【正文】 其 在我國(guó)含量巨大 并 占到了金精礦的三分之一以上，目前的 預(yù) 處理手段大多采用氧化焙燒法，但無(wú)論是從工藝方面還是從設(shè)備上 該方法 都相第一章 引言 2 對(duì)落后。 另外 細(xì)菌氧化法也是個(gè)不錯(cuò)的預(yù)處理方法，并已得到了小規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用 [7]。如直接從氰化礦漿中提金 ,可省去固液分離 ,金回收率提高 37％以上。 目前非硫脲浸金 的濕法煉金 方法 [10]還有水氯化法、 丙二睛法 、 氨浸法 、溴化法碘化法、硫代硫酸鹽法、石硫合劑法、二氧化氯法 等 。 在酸性介質(zhì)中金以 金氯配合物 的形式浸出 ，然后 被活性 炭粒 化學(xué)吸附進(jìn)而還原 成金屬金 ，并附著在炭表面 。 氨浸法是一個(gè)使用較少的方法，研究結(jié)果表明在極難浸取的 金礦的浸取上氨浸法具有很大的優(yōu)勢(shì)，它可以在較短的時(shí)間內(nèi)迅速浸取，一般浸取率都超過(guò) 94%，用亞鐵例子作為氧化劑時(shí)，在室溫下就有良好的浸金表現(xiàn)。但該法的后續(xù) 處理 工藝技術(shù)還不太成熟 ，浸金后的分離比較復(fù)雜 。直到 20 世紀(jì)七十年代，由于氰化提金和傳統(tǒng)提金方法的局限性引發(fā)的環(huán)保問(wèn)題日益突出，硫脲 浸金技術(shù)才開(kāi)始在世界各地受到足夠的重視。 第一章 引言 4 在實(shí)際浸礦工藝研究方面， Gabra 最早對(duì)硫脲法和氰化法做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，在室溫下，一個(gè)大氣壓，分別用 硫脲﹙ ﹪﹚、硫酸﹙ ﹪﹚、亞鐵離子﹙ ﹪﹚和氰化鈉﹙ ﹪﹚、氧化鈣﹙ ﹪﹚兩種方法處理含碳的砷黃鐵礦，得到結(jié)果顯示浸取時(shí)間為 0—5h 時(shí)硫脲 一 組比氰化鈉 一 組金浸取量高 。 Kudyrk 和 Wadswohrt 在試驗(yàn)結(jié)果及上述理論的基礎(chǔ)上，提出了Hybrid—Control 動(dòng)力學(xué)模型。史守民等人通過(guò)電化學(xué)催 化實(shí)驗(yàn)得到了較高的浸出速度和浸出率。該公司已完成了半工業(yè)化試驗(yàn)，初步設(shè)計(jì)了工藝流程并成功地進(jìn)行了小型試驗(yàn)車(chē)間生產(chǎn)。試驗(yàn)中，首次將硫脲和硫代硫酸鹽以及鐵氰化物的混合物溶液應(yīng)用到 “壓入－抽出 ”試驗(yàn) [16]中，借以從深覆蓋的沖積型礦床中提取金。但其也有局限性，比如熱的酸具有很高的危險(xiǎn)性也不太符合 環(huán)保理念。 Schulze 在降低硫脲耗量的研究中提出在浸金過(guò)程中于礦漿中通入足夠的 SO2，可以有效地抑制二甲硫脲的不可逆分解，從而使硫脲的損失減少到最低程度，這一研究成果大大提高了硫脲浸金的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)電勢(shì) 250mV 時(shí)，硫脲會(huì)迅速損失，當(dāng)電勢(shì)小于 150mv 根據(jù)能斯特方程，硫脲溶解金的能力將會(huì)喪失。同期國(guó)內(nèi)學(xué)者夏光祥 [20]也發(fā)現(xiàn)浸出中硫脲最高損失量可高達(dá) 90%。 我國(guó)黃金資源豐富，但提金的工業(yè)技術(shù)相對(duì)落后與西方國(guó)家，七十年代，國(guó)內(nèi)學(xué)者章建民、薩本嘉及長(zhǎng)春冶金研究所的研究人員也進(jìn)行了大量研究工作，為國(guó)內(nèi)硫脲法的推廣應(yīng)用做出了巨大貢獻(xiàn)。 1982 年新英格蘭鏑公司投產(chǎn)了一每班處理八噸精礦的硫脲浸金廠(chǎng)，金金礦的品位為每噸含金 30 到 40 克，浸出時(shí)間僅為五分鐘，間歇作業(yè)，硫第一章 引言 7 脲的消耗為每噸兩公斤，浸出的效果十分好，用活性炭回收金，得到含金量每噸 2 到 8 公斤的載金炭，貧液用雙氧水調(diào)整氧化還原電位，并達(dá)到循環(huán)使用的目的，該方法脫金溶液較易處理，溶金的速率十分快，而且具有很強(qiáng)的選擇性。浸出率可達(dá)88． 9％。 