【正文】 mV。這兩項專利均應用較廣。美國比蘭特工程公司研究指出，硫脲法在許多實際生產(chǎn)工藝中取代氰化提金工藝是可以贏利的。但該模型的假設條件是陰陽極電子的轉(zhuǎn)移速度比硫脲分子及氧氣通過薄膜邊界的傳遞速度要快，反應產(chǎn)物能迅速的擴散而不影響反應的繼續(xù)進行，并且金粒的表面就是陰陽極的反應面，故其具有一定的局限性。 硫脲浸金的發(fā)展概況 1941 年前蘇聯(lián)科學家普拉克辛等人首先提出用硫脲溶解金，但在當時，未能引起人們的足夠重視。 丙二睛法是美國人首先提出的， 在堿性環(huán)境中丙二睛的水解產(chǎn)物能和金生成一種穩(wěn)定的配合物，丙二睛和金的配合物粒度遠大于炭質(zhì)的孔徑，所以該配合物可以很容易的從碳化金礦上剝離，因此溶金率較高，但丙二睛有劇毒，不能工業(yè)化生產(chǎn)，已有報道指出它的衍生無毒物可以浸金。因此，尋找一種經(jīng)濟、清潔、快速而又高效的浸金方法己成為金礦冶煉領(lǐng)域的一個重要課題及新的研究熱點，經(jīng)過幾十年的努力特別是近十年來的科技進步成果應用到提金，冶金工作者已找到了一些方法和試劑，但鑒于金的特殊化學性質(zhì)、金礦伴生雜 質(zhì)和氰化法浸金的所獨有的優(yōu)點，以及新試劑 溶金的特性及成本環(huán)保方面等因素，在 現(xiàn)在甚至將來 ，氰化法 依舊是應用最廣泛 的提金方法 [9]。同時酸法加壓氧化預處理方法應用也十分廣泛，其特點是比氧化焙燒法更加環(huán)保減少了排放，同時金的浸取率也有很大程度的提高，另一個優(yōu)點是加壓氧化可以 在任何介質(zhì)中（ 堿性或酸性 ） 使用。同時 冶金的研究者 也著手從微觀方向找尋方法的原理，因而浸金的動力學研究對科技進步起到了巨大的推動作用。 ⑷ 根據(jù)文獻綜述已知亞硫酸鈉類的物質(zhì)具有穩(wěn)定硫脲抑制分解的作用，所以要從這類物質(zhì)中找到合適的穩(wěn)定劑和確定穩(wěn)定劑的最佳用量本文從理論上分析了穩(wěn)定劑的作用機理，同時通過實驗找到了合適的穩(wěn)定劑和穩(wěn)定劑的和利用量，本實驗已經(jīng)給出了一直最佳穩(wěn)定劑及用量。 Alkaline。目前世界 上所產(chǎn)的 黃 金僅有百分之七十 左右來自易處理金礦，今后這種比例將進一步降低。國內(nèi)外從脈金礦石中提取金的方法主要有三種 ,即鋅置換法、炭漿法和樹脂礦漿法。在水溶液中溶解氯氣 就能很快溶解 單質(zhì) 金。 硫代硫酸鹽法 [11]是個比較普通的工藝，由于其對浸取溫度要求比較高，且消耗量巨大，工藝技術(shù)進步不太大，也是最沒有前景的。在這個時期的提金理論研究方面， Groenrwald對金在酸性硫脲中的溶解速度進行了細致深入的研究，證明硫脲溶金速度與其它浸取劑相比是很快，且 Cu、 As、 Sb、 Pb 等伴生元素對浸取反應的干擾小。 Puall 及 Filmerl 等在考慮了伴生金屬礦物的電化學作用基礎(chǔ)之上，提出了陽極鈍化情況下的理論分析，該機理對于工業(yè)生產(chǎn)的實際指導意義不言而喻，但是仍然不夠全面且缺乏有充分說明意義的定量分析。這項工作的關(guān)鍵在于藥劑的循環(huán)再生與返回使用以后及貴 金屬的沉淀方法。其特點是在浸出礦漿中通入 SO2，并用硫脲洗滌浸渣。