation, transformed harmful ammonia into plant‑available nitrogen, improved soil carbon and nitrogen pools, and reconstructed indigenous microbial communities—thereby overcoming the “remediated but infertile” limitation of conventional MICP. Collectively, this study elucidates the synergistic mechanisms of functional additives within the four‑dimensional framework, optimizes key parameters for each system, and establishes a green, sustainable integrated technology for heavy metal immobilization and tailings ecological restoration. The findings enrich the theoretical foundation of MICP additive engineering and provide critical technical support for mine tailings management and ecological restoration.; La precipitación de carbonato inducida por microorganismos (MICP, por sus siglas en inglés) constituye una estrategia prometedora para la inmovilización de metales pesados; sin embargo, su aplicación práctica se ve limitada por cuatro cuellos de botella interrelacionados: (i) la pérdida de actividad microbiana bajo estrés metálico, (ii) el escaso control de la cinética de mineralización, (iii) los riesgos ambientales asociados a subproductos como el amoníaco y los cloruros, y (iv) la incapacidad de restaurar las funciones ecológicas del suelo tras el tratamiento. Para superar estas limitaciones, el presente estudio estableció un marco de ingeniería de aditivos en cuatro dimensiones, orientado al mantenimiento de la bioactividad, el control del proceso de mineralización, la mitigación de riesgos por subproductos y la recuperación ecológica. En este contexto, se investigaron sistemáticamente cuatro sistemas de aditivos funcionales. En el Capítulo III, se demostró que el extracto de levadura actúa como una espada de doble filo: dosis moderadas promovieron el crecimiento microbiano y la tolerancia al Cu²⁺, mientras que concentraciones elevadas quelaron el Cu²⁺ y suprimieron la precipitación de carbonato, evidenciando un equilibrio crítico entre nutrientes y ligandos para mantener la bioactividad bajo estrés metálico. En el Capítulo IV, las microcápsulas compuestas de montmorillonita proporcionaron una barrera protectora física que protegió a los microorganismos frente a la toxicidad del plomo, mejoró su supervivencia y estabilidad metabólica, y potenció la inmovilización de Pb mediante la adsorción acoplada con la biomineralización. En el Capítulo V, los nanoplásticos de poliestireno funcionalizados en superficie fueron reutilizados, pasando de ser contaminantes a actuar como aceleradores eficientes de la MICP; en particular, los nanoplásticos funcionalizados con grupos carboxilo proporcionaron sitios de nucleación heterogénea, aceleraron la cinética de mineralización y permitieron la eliminación simultánea de Cu²⁺ y nanoplásticos mediante mecanismos de coordinación interfacial. En el Capítulo VI, se desarrolló un sistema MICP acoplado con turba para relaves de cobre, el cual estabilizó el Cu mediante precipitación de carbonato, transformó el amoníaco nocivo en nitrógeno disponible para las plantas, mejoró los reservorios de carbono y nitrógeno del suelo, y reconstruyó las comunidades microbianas autóctonas, superando así la limitación de “remediado pero infértil” asociada a la MICP convencional. Wed, 03 Jun 2026 00:00:00 GMT https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9993 2026-06-03T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9991 Mechanisms of Advanced Chemical Oxidation in Refractory Gold Ore Pretreatment and Cyanide-Free Leaching Hou, Lei In gold hydrometallurgical leaching, oxidation plays a decisive role in pretreating refractory ores and cyanide-free leaching. For refractory sulfide ores, the liberation of encapsulated gold from the sulfide matrix under strong oxidative conditions is essential prior to leaching. Likewise, gold leaching by cyanide-free systems requires sufficient oxidizing environments for driving gold dissolution. Accordingly, this study focuses on the development of highly efficient advanced chemical oxidation processes, mainly based on free radical chemistry and coordination chemistry, to enhance gold liberation from refractory pyrite ore (Chapter III), and to achieve efficient and stable gold leaching by eco-friendly thiourea (Chapter IV), thiosulfate (Chapters V and VI), and iodide (Chapter VII). In this thesis, Chapter I briefly introduced the justification and objectives of this