第13章 非氰浸金方法

1、第13章 非氰浸金方法 氰化法至今仍是一占統(tǒng)治地位的提金方法，但是氰化法有其固有的缺點(diǎn)；首先，藥劑有劇毒，特別是在推浸及廢液排放，貯存的地方，必須防止對(duì)環(huán)境造成的污染。在有些情況下（如地下浸出），不能使用氰化法；其次，氰化物浸金速度緩慢，溶解則更慢。為克服此缺點(diǎn)，就得增加藥劑消耗量和生產(chǎn)成本。此外，氰化法也不是萬(wàn)能的，對(duì)于含有CuAs、Sb的金礦，氰化法浸金很困難。因此，人們一直在尋找非氰浸金工藝。比較有前途的非氰工藝是硫脲法和水氯化法。此外，細(xì)菌浸出法也越來(lái)越受到人們的重視。13.1 硫脲法用酸性硫脲溶劑，在有氧化劑存在的條件下浸出礦石的金 銀的方法稱(chēng)為硫脲法。13.1.1 硫脲的性質(zhì) 硫脲

2、又名硫代尿素，其結(jié)構(gòu)式 相對(duì)分子質(zhì)量為76.12。它具有白色有光澤的菱形面晶，苦味，密度1.405，熔點(diǎn)108182。它易溶于水，其水溶液呈中性 硫脲在堿性溶液中不穩(wěn)定，易分解為硫化物和氨基氰： SC(NH2)2+2NaOH=Na2S+CNNH2+2H2O 分解生成的氨基氰可轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩兀?CNNH2+2H2O=CO(NH2)2硫脲在酸性溶液中具有還原性質(zhì)，可被氧化而生成多種產(chǎn)物。在室溫下比較容易氧化為二硫甲嘧(SCN2H3)2： 二硫甲脒是活潑的氧化劑。它可進(jìn)一步分解為硫脲、氨基氰和元素硫硫脲在酸性或堿性中，加熱至60時(shí)均會(huì)發(fā)現(xiàn)水解： SC(NH2)2+2H2O=CO2+2NH3+H2S 13

3、.1.2 硫脲熔金 銀的原理在氧化存在的條件下，金 （銀）可溶于酸性硫脲溶液中： Au+2SC(NH2)2=AuSC(NH2)22+e Ag+2SC(NH2)2=Ag SC(NH2)22+e Ag+3SC(NH2)2=Ag SC(NH2)23+e 可見(jiàn)金溶解在標(biāo)準(zhǔn)電位（0.38V）與硫脲氧化的標(biāo)準(zhǔn)電位（0.42V）很接近。 圖13-1為金在硫脲溶液中陽(yáng)極極化曲線。極化曲線表明發(fā)生了兩種不同的反應(yīng)： 金的氧化和硫脲的氧化。二者之間只有一個(gè)很窄的電位區(qū)。在此電位區(qū)內(nèi)只出現(xiàn)金的溶解而不發(fā)生硫脲迅速氧化。但由于動(dòng)力學(xué)的原因，只有在氧化性更強(qiáng)的條件下，金的溶解速度才比較快。因此，硫脲的氧化是難以避免的。

4、有人提出：二硫甲脒有可能作為金的氧化劑。但是因?yàn)樗姆纸馑俣认喈?dāng)快，在pH較高時(shí)尤為明顯，因而會(huì)導(dǎo)致硫脲的消耗。為了避免硫脲過(guò)多的氧化，應(yīng)給選擇合適的氧化劑和濃度。試驗(yàn)研究證明，硫脲高鐵比較適合。在硫脲溶金時(shí)，溶液中有氧存在是有利的：Au+2SCN2H4+1/4O2+H+=Au(SCN2H4)+2+1/2H2O與氫化溶金 銀相仿，要使金以最大速度溶解，溶液中硫脲濃度與溶液中氧的濃度應(yīng)保持一定的比值。在室溫條件下，其比值為1020.由于硫脲溶金 銀時(shí)，溶液中的氧化劑除了溶劑的氧外，還有高鐵鹽，而且高鐵鹽在溶液中的濃度比氧的濃度要高得多，所有硫脲溶金 銀比氰化物更有利。圖13-2為酸性硫脲法和氰化

5、法提取細(xì)磨金礦溶金速度的比較圖13-3為酸性硫脲法和氰化法提取細(xì)磨銀礦溶銀速度的比較。由圖13-2 圖13-3看出，在浸出時(shí)間相同時(shí)，硫脲法溶金 銀的速度比氰化法快。銅 鉛 鋅 鉍 鎘等金屬也能與硫脲形成帶正電荷的絡(luò)離子，但溶解速度要比氰化物溶液中的溶解速度小得多。通常浸金溶液成分為：硫脲1%2%,硫酸pH11.5，F(xiàn)e3+=12g/L.13.1.3 硫脲法的應(yīng)用硫脲溶金的最早報(bào)告是1941年由于前蘇聯(lián)冶金學(xué)家拉克辛提出的。20年后普氏等人有重新研究了該工藝。此后，各國(guó)研究者作了廣泛的實(shí)驗(yàn)研究。在我國(guó)，此項(xiàng)研究已持續(xù)了20余年，現(xiàn)在硫脲法已投入小規(guī)模生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。國(guó)外也有小規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。 我國(guó)某金