但過低的 pH 值會導致硫脲的分解加重，一般硫脲濃度越高，浸金率越高。鐵溶入酸性硫脲中后形成三價鐵離子是一種溫和的氧化劑，硫脲的分解產(chǎn)物可以將鐵氧化而本身還原為硫脲實現(xiàn)循環(huán)再生，循環(huán)再生率可高達 80 一 95%。 我國科學家黃禮煌等人 [24]早在 1980 年，從理論上討論得出了 硫脲溶金的基本化學反應，并用熱力學和分子擴散理論解釋了影響硫脲溶金的主要外部環(huán)境因素，如反應介質(zhì) pH 值、金屬雜質(zhì)含量、硫脲濃度、初期浸取溫度、氧化劑類型、雜質(zhì)類型、硫脲濃度與溶液含氧量的比值等，同時探索了提高溶金效率、減少硫脲損耗的方法。 一個硫脲分子與Au(SC(NH2)2)十 形成穩(wěn)定的 Au(SC(NH2)2)2 且向溶液中迅速擴散，最后一步速度較慢是浸金過程的速度控制步驟。 1984 年長春黃金研究院的工程師薩本嘉 、 張方宇 、 程華 等人 [28]著重的對堿性介質(zhì)中硫脲溶金作了一些探討。廉價的氧化劑氧氣的溶解度又十分小，于是經(jīng)過大 量實驗得出了鐵氰化鉀，硫代硫酸鈉等溫和氧化劑是比較適合的氧化劑。電子密度是靜電力強弱的衡量標準，決定物質(zhì)的活潑性和基本性質(zhì)，在分子間的電子云表示分子間作用力，分子軌道上的電子分布能指示反應的活性，分子的最高有電子占據(jù)軌道 HOMO 的能量水平表征分子失去電子的難易程度，同時分子最低空余軌道 LUMO 的能量水平表征分子得到電子的能力。 通過 PM3 方法 [32]計算得到的分子軌道圖和相關(guān)數(shù)據(jù)如下：單一的硫脲分子中軌道主要分布在硫原子上，硫脲中的硫原子是硫脲分子中最活躍的部分，硫脲的分解一定硫原子的行為有關(guān)。L1的 NaSiO3溶液 ,加入 2mL 過氧化氫， 5mL 的丙酮，按編號加入 1 mol 將小燒杯中導入少量水，溶解，并清洗表面皿和燒杯壁，（用盡量少的蒸餾水）將燒杯中的溶液固體倒入離心管內(nèi)，（可以分裝到多個離心管內(nèi)）進行離心，離心時應當注意離心管均勻放置， 高速離心 15min，取下靜置 24h， 取下時應注意不可晃動離心管， 用注射針管將上清液移入 25mL 的容量瓶中，（注意不要移入沉淀等固體物質(zhì)，否則會堵塞原子吸收分光光度計的吸液管）定容后混勻，然后用原子吸收分光光度計測定金含量。浸取時間分別為 1h、 2h、 3h、 4h、 5h。L1的硫脲溶液和 25mL 以下步驟與 pH 為變量時的第二步、第三步步驟一樣。加入 25mL 硅酸鈉的步驟在實驗堿度時已測到。 結(jié)合 國內(nèi)學者黃禮煌等人的研究， 現(xiàn)分析原因為 pH和金溶解電勢有直接關(guān)系，從 Au3+和 Au（ OH） 3 存在化學平衡關(guān)系：3H2O+Au3+=Au（ OH） 3+3H+， 我們要想得到更高的浸出率就必須使反應向著有利于金溶解的方向進行，溶液中同時也存在水和溶解氧的化學平衡： O2+4H++4e— =2H2O， 2H2O+2e— =2OH— +H2 酸堿 度直接影響平衡，溶解氧對金的浸取起到 了氧化的作用有助于金的浸出，再傾向更堿性的環(huán)境下這種作用會起到更大作用，但堿性環(huán)境同時也會降低被氧化的三價金離子的穩(wěn)定性作用，使金離子迅速的沉第三章 實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析 20 淀附著在原礦物上。