research. Chapter II comprehensively reviewed the previous research state of pretreating refractory sulfide ores and gold leaching in cyanide-free systems, namely, the antecedents. Chapter III develops a stepwise chemical oxidation process for pretreating a refractory pyrite concentrate by employing persulfate-activated hydroxyl radical (•OH), in which heat-activation at 55 °C initiated pyrite Step I oxidation (14.20%), and the pyrite dissolved Fe ions activation sustained pyrite Step II oxidation to 40.13%, thereby greatly increased Au and Ag liberation (Au 92.2% and Ag 88.6% by thiosulfate leaching). Chapter IV demonstrates that free radicals, generated from the Fenton reaction (Fe2+/H2O2), enable fast gold dissolution in acidic thiourea media, achieving complete gold leaching from a roasted concentrate within only 30 min. Moreover, using nitrilotriacetic acid (NTA) to complex Fe2+/Fe3+ ions can regulate the moderate superoxide radical anion (•O2⁻) as the reactive oxidizing species, which effectively suppresses harmful thiourea degradation. Chapter V focuses on using electrochemical methods to investigate the dissolution behavior of gold in the thiosulfate system by employing copper(II)-glycine complexes as the oxidant. The results show that Cu(C2H4NO2)3− in strongly alkaline media promotes gold dissolution more effectively than Cu(C2H4NO2)20 under near-neutral conditions, as evidenced by faster interfacial electron-transfer kinetics and reduced interface passivation. Chapter VI uses pentetic acid (DTPA) to stabilize copper(II) as the oxidant in thiosulfate gold leaching. Ammonia (NH3), released in-situ from (NH4)2S2O3, can couple with Cu(DTPA)3− to form a more reactive [Cu(DTPA)(NH3)]3− complex, which achieved gold leaching from a roasted concentrate as high as 97.8%, while thiosulfate consumption remained as low as 8.7 kg/t. Chapter VII presents a novel copper (III)/potassium iodide system for gold leaching under near-neutral conditions (pH 5.5), which achieves 94.1% from a gold ore within 60 min and 96.6% from e-waste within 20 min. In this system, copper(III) periodate acts as a catalyst to in-situ generate triiodide (I3−) from iodide (I−), which serves as the reactive oxidizing species driving gold dissolution. Thu, 04 Jun 2026 00:00:00 GMT https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9991 2026-06-04T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9989 Study on hydrolytic evolution and multi-targeted regulation mechanism of the edges of molybdenite fines Wu, Jie Efficient flotation recovery of molybdenite fines (20 μm) remains a significant global challenge. Molybdenite is an anisotropic mineral with two distinct surfaces: hydrophobic faces and hydrophilic edges. As the particle size decreases, the proportion of molybdenite edges increases markedly, leading to the reduced hydrophobicity and poor floatability. Consequently, the natural floatability of molybdenite fines diminishes sharply due to the high edge/face ratio. Currently, conventional collectors such as hydrocarbon oils are ineffective for recovering molybdenite fines because these oils primarily adsorb on molybdenite faces rather than the dominant edges, leading to substantial losses of molybdenite resources. This work aims to develop novel, highly efficient, and environmentally friendly collectors that specifically target the regulation of edge hydrophobicity, which is crucial for improving the flotation efficiency of molybdenite fines. In this study, the flotation performance of molybdenite fines using several collectors, including the traditional sulfide mineral collector sodium isobutyl xanthate (SIBX) and three alternative collectors N-(N-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT), potassium cetyl phosphate (PCP), and sodium 2-mercaptobenzothiazole (MBT) were systematically investigated. The interaction mechanisms between these collectors and molybdenite surfaces were investigated using scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and density functional theory (DFT) calculations. Since molybdenite surfaces are susceptible to oxidation under natural conditions, particularly at edge sites, the influence of surface oxidation on the flotation behavior of molybdenite fines was further examined. In addition, dodecylamine (DDA) was evaluated as a collector for both unoxidized and oxidized molybdenite fines to assess its