6、礦采用低濃度硫脲浸出 鐵板置換同時(shí)進(jìn)行工藝（又稱(chēng)鐵浸法 一步法）。該礦為含金黃鐵礦，浮選得硫金靜礦，金大部分以細(xì)粒嵌于黃鐵礦裂隙中，金礦經(jīng)濃密后再磨至-320目90%進(jìn)行浸金。在浸出槽內(nèi)懸掛鐵板置換，置換鐵板定時(shí)取出，刮洗金泥。浸置條件：硫脲初始濃度0.2%0.3%，pH11.5，液固比21；浸出時(shí)間3640h；鐵板面積3m2/m3礦漿，金泥刮洗周期為2h。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)硫脲消耗4kg/t礦，硫酸消耗50kg/t礦，鐵板消耗6kg/t礦，金浸出率89%，置換率99%。 硫脲法的優(yōu)點(diǎn)毒性低，脫金后溶液已處理，可再生重用，可用不排污工藝流程進(jìn)行生產(chǎn)；金 銀溶解速度快；對(duì)賤金屬（Cu As Sb Pb

7、等）有害雜質(zhì)不敏感。 硫脲法存在的問(wèn)題是硫脲價(jià)格較高，消耗量也較大,因而成本高；使用硫酸，要求設(shè)備防腐，也不宜于處理含堿性脈石多的礦石。因此，目前它還不能取代氰化法，而只能用于不適合氰化法處理的特殊脈石。13.2 水氯化法 氯化法有干氯化（揮發(fā)焙燒）和水氯化之分 水氯化法浸金原理金在飽和有Cl2的酸性氯化物溶液中被氧化，形成三價(jià)金絡(luò)陰離子 2Au + Cl2 + 2HCl = 2HAuCl4 2Au + Cl2 + 2NaCl =2NaAuCl4 對(duì)于銀，首先是生成氯化銀的沉淀，然后，與過(guò)量的氯化物形成絡(luò)陰離子而進(jìn)入溶液 AgCl + Cl- = AgCl2- 三價(jià)金在氯化物溶液中電位相當(dāng)高

8、Au+4Cl=AgCl4+3e 因此，已溶金很容易被還原，故礦石浸出時(shí)溶液中必須飽和氯氣。 在20世紀(jì)初，水氯化法曾被用來(lái)從礦石中浸金。由于氰化法的改進(jìn)，此法未能推廣。水氯化法的最大優(yōu)點(diǎn)是便宜，浸出速度快，不存在金的鈍化問(wèn)題，并且從溶液中回收金很容易。 但是，水氯化法也存在嚴(yán)重的局限性 在硫化礦浸出時(shí)，會(huì)有一部分或大部分MeS溶解，這使廢液處理復(fù)雜化，因此，對(duì)于含S0.5%的酸性礦石，用水氯化法可能是適合的。除此，水氯化法還存在Cl2對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的危害以及設(shè)備復(fù)雜化的問(wèn)題。13.3 微生物提金 微生物提金包括三個(gè)方面 其一，利用細(xì)菌脫出砷黃鐵礦或黃鐵礦中的砷和硫，使其包裹的金暴露，然后氰化浸出。在這

9、里，細(xì)菌浸出。在這里，細(xì)菌浸出作為氰化前的預(yù)處理 。其二，用微生物直接浸出礦石的金。其三，用微生物回收水(液)中的金 銀。 微生物提金目的尚處于研究階段。 用微生物直接浸出礦石中的金，確切的說(shuō)，是利用微生物的某些代謝產(chǎn)物浸出金。因?yàn)樗鼈兊拇x產(chǎn)物中有大量的氨基酸。 如天門(mén)冬氨酸 絲氨酸 組氨酸 甘氨酸，這些氨基酸能和金起絡(luò)合作用。溶金能力為(mg/L) 苯丙氨酸 33.1，天門(mén)冬氨酸31.8，絲氨酸24.5，組氨酸20.7,甘氨酸18.1，蛋氨酸14.8. 為了提高微生物的溶金能力，研究發(fā)現(xiàn)，菌株經(jīng)人工誘變后，融進(jìn)能力比“野生”菌株強(qiáng)。如以尿素和二代磷酸銨為氮源，葡萄糖和糖蜜為碳源培育細(xì)菌，所

10、獲得的浸金率比“野生”菌株浸金高510倍。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，添加氧化劑(如高錳酸鉀 過(guò)氧化鈉 過(guò)硫酸鉀)還可以進(jìn)一步提高溶金能力。溶金能力比較強(qiáng)的細(xì)菌有：巨大芽孢桿菌20號(hào)和30號(hào)，液化假單胞菌9號(hào)，腸膜芽孢桿菌12號(hào)。此外，某些真菌 放線菌也具有溶金能力1986年加拿大一公司宣稱(chēng)已研制成功可取代傳統(tǒng)試劑(氰化物)的新浸金劑(Bio-D),內(nèi)主要含有某微生物的代謝產(chǎn)物，它無(wú)毒 性能優(yōu)于氰化物(如溫度低于-4仍可使用),以及試劑費(fèi)用較低。該公司聲稱(chēng)新浸金劑已在加拿大某金廠使用約一年。前蘇聯(lián)曾用黑曲霉的代謝物(蛋白質(zhì)水解物)進(jìn)行溶浸金的試驗(yàn)，試料中70%金與石英有聯(lián)系，30%和黃鐵礦相聯(lián)，當(dāng)液固比2 1時(shí)，經(jīng)20晝夜可浸出72.1%金。 能從低濃度的金的水(液)中回收金的微生物有 芽枝霉屬 青霉菌屬 木霉屬以及黑色頭孢霉等真菌，它們能將水中呈溶解狀態(tài)的金轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄越?。美?guó)新澤西州一公司已成功地利用上述微生物從工業(yè)廢水中回收低濃度金 銀及其他貴金屬，回收率高，成本低，操作容易。 上述真菌回收金，僅適用于pH低于4的酸性溶