L1的硫脲溶液 ， 25mLL1 圖 33 硅酸鈉（ 綠線 ）和亞硫酸鈉（ 紅線 ）的浸金效果 浸取溫度為變量時 實驗結(jié)果分析 表 34 不同溫度下的測試結(jié)果 試樣編碼 浸取溫度 /℃ 金殘余檢測結(jié)果 g/t 浸取率 % d1 20 d2 25 d3 30 d4 35 d5 40 d6 45 溫 度對于化學反應的影響是巨大的， 根據(jù)硫脲的物化性質(zhì)硫脲的高溫穩(wěn)定性第三章 實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析 23 很差 ，特別是 溫度 高于 45℃ 時，硫脲會因分解而大量損失，這 樣就 研究失去意義 。 第四章 實驗結(jié)論 25 第 四 章 實驗 結(jié)論 實驗針對某高銅金精礦進行了金的提取，礦物的品位較高，是氰化精選礦樣。她的言傳身教和 廣博的學識及嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度將使我受益終生。 在不同浸取時間下的進去實驗表明，要想獲得較高的進去效率就必須控制反應時間在兩小時以內(nèi)，對于金精礦的浸取時間要想得到較高的浸取率，就必須控制反應時間在三到四個小時內(nèi)，較長的反應時間對浸金僅有微弱的影響。L1 f2 15mL但是 從硅酸鈉和亞硫酸鈉的價格方面考慮， 目前 亞硫酸鈉依然是最佳的穩(wěn)定劑選項。L1 的 NaSiO3 溶液 ， 2mL 過氧化氫 ，5mL 的丙酮， 25mL 氫氧化鈉溶液 ，加入磁子電磁攪拌中速，控溫在 28℃ 。 pH為變量時 實驗結(jié)果 分析 表 31 不同 pH 值下浸金結(jié)果 試樣編碼 氫氧化鈉加入量 mL 實測 pH 值 金殘余檢測結(jié)果 g/t 浸取率 % a1 45 a2 35 a3 25 a4 20 a5 15 a6 10 a7 5 a8 a9 a10 a11 以 pH 為變量時的 硫脲浸金的 結(jié)果如 表 31，實驗的條件為：用移液管向燒杯內(nèi)各加入 25mL1molL 15mL測出三組不同的浸出率與 中的硅酸鈉為穩(wěn)定劑時的浸出率數(shù)據(jù)比較。L1的硫脲溶液和 25mL然后測量個試樣金的濃度。 向燒杯內(nèi)加入 50mL 定量濾紙漿，用玻璃棒攪拌均勻，過濾，用熱硝酸（ 2＋ 98）洗滌燒杯玻璃棒沉淀 6 次，將沉淀濾餅放到蒸發(fā)皿上內(nèi)置于真空干燥箱內(nèi)干燥 2h 溫度 100℃ ，取下干燥好的濾餅，放到 50mL 的坩堝上，置于電熱板上加熱灼燒，至濾紙燃燒為灰燼。軌道能量數(shù)據(jù)比較表明 :酸性溶液中硫脲較為穩(wěn)定，堿性溶液中硫脲不穩(wěn)定，分子中硫易反應轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，這便是堿性硫脲不穩(wěn)定的根本原因。 第一章 引言 11 圖 1—1 硫脲分子的結(jié)合水最穩(wěn)定構(gòu)型 圖 1—2 水溶液中硫脲異構(gòu)紅外光譜圖 同時紅外光譜也測定了硫脲的分子異構(gòu)，如圖 1—2 所示吸收峰 1 即使碳氮雙鍵的吸收峰，既證明了硫脲的異構(gòu)存在。