effectiveness in improving flotation performance. The results showed that NBPT, PCP, and MBT significantly enhanced the flotation of molybdenite fines, achieving floatabilities of approximately 90% due to their preferential chemical adsorption on edge sites, which increased edge hydrophobicity. Furthermore, DDA exhibited superior performance compared with kerosene for both unoxidized and oxidized molybdenite fines. Even after oxidation, the floatability increased to about 90% at a DDA dosage of 100 mg/L, whereas kerosene achieved only 33.62% at 400 mg/L. These findings indicate that regulating the hydrophobicity of molybdenite edges is crucial for efficient flotation of molybdenite fines and provides a promising strategy for improving their recovery.; La recuperación eficiente por flotación de finos de molibdenita (20 μm) sigue siendo un desafío significativo a nivel mundial. La molibdenita es un mineral anisotrópico que presenta dos superficies distintas: caras hidrofóbicas y bordes hidrofílicos. A medida que disminuye el tamaño de partícula, la proporción de bordes de molibdenita aumenta considerablemente, lo que conduce a una reducción de la hidrofobicidad y a una baja flotabilidad. En particular, la flotabilidad natural de los finos de molibdenita disminuye notablemente debido a la alta relación borde/cara. Actualmente, los colectores más comúnmente utilizados, como los aceites hidrocarbonados, no pueden recolectar eficazmente los finos de molibdenita porque estos aceites se adsorben principalmente en las caras de la molibdenita en lugar de en los bordes dominantes, lo que provoca una gran pérdida de recursos de molibdenita. Este trabajo tiene como objetivo desarrollar colectores novedosos, altamente eficientes y ambientalmente amigables que se orienten específicamente a la regulación de la hidrofobicidad de los bordes, lo cual es crucial para mejorar la eficiencia de flotación de los finos de molibdenita. En este trabajo, se investigó sistemáticamente el desempeño de flotación de los finos de molibdenita utilizando varios colectores, incluido el colector tradicional para minerales sulfurados xantato de isobutilo de sodio (SIBX) y tres colectores alternativos: triamida tiodifosfórica N-(N-butil) (NBPT), fosfato de cetilo de potasio (PCP) y 2-mercaptobenzotiazolato de sodio (MBT). Los mecanismos de interacción entre estos colectores y las superficies de molibdenita se exploraron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía de fuerza atómica (AFM), espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) y cálculos de teoría del funcional de la densidad (DFT). Considerando que las superficies de molibdenita son susceptibles a la oxidación en condiciones naturales, particularmente en los sitios de borde, también se examinó la influencia de la oxidación superficial en el comportamiento de flotación de los finos de molibdenita. Además, se evaluó la dodecilamina (DDA) como colector para finos de molibdenita tanto no oxidados como oxidados con el fin de analizar su eficacia para mejorar el desempeño de flotación. Los resultados demostraron que NBPT, PCP y MBT mejoraron significativamente la flotación de los finos de molibdenita, alcanzando flotabilidades cercanas al 90 %, debido a su adsorción química preferencial en los sitios de borde, lo que incrementa la hidrofobicidad de estos. Además, la DDA mostró un desempeño superior en comparación con el queroseno tanto para finos de molibdenita no oxidados como oxidados. Incluso después de la oxidación, la flotabilidad aumentó hasta aproximadamente el 90 % con una dosificación de DDA de 100 mg/L, mientras que el queroseno solo alcanzó el 33.62 % a una dosificación de 400 mg/L. Estos resultados indican que la regulación de la hidrofobicidad de los bordes de la molibdenita es crucial para la flotación eficiente de los finos de molibdenita y proporcionan estrategias prometedoras para mejorar su recuperación. Wed, 13 May 2026 00:00:00 GMT https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9989 2026-05-13T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9988 Study on fabrication and lithium extraction properties of functionalized lithium ion-sieves Lingjie, Zhang Debido a su papel crucial en la transformación energética orientada a la descarbonización, el suministro sostenible de litio (Li) se ha vuelto cada vez más crítico. La extracción de Li a partir de salmueras