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硫脲溶解金、银的化学过程

2019-02-15   
    许多研讨证明:在氧化剂存在的条件下,金可溶于的酸性溶液中,且以的硫酸溶液的溶金效果较好,一起证明金呈络阳离子Au(SCN2H4)2+的方式存在于的酸性溶液中。溶解金、银有必要使其从零价态氧化成+1价的氧化态,在酸性溶液中也可被氧化。在有氧化剂如过氧化氢、高铁离子等存在时,可逐渐氧化成多种产品,首要生成的是二硫甲脒〔HN(NH2)CSSC(NH2)NH,简写作RSSR,其间R为C(NH2)NH],它可作为金、银的选择性氧化剂。氧化成RSSR的反响是可逆的,但若溶液的电位过高,RSSR将被氧化成下一步产品,如基、和元素硫等,因而严格控制浸出液的电位,关于使丢失降到最低极限是重要的。    浸出金、银的根本反响可描绘如下:    金的氧化:                    Au=====Au++e-  EӨ=1.692V                    (1)    金溶解于:                 Au+2(TU)→Au(TU)2++e-  EӨ=0.38V              (2)    二硫甲脒的生成:              2(TU)=====RSSR+2H++2e-  EӨ=0.42V                (3)    此反响速度很快,生成的RSSR是生动的氧化剂,并且在金的溶解过程中是有必要的,反响式(2)与(3)结合便得到总反响:                          Au+RSSR+2H+=====Au (TU)2+              (4)    银也发作相似的反响:                        Ag+RSSR+2H+=====Ag(TU)2+    反响(4)的EӨ=0.04V,△GӨ=-7750J/mol。    在含Fe3+溶液中,Fe3+可起氧化剂效果:                        Fe3++e-=====Fe2+   EӨ=0.77V               (5)    反响(2)与(5)相加得到:              Au+Fe3++2(TU)=====Au(TU)2++Fe2+   EӨ=0.39V       (6)    对银而言也有相似的反响:                    Ag+Fe3++2(TU)=====Ag(TU)2++Fe2+    反响(6)的△GӨ=-37 595 J/mol,比反响(4)具有更大的溶解趋势。因而外加氧化剂和生成二硫甲脒同样是有利于溶金的。[next]    从表1所列数据可知:较为抱负的氧化剂为高价铁盐、二硫甲脒、二氧化锰和溶解氧。普拉克辛的试验标明:当选用漂、、重作氧化剂时,金溶解量小而溶液中却很快呈现元素硫沉积,阐明此刻很快被氧化分化而失效。













表1  常见氧化剂的标准氧化复原电位值


氧化电对

H2O2/H2O

MnO4-/Mn2+

CrO42-/Cr3+

Cl2/Cl-

ClO4-/Cl2

Cr2O72-/Cr3+


EӨ/V

1.776

1.507

1.447

1.395

1.385

1.333


氧化电对

O2/H2O

MnO2/Mn2+

NO3-/HNO2

Fe3+/Fe2+

(SCN2H3)2/SCN2H4

SO42-/H2SO3


EӨ/V

1.228

1.228

0.94

0.77

0.42

0.17
    酸液中氧的氧化才能较强。由于酸性液处理含金矿藏质料时必有部分铁等杂质进入浸液中,因而,溶金时只需不断地向矿浆中充入空气,高价铁盐即可得到再生,而溶液中的溶解氧自身也足可使金氧化而使其转入浸液中。    试验证明,浸金时向矿浆中鼓入氧气可提供较安稳的氧化性气氛,而活性更强的氧化剂如过氧化氢会使耗费过多,这是由于RSSR不可逆地被氧化成下一步产品。RSSR的生成反响为:

    当浓度和溶解氧的压力一守时,金溶解反响的推动力随介质pH和金络阳离子浓度的下降而增大,而当介质pH一守时,溶解反响的推动力将随溶解氧压力和浓度的增大而增大。    下图为25℃时Au(Ag)-SCN2H4-H2O系电位-pH图。从图中可看出:金溶解生成Au(SCN2H4)2+的线①在电位0.3739V处,而银溶解生成Ag(SCN2H4)3+的线②为0.1142V。故从热力学上,Ag线电位比Au线低,溶银比溶金简单。且①线和②线均与④线相交,与金溶解线①相交点对应的pH=1.78,与银溶解线②相交点对应的pH=6.17。也就是说:金溶解的pH不大于1.78,银溶解的pH不大于6.17。只要溶液pH小于交点对应的pH时,氧化剂才能使金、银氧化并与络合为络离子进入溶液。若溶液pH大于交点对应的pH,的氧化反响则会加强,而生成的二硫甲脒分化成S2-、H2S、CNNH2等被耗费,并使已溶的Au(SCN2H4)2+和Ag (SCN2H4)3+络离子复原为金属沉积,溶液的pH愈大,氧化的趋势也愈强,已溶金、银络离子的复原也愈多。此刻生成的二硫甲脒对金、银也不起氧化效果。[next]

    为一有机络合剂,从表2数据可知,选用酸性溶液溶金时具有较高的选择性,一起也可发现,当质猜中含、铜、铋时,会下降的溶金功率,添加耗量。












表2  某些金属络合物的解离常数(PK值)


络阳离子

Au(SCN2H4)2+

Ag(SCN2H4)3+

Cu(SCN2H4)4+

Cu(SCN2H4)3+

Cd(SCN2H4)3+


pK值

22.1

13.6

15.4

12.82

2.92


络阳离子

Hg(SCN2H4)42+

Hg(SCN2H4)22+

Pb(SCN2H4)32+

Bi(SCN2H4)62+

Bi(SCN2H4)92+


pK值

26.2

21.91

1.77

11.94

1.19    当质猜中含有较多量的酸溶物(如二价铁、碳酸盐、次生铜矿等)和复原性组分(如碳、有机质等)时,宜选用氧化焙烧或物理选矿等办法进行预处理,若为浮选产品,则应预先脱除浮选油药,以利于溶金操作和下降试剂耗量。