為完善上述理論桂林工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系教授彭鐵輝 [25]對(duì)酸性硫脲溶液浸出金的最佳 pH 值進(jìn)行了精細(xì)計(jì)算，并從實(shí)驗(yàn)得出 :在 298K 時(shí)，金的浸出率達(dá)到峰值時(shí)，此時(shí) pH 值等于 ，但同時(shí)硫脲的分解轉(zhuǎn)化率也達(dá)到峰值， pH 值的下降或升高，都會(huì)導(dǎo)致金浸出率的降低和硫脲損耗的減小。郭觀(guān)發(fā)等人根據(jù)循環(huán)伏安和恒電流階躍方法以及分子擴(kuò)散理論研究了硫脲浸金機(jī)理，實(shí)驗(yàn)表明 :硫脲首先擴(kuò)散并吸附在金顆粒的表面，金原子擁有可以容納一對(duì)孤對(duì)電子的空軌道而接受硫原子的一對(duì)孤對(duì)電子并形成配合物 。對(duì)硫脲提金溶解動(dòng)力學(xué)的研究，進(jìn)一步證明了 SO2 在酸性硫脲浸出過(guò)程中的電化學(xué)還原催化作用機(jī)理，并完善了酸性硫服浸金理論。 堿性硫脲浸金的研究 硫脲浸金過(guò)程基礎(chǔ)工藝 研究進(jìn)展 為了克服酸性硫脲浸金的各種缺點(diǎn)，從而使硫脲浸金正真的應(yīng)用到工業(yè)上來(lái)，科學(xué)工作者開(kāi)始研究在堿性環(huán)境中硫脲浸金的可行性，開(kāi)始就有人武斷地表示堿性硫脲浸金的可能性為零，因?yàn)榱螂逶趬A性環(huán)境 中極不穩(wěn)定，易不可逆的分解為硫化物和氨基氰，而且前人做的研究都表明硫脲浸金的介質(zhì) pH 值必須小于 1． 78，否則金很難溶解。通過(guò)上述試驗(yàn) ,對(duì)在堿性介質(zhì) 中硫脲溶金取得了一定的進(jìn)展 ,尤其對(duì)含金廢料中金的再生具有一些優(yōu)點(diǎn) ,但存在溶金速度慢和硫脲耗量大等問(wèn)題 ,沒(méi)有太大的工業(yè)實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析得知硫脲的自身分解產(chǎn)物二硫甲脒具有溫和氧化劑的功效。 在金的回收方面 目前金回收的方法 [29]主要有：沉積法，活性炭吸附法，離子交換法，電解法，金屬置換法，加氫還原法，溶劑萃取法等。其它回收方法也各有優(yōu)點(diǎn)。 現(xiàn)在我們從微觀(guān)角度看酸性或堿性硫脲浸金實(shí)驗(yàn) [32]，堿 性硫脲浸金與酸性相比硫脲的穩(wěn)定性很差，要實(shí)現(xiàn)堿性環(huán)境下硫脲浸金就必須找到一個(gè)合適的穩(wěn)定劑減少硫脲的消耗。 在化學(xué)穩(wěn)定性方面，硫脲在堿性環(huán)境中的分解率隨堿度的上升而增加，加熱條件下分解會(huì)更嚴(yán)重，在室溫下無(wú)氧化劑的堿性溶液中硫脲的分解并不嚴(yán)重。如酸性溶液中有共價(jià)鍵的存在，聯(lián)氫硫脲異構(gòu)體的最高占據(jù)軌道 HOMO 能量為﹣ ，最低空分子軌道 LUMO 能量為﹣ 。 第二章 實(shí)驗(yàn)部分 14 第二章 實(shí)驗(yàn)部分 試劑和儀器 主要試劑 實(shí)驗(yàn)使用的主要試劑及其純度等級(jí)和生產(chǎn)廠(chǎng)家如下： 硫脲 CP 天津化學(xué)試劑廠(chǎng) 硫酸 AR 北京化學(xué)試劑廠(chǎng) 鹽酸 AR 天津化學(xué)試劑廠(chǎng) 硝酸 CP 北京化學(xué)試劑廠(chǎng) 雙氧水 AR 北京化學(xué)試劑廠(chǎng) 硅酸鈉 AR 北京化學(xué)試劑廠(chǎng) 氫氧化鈉 AR 北京化學(xué)試劑廠(chǎng) 亞硫酸鈉 AR 北京化學(xué)試劑廠(chǎng) 丙酮 AR 北京化學(xué)試劑廠(chǎng) 高度去離子水 儀器設(shè)備 GT163（原 LG163） 型高速離心機(jī) STY 陶瓷電熱板 DF101S 型磁力攪拌恒溫水浴鍋等實(shí)驗(yàn) 基本設(shè)備 用 AA9000 型原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定浸取渣中的金殘余含量 真空干燥箱，馬弗爐等 堿性硫脲浸金的試驗(yàn)方法步驟 硫脲浸金 pH為變量時(shí) 第一步，取 300 毫升的燒杯 11 個(gè)分別編號(hào) a a2 … a 11，用移液管各加入25mL1mol 第二步，將浸取漿液用定量濾紙過(guò)濾，洗液為蒸餾水，用鑷子取下濾餅，放到干凈干燥的表面皿上置于真空干燥箱中干燥 2h，干燥溫度 100℃ ，干燥時(shí)不應(yīng)隨意打開(kāi)干燥箱。 