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氰化浸出金、银的动力学特征(一)

2019-02-15   
    F.Habashi(1966、1967)指出,溶液浸出金的动力学实质上是电化学的溶解进程,大致遵从下列反响式:              2Au+4NaCN+O2+2H2O→2NaAu(CN)2+2NaOH+H2O2    对银的溶解相同能够写出相似的反响式。该定论根据下述现实:    ①每溶解2mol金属,便耗费1mol(分子)氧;    ②每溶解1mol金属,要耗费2mol(分子);    ③溶解金或银时构成过氧化氢,每溶解2mol的金属便产出Imol(分子)H2O2;    ④试验标明,无氧时金和银在NaCN+H2O2中的溶解属一缓慢进程(下表)。因为                    2Au+4NaCN+H2O2→2NaAu(CN)2+2NaOH    的反响是很少发作的。现实上,假如溶液中存在很多的过氧化氢,则会因为下列反响使离子氧化成对金不起溶解效果的氧根离子:                            CN-+H2O2→CNO-+H2O    而按捺了金、银的溶解。










金、银的溶解速度


溶解质量/mg

坱用时刻/min

补白


+O2

+H2O2


金10

5~10

30~90

1943年


银5

15

180

1951年
    虽然上述金在溶液中溶解的理论存在差异,但R.W.Zurilla(1969)等,经过搜集和丈量从金表面分散出来(不再参加反响)的H2O2试验标明:85%的金是依照博德兰德的过氧化氢论溶解的,只要15%的金是按埃尔斯纳的氧论溶解的,即O2的复原不是直接生成OH-,而总是触及中间产品H2O2的生成。而生成的H2O2又能促进Au(CN)2的构成:[next]                          O2+2H2O+2e-→H2O2+2OH-                    2Au+4CN-+H2O2→2Au(CN)2-+2OH-    这一反响是经过向溶液中通入空气而溶解的O2来完成的。这个定论经过向溶液中参加少数H2O2能使金的化溶解速度略微添加,若很多参加H2O2则会使金粒表面钝化、下降溶解速度而得到有力的证明。    金在溶液中的溶解机理本质上是一个电化学腐蚀进程。按电化学腐蚀观念,受腐蚀金属的两个相邻表面,一个是阴极,另一个是阳极(阳极是金;阴极是其他矿藏或金的另一区域),如图1所示。图中A1表明金粒作为阴极区的面积;A2表明阳极区的面积。

    电化学腐蚀的电极反响如下:    阴极反响    O2+2H2O+2e-=====H2O2+2OH-    阳极反响    2Au(CN)2-+2e-=====2Au+4CN-    此两式相减,则总反响为:[next]                2Au+4CN-+O2+2H2O=====2Au(CN)2-+H2O2+2OH-    金和溶液的相互效果,是一个典型的气、固、液多相反响进程。因而,它的反响速度应该服从于一般多相反响动力学规则。其反响包含四个进程:溶液内部溶解的O2和CN-透过边界层(δ)向金表面分散,金表面吸附O2和CN-,金表面发作溶解金的电化学反响,反响生成物Au(CN)2-经过边界层向溶液内部分散。    因为金溶解的电化学反响的电动势较大,反响速度很快。因而像大多数多相反响相同,金的溶解速度在一般情况下受分散控制。故强化分散、加强搅搅拌充气则是强化浸出的首要途径。    研讨证明:金溶解速度在低浓度范围内随浓度添加而进步(见图2),浓度添加到某一极限值时,溶金速度不再进步。溶液中氧浓度的影响则有别的的特征:在低浓度下,溶解速度与溶旅上部的氧压无关(两线重合);在高浓度下溶解速度随氧分压增高而增高。换言之,反响速度在高氧浓度时取决于离子经过分散层向阳极区的分散;在高浓度时,则取决于氧经过分散层向阴极区的分散。在固定的氧压下,反响速度跟着浓度增高而增高,最终挨稳值,即该氧压下的极限速度。此平稳值与氧成正比。
[next]
    在化溶金的电化学腐蚀体系中,化进程归于典型的分散控制进程。影响阴、阳极极化最大的要素是浓差极化,而浓差极化由菲克规律断定。在阳极液中,CN-向金粒面分散速度为:

式中  D(CN-)——CN-的分散系数,cm2/s;      A1——阳极发作反响的表面面积,cm2;      c(CN-)——分散层外CN-的浓度,mol/L;      c(CNi-)——分散层内CN-的浓度,mol/L;      δ——分散层厚度,cm。    因为化学反响速度很快,所以c(CNi-)趋于零,则:

式中  D(O2)——02的分散系数cm2/s;      c(O2)——分散层外O2的浓度,mol/L;      c(O2i)——分散层内O2的浓度,mol/L;      A2——阴极发作反响的表面面积,cm2。    因为化学反响速度很快,所以[O2]i,趋于零,则: