硫脲又称硫化脲(H2NCSNH2)，是一种有机化合物。其粉末晶体易溶于水，25℃时在水中的溶解度为142g/L，水溶液呈中性，无腐蚀性。硫脲的重要特点是在水溶液中能与过渡金属离子生成稳定的络合阳离子。该反应的通式可以写成:

Men++x(Thio)→[Me(Thio)x]n+

式中的硫代硫脲；

n价；

x-配位数。

硫脲作为强酸位，可以通过氮原子或硫原子的非成键电子对选择性地与金属离子结合。Au(I)-硫脲络合阳离子(Au (Thio) 2+)的阳离子性质与相应的氰基阴离子(Au (CN) 2-)完全不同。虽然前者的稳定性比后者稍差，但除Hg(硫代)42+比Au(硫代)2+稳定外，其他金属的硫脲配合物(如Ag+、Cu2++、Cd2++、Pb2++、Zn2++、Fe2++、Bi3++)不如Au(硫代)2+稳定，所以硫脲对Au不稳定。硫脲在碱性溶液中不稳定，易分解生成硫化物和氨基氰，氨基氰水解生成尿素。反应式为:

SC(NH2)2+2NaOH=Na2S+H2N CN+2H2O

H2N CN+H2O=CO(NH2)2

硫脲在酸性溶液中具有还原性，易被氧化生成二硫甲脒(简写为RSSR)，进一步被氧化分解为氨基氰和单质硫。反应测试如下:

2SC(NH2)2=(SCN2H3)2+2H++2e

(SCN2H3)2=SC(NH2)2+H2N CN+S

随着介质酸度的增加，溶液中的硫脲趋于稳定。当介质pH值小于pH<1.75时，高浓度硫脲易氧化，应采用稀硫脲的酸性溶液浸金。当介质的pH大于pH>1.75时，硫脲会水解，导致硫脲用量增加，金浸出率减慢。

由于(SCN2H3)2/SC(NH2)2的标准电位为+0.42 V，SO42+/H2SO4的电位为+0.17 V，因此可以通过使用硫酸作为pH调节剂来调节所需的pH值并防止硫脲氧化。鉴于硫脲溶液在加热时会水解，因此硫脲浸金的温度不宜过高。另外，用酸配浆时，应在加入硫脲之前先向浆料中加入硫酸，避免浆料局部温度过高造成硫脲水解损失。

硫脲浸出必须使金从零价氧化到+1价。在酸性溶液中存在氧化剂如过氧化氢和三价铁离子时，金被氧化，硫脲也被氧化。硫脲首先被氧化成二硫代甲脒，这个反应是可逆的。当溶液电位过高时，二硫甲脒会进一步氧化成氨基氰、硫化氢和元素硫。因此，应严格控制硫脲浸出电位，尽量减少硫脲的氧化损失。

用硫脲浸金的基本反应可以表示为:

Au的au氧化物= au++e-e θ = 1.69v

溶解金硫脲中Au+2(硫代)→ Au(硫代)2++E-E θ = 0.38V

硫脒2(硫代)的形成= rssr+2h++2e-eθ = 0.42v

au+rssr+2h+e-→ au(硫代)2+e θ = 0.04v与金二硫甲脒的反应

在含有Fe3+的溶液中，Fe3+起氧化剂的作用。

Fe3 ++ e-= Fe2+eθ= 1.69v

Au+2(硫代)+Fe3+→Au(硫代)2 ++ Fe2+eθ= 0.38v

为了使硫脲浸金过程顺利进行，需要引入合适的氧化剂，如氧气、二氧化锰、过氧化氢、铁盐等。，并将溶液的氧化还原电位控制在++140mV左右，以生成适量的二硫代甲脒，而不会过度分解硫脲。因此，也有在浸出后期引入SO2还原剂的方法，避免二硫甲脒的进一步氧化，还原部分二硫甲脒，减少硫脲的损失。

下面简单介绍硫脲浸金的几个典型研究成果。

1.硫脲浸出黄铁矿金精矿

为开发美国加利福尼亚州的詹姆斯敦矿，Bacon Donaldso United公司对Sonora黄铁矿金精矿进行了为期三周的750g/h硫脲浸出中试试验。莱特工程设计公司根据中试试验数据，估算了硫脲浸出和铝粉置换沉淀回收金的工业生产成本。

