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硫脲提金工艺(硫代硫酸钠浸出金)

硫脲提金工艺(硫代硫酸钠浸出金) 硫代硫酸盐法提金工艺

金硫代硫酸盐络合物是由иаккоgскии)在1957年研究金乙基黄原酸盐时制备的:

AUC 2 H5 ocss+2s2o 32-Au(s2o 3)23-+C2 H5 ocss-

后来Forward等人用高压氨浸出镍钴铜硫化矿时,发现矿石中所含的硫可以被氧化成S2O32 -。因此,推测可以用氨浸法处理含金硫化矿,使矿石中的硫在氨浸过程中被氧化成S2O32 -而浸出金。为此,许多研究者进行了实验研究。

1.硫代硫酸盐浸金的研究

1972年,梅等人发表了用硫代硫酸铵从商品纯金盘中浸金的实验报告。在实验过程中,通过多因素系统研究了溶液温度、氧分压、搅拌强度、试剂浓度和铜离子加入量对金溶出率的影响。他认为金的溶解是按照下列公式进行的:

2Au+4s2o 32-+H2O+O2 2Au(s2o 3)23-+2OH-

即在碱性溶液中,金、银能与硫代硫酸盐反应生成稳定的络合阴离子[Au(s2o 3)23-和Ag (S2O3) 23-],杂质(尤其是硫化铁)的溶出率可降低。另外,Cu(NH3)42+在反应过程中起催化作用,没有它,上式的反应无法进行。

在180℃室温下,Cu(NH3)4+存在时,金的溶解速率在65℃和140℃左右有两个峰值,在100℃左右有一个低谷。即当温度在18℃~ 65℃之间时,金的溶解速率随着温度的升高而增大。在65 ~ 100℃时,由于黑色硫化铜膜的沉积,金板表面逐渐钝化,金的溶解速率随着温度的升高而降低。当温度在100 ~ 140℃之间时,溶液中的氨可以沉淀分解硫化铜膜,生成硫代硫酸铵,金的溶解速度随温度的升高而加快。当液体温度升至140 ~ 180℃时,S2O32 -的浓度逐渐被氧化消耗,金的溶解速率逐渐降低。

多因素对比试验表明,65℃溶金的最佳条件为:氧压101.32kPa(1atm),搅拌速度200 r/min,NH30.5mol,Na2S2O30.44mol,CuSO40.04mol

1979年,G.S .别列佐夫斯基等人用含(%)Cu 25.3、Fe 28.7、Zn 3.26、S 33.2、Au 5.83g∕t、Ag 142g∕t的铜精矿,通过氧化从浸出渣中浸出96% ~ 98%的铜,并应用硫代硫酸铵的上述条件。将该浸出渣与氰化浸出相比,金的浸出率为97%,而银的浸出率仅为33%。该工艺在处理另一铜精矿浸出除铜渣中也获得了成功。

上述试验证明,用硫代硫酸铵加压浸出,金银溶解速度快。铜离子的存在不仅无害(相对氰化物法),而且有很好的催化作用。用硫代硫酸铵浸出金时,虽然试剂消耗过高,但浸出液中约90 ~ 95%的(NH4)2S2O3可重复利用。

John Cree Jr .浸出含Au0.43g∕t和银376.3 g/t的难浸锰矿,金、银浸出率分别达到86.7%和93.2%。他还对(NH4)2S2O3浸出液进行了多次回收实验,结果表明浸出液可以重复使用,从而大大降低了药品消耗。根据他的实验,在浸出液重复使用后,每吨矿石的实际试剂消耗可以降低到(NH4)2S2O33.63kg∕t),(NH4)SO3 1.36kg/t/t和CuSO40.45kg∕t。

鉴于文献报道的用硫代硫酸铵溶解金银在实际应用中的困难,каагдарилц等改变硫代硫酸钠,用转盘法研究金银溶解动力学。

实验中分别使用了φ20mm的金板和银板。在容积为1L的反应器中,使用0.09 ~ 0.19mol∕·l·na 2 S2 o 3,温度为65℃,吹入空气体,搅拌混合物15 ~ 30分钟,浸泡6小时。结果,圆盘表面覆盖了一层黑色沉淀,但金、银没有溶解到溶液中。x射线衍射物相分析表明,金片上的黑色沉淀为单质硫,银片上的沉淀为单质硫和硫化银。之后,加入催化剂CuSO4,将圆盘浸入Na2SO4 0.09 ~ 0.19 mol/L和CuSO4 0.016mol/L的溶液中15 ~ 20min,圆盘仍覆盖有一层黑色沉淀。通过相分析,金盘上的沉淀物为元素硫和硫化铜,而银盘上的沉淀物为元素硫、硫化铜和硫化银。这是由于S2O32 -分解为S2-的不利反应。

考虑到在60 ~ 85℃时,被S2O32 -分解的S2能与Na2SO3结合还原成Na2S2O3,在溶液中加入助剂Na2SO3。在65~70℃时,溶液中含有30.06~0.22摩尔∕(1.0%~3.5%),30.2摩尔硫酸钠(2.5%)和0.01摩尔硫酸铜(0.01 6mol∕L(0.25%),圆盘的表面积为3.14。结果当Na2S2O3浓度为0.06 ~ 0.13mol·∕·l时,金银的溶解速率呈线性增加(见图1),但随着Na2S2O3浓度的增加,溶解速率减慢或停止。

图1硫化钠浓度与金银溶解速率的关系

通过以上用Na2S2O3溶解金银盘的实验和理论计算,结论是:

(1)在45 ~ 85℃的温度范围内,金银的溶解速率随温度的升高呈线性增加,Na2S2O3的分解也随温度的升高而急剧增加。为了避免Na2S2O3的剧烈分解,溶解过程的温度应控制在65 ~ 75℃。

(2)通过计算,金和银在硫代硫酸钠溶液中溶解的活化能分别为金的17.55kJ∕mol和银的21.14kJ∕mol。说明金银的溶解是通过扩散进行的。

(3)溶解在Na2S2O3溶液中的金银的扩散特征是,在Na2S2O3浓度为0.13mol∕L之前,金银的溶解速率处于正常状态;当浓度超过这个限度时,溶解过程的反应动力学变得复杂,使金银的溶解变慢甚至停止。

(4)当圆盘转速为4 ~ 16r·∕·min时,金银的溶解速率大致与圆盘转速的0.5次方成正比。证明转盘的流体力学理论适用于金和银在Na2S2O3溶液中的溶解,但在金银盘表面会逐渐形成元素硫和硫化物沉淀,影响溶剂到达盘表面的速度。因此,从动力学上讲,溶剂的扩散必须穿过硫和硫化物层才能到达金属表面,这是溶解过程中的不利因素。

(5)为了降低溶液中Na2S2O3分解生成的S2-的浓度,减少元素硫和S2生成的硫化物在金属表面的沉淀,应向溶液中加入Na2SO3,其加入量与Na2S2O3的比例为1∶1。

(六)铜离子具有催化裂化作用,实验中加入量为0.016mol∕LCuSO4.

2.硫代硫酸钠从矿石中浸金的工业试验

1987年,新疆伊宁提金试验站开始研究用硫代硫酸钠从矿石中提金的工艺,并在扩大试验和半工业试验的基础上,建立了处理混汞浮选产生的含硫金精矿的50t∕d试验厂。这是已知的第一家使用硫代硫酸钠提取黄金的工厂。该厂投产以来,主要技术经济指标达到设计要求,金浸出率达到92%。由于硫代硫酸钠可就地供应,价格低廉,黄金的生产成本(包括环保)与氰化法相近,金的回收率与氰化法相同。

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