硫脲又名硫化尿素,分子式为SCN2H4,是白色具光泽的菱形六面体,味苦,密度为1.405克/厘米3,易溶于水,水溶液呈中性。硫脲毒性小,无腐蚀性,对人体无损害。
实验证明硫脲能溶解金。在氧化剂存在下,金以Au(SCH2H4)2+络合阳离子的形式转移到硫脲酸溶液中。硫脲溶金是一个电化学腐蚀过程,其化学方程式可用下式表示:
Au+2SCN2H4=Au(SCN2H4)2++e
选择合适的氧化剂是硫脲酸溶金的关键问题。合适的氧化剂是Fe3+和溶解氧,因此硫脲溶解金的化学反应式可表示为:
Au+2s cn2h 4+Fe3+= Au(scn2h 4)2 ++ Fe2+
Au+1/4 O2+h++ 2s cn2h 4 = Au(scn2h 4)2 ++ 1/2H2O
根据硫脲的含量,可以用铁铝置换或电积的方法沉淀金,将金泥熔化得到合金金。金泥冶炼工艺与氰化金泥相同。
硫脲溶液中金的浸出率主要取决于介质的PH值、氧化剂的种类和用量、硫脲的用量、金颗粒的矿物组成和大小、浸出温度、浸出时间和浸出工艺。
硫脲在碱性溶液中不稳定,易分解成硫化物和氨基氰,但在酸性介质中稳定。因此,考虑到硫脲的稳定性,硫脲提金时一般采用硫脲的稀硫酸溶液作为浸出剂,并注意先加酸后加硫脲,避免因矿浆局部温度高而导致硫脲水解失败。
介质的酸性与硫脲的浓度有关,酸性随硫脲浓度的增加而降低。在普通硫脲用量条件下,介质的PH值应小于1.5,但酸度不能太高,否则杂质的酸溶性会增加。
硫脲溶解金时,需要加入一定量的氧化剂。理想的氧化剂是二氧化锰、二硫甲脒、铁盐和溶解氧。硫脲溶液溶解金时,只要维持矿浆中溶解氧的浓度,高价铁盐就能再生。
硫脲是一种有机络合物,在酸性溶液中能与许多金属阳离子形成络合阳离子。除汞外,其他金属的硫脲络合阳离子的稳定性较小,因此硫脲酸溶液对金的溶解具有较高的选择性。但原料中的铜、铋氧化物会溶于酸,与硫脲络合,降低硫脲的浸金效果,增加硫脲用量。当原料中含有大量酸溶性物质(如亚铁、碳酸盐、有色金属氧化物等)时。)和还原性组分,氧化剂和硫酸的消耗会增加,金浸出率会降低。而铜、砷、锑、铅等硫化物矿物对硫脲熔金的有害影响很小,因此可以用硫脲酸溶液从复杂难浸金矿物原料中选择性提取金银。
金粒度是影响金浸出率的因素之一。硫脲溶金率随浸出温度的升高而增加,但硫脲热稳定性小,温度过高易水解失效。矿浆温度不能超过55℃,所以硫脲提金一般在室温下进行。金的浸出率一般随着硫脲用量的增加而增加。由于硫脲提金主要依靠三价铁离子作为氧化剂,且溶液中三价铁离子浓度远高于溶解氧浓度且可调节,所以硫脲熔金的硫脲浓度较高,硫磺用量随原料含金量而异,其单耗为几公斤/吨至几十公斤/吨。
金的浸出率一般随浸出时间的增加而增加。金的浸出率与浸金工艺有关,一步提金工艺(如炭浆法、炭浸法)可显著缩短浸金时间。
硫脲提金是一种无毒的提金新工艺,在我国已用于处理重选金精矿和浮选金精矿。然而,这种方法仍然存在成本高的问题。