離子交換樹脂法是一個比較有前景的研究，它具有很多優(yōu)點，動力學性能優(yōu)秀，吸附速度快，吸附量高，分離性能優(yōu)良，現(xiàn)在也出現(xiàn)了很多離子交換樹脂，胡曉玲 [30]等研究了 D001CC 強酸性離子交換樹脂，在酸性硫脲 浸金中對金銀配合物的吸附作用較好，而且可以重復利用，多次利用性能改變不大。浸金中氧化劑的選取是氧化電勢的需要，根據(jù)電化學腐蝕原理，加入氧化劑在金的表面形成為電池，使金自然溶解，氧化劑的氧化電勢越高，它的溶金能力就越強，但是氧化能力太強就會是硫脲分解為元素硫，硫氧化物，從而增加了硫脲的消耗。中南大學化學化工學院化工冶金所的趙剛，王帥等人 [27]用加有氰化鈉、硫代硫酸銨和添加劑的酸性硫脲浸取，經(jīng)過浸出條件實驗總結(jié)，得出硫脲酸浸法浸出硫酸燒渣中 Au 的優(yōu)化條件為：硫酸濃度 10%，浸出時間 2h，硫脲濃度 10g/L，浸出溫度 50℃ ，液固比 3:1。目前來看制約酸性硫脲浸金進行工業(yè)化生產(chǎn)的兩大主要原因是硫脲的消耗和設備的腐蝕，因此，很多科技工藝研究人員緊緊圍繞降低酸性硫脲浸金中減少硫脲損耗及設備防腐開展了一些研究工作，取得了一定的成果。并指出此類礦石用硫脲直接從其含金浮選精礦中提金的效果不佳 ,需要先經(jīng)焙燒再用硫脲浸出才能獲得與氰化法基本相當?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟指標 ,其金的浸出率達 ％ ,置換率達 ％ ,金的總收率達 ％ ,處理一噸金精礦的主要材料消耗費約 ～ 元。 SKW 法 是西德時期 SKW 公司發(fā)現(xiàn)的，他們用二氧化硫作為還原劑減少硫脲的消耗， 實驗證明，在硫脲浸金的實際應用中如果溫度較高那么硫脲會大量分解，硫脲大多先分解為二硫甲脒，這是向礦漿中通入適量的二氧化硫，會還原二硫甲脒， 二氧化硫的通入速度控制在礦漿總量的一半左右，使其中的二硫甲脒一直保持在被氧化的狀態(tài)，就能實現(xiàn)高浸出率和低硫脲損耗。 1981 年日本的筱藤佐吉等人 [18]以工業(yè)上工藝生產(chǎn)為實際出發(fā)點進行了大量的酸性硫脲浸金探索實驗研究，他對條件進行了系統(tǒng)的研究，測定了 pH、溫度、硫脲濃度及 Fe3+的濃 度的影響效果，并得出了浸出時間對浸第一章 引言 6 出率的影響數(shù)據(jù)，并詳細分析了各種外部因素影響浸出率的內(nèi)因。在薩爾賽格的專利中，介紹了從砷黃鐵礦中回收金銀的方法，其過程是原料經(jīng)兩段焙燒產(chǎn)出燒渣，在 70℃ 用硫酸預浸，再用酸性硫脲溶液在該溫度下浸出。 加拿大籍華人陳登文在處理難以處理的含碳泥質(zhì)礦石時，采用焙燒和濃硫酸預處理，用酸性硫脲浸出，金的回收率達 95%，硫脲與硫酸的消耗分別為 － 2kg/t 和 70kg/t 礦石。 Hbaashi 等人曾從動力學的角度對硫脲及氰化物溶解貴金屬金銀進行了深入研究，并較為一致地認為在非強氧化劑存在的條件下，它們的溶金過程原理是一個電化學反應，根據(jù)電化學金屬腐蝕原理和擴散作用原理 ，他們提出了過著名的電化學擴散過程控制模型，并通過實驗得出了硫脲在礦石表面的擴散系數(shù) [13]，以后的眾多學者都借鑒了這一研究成果。 經(jīng)過測試后其浸金的浸出率