prácticamente inagotables se está convirtiendo en una alternativa preferente para garantizar el desarrollo sostenible de los recursos de litio, lo que exige el desarrollo de tecnologías de extracción verdes, eficientes y altamente selectivas. Los iono-tamices de litio ofrecen soluciones prometedoras para la extracción selectiva de litio a partir de salmueras, en particular los hidróxidos dobles laminares de litio-aluminio (LiAl-LDHs), gracias a su estructura de cavidades octaédricas específicamente adaptadas para Li+ y a su capacidad de desorción sin pérdidas por disolución. No obstante, aunque los LiAl-LDHs ya han sido utilizados en la extracción industrial de litio, persisten preocupaciones clave que limitan su aplicación a mayor escala. En este trabajo, se sintetizan en primer lugar las relaciones estructura-rendimiento y los avances en la investigación de diversos iono-tamices, demostrando el alto grado de sofisticación y desarrollo alcanzado por los LiAl-LDHs. Posteriormente, al centrarse en los factores que influyen en el desempeño de los LiAl-LDHs para la extracción de Li, se resumen las principales limitaciones que restringen su desarrollo ulterior: i) baja capacidad de adsorción de Li+; ii) el efecto de “envenenamiento por iones sulfato (SO42-)” en salmueras de tipo sulfato; y iii) la escasa viabilidad en salmueras de baja calidad. Con este objetivo, se desarrollan una serie de estrategias, que incluyen ingeniería de dopaje, control de las interacciones interlaminares, construcción de dominios multifuncionales y diseño molecular, para superar dichas limitaciones de los LiAl-LDHs. Como resultado, los LiAl-LDHs modificados exhiben capacidades de adsorción de Li+ significativamente mejoradas, selectividades ultraltas hacia Li+, excelentes propiedades de resistencia al envenenamiento por sulfato y una notable estabilidad en diversos tipos de salmueras, incluyendo salmueras de lagos salinos, salmueras de tipo sulfato y salmueras de baja calidad. Sobre la base de estas ventajas, finalmente se obtiene carbonato de litio (Li2CO3) de alta pureza (97.85 %) a partir de la salmuera empleando los LiAl-LDHs desarrollados. Esta tesis proporciona aportes teóricos y contribuciones técnicas para ampliar el aprovechamiento de recursos de salmuera accesibles con miras a una extracción sostenible de litio.; Owing to the crucial role in energy transformation for decarbonization, sustainable lithium (Li) supply has become increasingly critical. Li extraction from abundant brines is becoming a preferred alternative to ensure the sustainable development of Li resources, which requires green, effective, and selective extraction techniques. Lithium ion-sieves offer promising solutions for selective lithium extraction from brines, especially lithium aluminum layered double hydroxides (LiAl-LDHs) due to their tailored Li+ octahedral cavity structure and desorption without dissolution loss. While LiAl-LDHs have been used for industrial Li extraction, the crucial concerns remain regarding the wider applications. Herein, the structure-performance relationships and research progress of various ion-sieves are first synthesized, demonstrating the sophistication and advancement of LiAl-LDHs. Further, by focusing on the influencing factors of LiAl-LDHs for Li extraction, the main limitations that restrict their further development were summarized: i) low Li+ adsorption capacity; ii) ‘sulfate ion (SO42-) poisoning’ effect in SO42--type brines; and iii) poor feasibility in low-quality brines. To this end, a series of strategies are developed, including doping engineering, steering interlayer interaction, constructing multiple functional domains, and molecular tailoring engineering, to overcome these concerns of LiAl-LDHs. Accordingly, the modified LiAl-LDHs exhibit significantly improved Li+ adsorption capacities, high Li+ selectivity, excellent anti-sulfate poisoning features and stabilities in various brines, involving salt lake brines, SO42--type brines, and low-quality brines. On the basis of these merits, high-purity (97.85%) Li2CO3 is finally produced from the brine using the as-obtained LiAl-LDHs. The thesis provides theoretical insights and technical contributions for expanding accessible brine resources towards sustainable Li extraction. Tue, 02 Jun 2026 00:00:00 GMT https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9988 2026-06-02T00:00:00Z