硫脲浸出由两个浸出阶段组成，每个阶段有六个串联的浸出槽，每个浸出槽的容积为2L。金的浸出率分两阶段达到96%(每阶段浸出2h)。最佳浸出参数为:40℃，矿浆浓度40%，硫脲5g/L(其中约20% ~ 50%被氧化成二硫甲脒)，硫酸15g/L。通过加入氧化剂H2O2和通入SO2气体还原二硫甲脒来控制溶液的氧化还原电位。铂-甘汞电极通过四个电位控制器进行监测。在每个浸出段的第一个浸出槽中加入5%的H2O2以保持氧化状态，在第三个和第五个浸出槽中通入SO2气体以保持还原状态。然后，用SO2气体还原浸提溶液，使得所有的二硫代甲脒被还原成硫脲。然后，用雾化铝粉置换法从溶液中回收金。铝粉的加入量为600mg/L，反应时间为30min，金的置换回收率为99.5%。过滤后，溶液返回浸出。

该工艺硫脲消耗量为:第一阶段50%溶液返回第二阶段时，硫脲消耗量为4.1kg/t；如果溶液的返回量增加到80%，硫脲的消耗量为1.9 kg/t。其他试剂的消耗量为:硫酸11.0kg/t，H2O2 21.7kg/t，SO2 23.2kg/t，铝粉0.75kg/t。Wright公司估算一个日处理200t金精矿的硫脲浸出厂的成本为:总投资240万美元，年生产金13万盎司，年总运行费用

其次，用硫脲浸出含金黄铜矿精矿

加拿大魁北克省有黄铜矿精矿，含金51～53g/t，银87g/t，铜17%，铁35%。主要矿物为黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿及少量应时和绿泥石。硫脲浸出的实验条件为:磨矿粒度100%-325目，矿浆浓度20%，25℃，2h，硫脲6g/L(0.013mol/L)，硫酸0.178mol/L。以O2(1L/min)为氧化剂时，金浸出率为92%。当Na2O2(2g/L)作为氧化剂时，金的浸出率为82%。当O3(1g/L)作为氧化剂时，浸出时间为30min，金浸出率达到95%，浸出速度大大加快。

3.硫脲浸出含金锑精矿

澳大利亚新南威尔士州含金辉锑矿，含Sb4.5%，Au9g/t，经重选富集后得到辉锑矿精矿，金品位提高到2kg/t，因氰化法效果不佳，尝试用硫脲浸出法处理。当硫脲用量为2kg/t时，金的浸出率大于85%。我国湖南某含金锑精矿含金60.4g/t，锑31.7%，硫30.81%，采用酸性硫脲浸出法处理，然后用铁粉置换金。一段浸出6h后，金的浸出率为40.9%，锑基本不浸出，达到了金锑分离的目的。

4.含砷锑硫金精矿硫脲浸出浮选

加拿大莱克菲尔德研究院采用加压氧化浸出法对含砷锑硫浮选金精矿(含Au75g/t)进行预处理，然后以Fe3+为氧化剂，用硫脲直接浸出含Fe3+的酸性矿浆。硫脲浓度从2g/L增加到10g/L，温度从15℃增加到40℃，金的浸出率增加。向矿浆中加入适量的SO2气体，使溶液电位保持在200～250mV，金的浸出率可达96%～98%。

5.硫脲浸出-铁板置换-分步提金

中国黄金研究院从广西龙水金精矿中提出了硫脲浸金-铁板置换提金新工艺，即酸性硫脲浸金和铁板置换沉淀金在同一装置中完成。该工艺经过现场试验，其主要操作条件和技术经济指标如下:处理能力10t/d，磨矿粒度94%-325目，矿浆浓度33%，金精矿品位(AU25 ~ 35g/t，Fe39.4%，S43.87%，As0.28%)。C0.996%)，硫脲用量4kg/t，硫脲初始浓度0.2%，硫酸用量50kg/t，溶液pH = 1 ~ 1.15，浸出置换时间10h，铁板置换面积2.2m2/m3，金泥擦洗间隔2h，金泥擦洗间隔2h，金泥品位1% ~ 3%，金泥产率0.5。贵液品位16.51g/L，贫液品位0.166g/L，金浸出率91.45%，金置换率98.94%，硫脲单耗3.79kg/t，硫酸单耗47.3kg/t，单位成本75.3元/t，主要问题是:硫脲消耗高，金泥品位低，金回收率低。

硫脲浸金法具有无毒、浸出速度快等明显优点。但由于硫脲试剂单耗高，在经济上仍难以与常规氰化浸出法竞争，需要做更多的工作才能有新的突破。