將灼燒后的 灰燼放到 100mL 的小燒杯中，（必須保證小燒杯干燥，否則會(huì)造成液體飛濺，燒到人體衣物 ，若不小心濺到身上或皮膚上必須立即用大量的清水沖洗 ）向小燒杯中加入 2mL 的濃硝酸，用電爐加熱 2min，然后加入 6mL 的鹽酸，加入時(shí)要沿杯壁 緩慢 加入，并蓋上表面皿，這時(shí)液體會(huì)有飛濺，等液體快要消失時(shí)取下（不能烤糊了或過(guò)干了）放冷。 移取 0、 、 、 、 、 、 的上述金溶液，分別移入100mL 的容量瓶中，加入 5mL 的王水，稀釋至刻度，混勻。L1的硫脲溶液和 25mL測(cè)出四組不同浸出時(shí)間下的浸出率。L1的硫脲溶液和25mL浸取時(shí)間為 4h。L1的硫脲溶液和 25mL 硫脲浸金穩(wěn)定劑用量對(duì)浸出的影響 取 300 毫升的燒杯 4 個(gè)分別編號(hào) f f f f4，用移液管各加入 25mL1molL45mL測(cè)出四組組不同浸出穩(wěn)定劑下的浸出率。L1 的 NaSiO3溶液 ,2mL 過(guò)氧化氫， 5mL 的丙酮， 加入磁子電磁攪拌中速，控溫在 28℃ ，以氫氧化鈉調(diào)節(jié) pH 值，根據(jù)表格我們得出如 圖 31 的曲線(xiàn)， 由于原漿液是金精礦而且漿液是使用氰化法提取的所以回顯比較強(qiáng)的酸性，加入定量的氫氧化鈉溶液后并不能得到特定的 pH 值的漿液，所以我們用電子數(shù) 顯酸堿度儀進(jìn)行實(shí)際 pH 值測(cè)定。 圖 31 不同 pH 下的浸取率曲線(xiàn)圖 浸取時(shí)間為變量時(shí) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 表 32 不同浸取時(shí)間下的測(cè)試結(jié)果 試樣編碼 浸取時(shí)間 /h 金殘余檢測(cè)結(jié)果 g/t 浸取率 /% b1 1 b2 2 b3 3 b4 4 b5 5 通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出如 表 32 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 實(shí)驗(yàn)的條件為： 用移液管 各 加入25mL1mol 從工業(yè)上的浸金考慮， 浸金反應(yīng) 4 小時(shí)是最佳物料反應(yīng)時(shí)間，對(duì)于浸金這種間歇反應(yīng)，控制反應(yīng)時(shí)間在工業(yè)上 很重要 ， 初級(jí)選礦的金富集需要較高的反應(yīng)速率， 于是我們控制反應(yīng)的時(shí)間到 4 小時(shí)，對(duì)于金精礦的浸取我們選擇更長(zhǎng)的浸取時(shí)間，以提高精礦的浸取率。 在研究硫脲浸金中的穩(wěn)定劑的作用，及其對(duì)浸出率的影響， 用到的 兩種穩(wěn)定劑分別為亞硫酸鈉和硅酸鈉， 試驗(yàn)中 通過(guò)三組對(duì)比試驗(yàn)，可知硅酸鈉的浸金效果要比亞硫酸鈉的浸金效果好， 平均浸取率高出了 ％ ， 但 兩者 差距并不是很大， 以前的研究只關(guān)注了硫脲的分解率，但此次試驗(yàn)將浸取率也作為參考加入了浸金穩(wěn)定第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析 22 劑參考。L1 c2 15 25mL 穩(wěn)定劑用量為變量時(shí) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 表 35 穩(wěn)定劑用量不同 下的測(cè)試結(jié)果 試樣編碼 穩(wěn)定劑用量 L1 f4 45mL實(shí)驗(yàn)表明當(dāng) pH 值為 時(shí)，浸金率到到最高的 %， 從金離子的水解平衡和溶解氧平衡方面說(shuō)明了堿性硫脲浸金的 pH 值對(duì)溶金反應(yīng)平衡的影響。參考文獻(xiàn) 26 參考文獻(xiàn) [1] 盧宜源 ， 賓萬(wàn)達(dá) .貴金屬冶金學(xué) ， 中南大學(xué)出版社 ， 2020， 40一 50 [2] 蔡淑霞，張?jiān)?.堆浸提金原理和試驗(yàn)研究 .貴金屬地質(zhì)， 1992， 12(4) :236一 242 [3] 潘志兵 .堆浸提浸新進(jìn)展 [J].礦產(chǎn)綜合利用， 1996， 15(3) :25一 30 [4] 邱廷省，羅仙平，付麗珠 .磁場(chǎng)強(qiáng)化硫脲浸金試驗(yàn)研究 [J].黃金， 1999， 20(9):32一 34 [5] 秦海山，任忠杰 .巖金堆浸含氰廢渣污染及其防治措施 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