依照电化学腐蚀理论,金的溶解反响首要取决于金粒微电池的反响电动势(E)。E值愈大,金溶解反响的自由能(△G=-nFE)改变愈小、反响的推动力愈大,金溶解反响的热力学条件就愈好。
也就是说,要加速金在溶液中的氧化溶解反响,则需求加大正极和负极反响的电位差(电动势)。用浸出金时,负极Au(SCN2H4)2+∕Au电对的反响电位0.38V(25℃时)是个定数,故只要选用电对电位高的氧化剂来加大正极反响电位,才干扩展正负极反响的电位差。且在酸性液中具有复原性质,要使金溶解进入溶液,也必须有氧化剂存在。
在选用氧化剂时,首要应该考虑它的报价便宜、易得、复原产品不与生成安稳络合物等条件,还应考虑它的电位应高于负极金、银溶解生成络离子的反响电位。一般来说,氧化剂的电位愈高,金、银溶解反响的推动力就愈大。但氧化剂的氧化才能太强,则会加重的氧化而分化生成S0、HSO4-、SO42-等,使的耗费增大乃至失效。
表1是一些常用氧化剂的标准氧化复原电位。И.Н.普拉克辛在进行浸金实验中,曾别离选用漂、、重氧化剂。实验中发现溶液中金的溶解量小,而很快呈现元素硫沉积。阐明这些氧化剂的氧化才能太强,它使很快被氧化分化。除此,就只能从电位适中的高价铁盐、氧和二氧化锰等氧化制中挑选了。
表1 常用氧化剂的标准氧化复原电位
电对
H2O2∕H2O
MnO4∕Mn2+
CrO42-∕
Cr3+
Cl2∕Cl
ClO4∕Cl2
Cr2O72-∕
Cr3+
E0∕V
1.776
1.507
1.447
1.396
1.385
1.333
电对
O3∕H2O
MnO2∕Mn2+
NO3-∕HNO2
Fe3-∕Fe2+
SO42∕H2SO3
E0∕V
1.228
1.228
0.94
0.72
0.42
0.17
鉴于金矿石和精矿中总含有一些铁(黄铁矿、褐铁矿等),大都质料中常常含铁较高,在酸性浸金进程中必有一部分铁溶解进入溶液中,而为运用Fe3+作氧化剂供给了条件。且在正常作业条件下,溶液中含铁0.5~2.0g∕L就满意作氧化剂用,故在浸出矿石或精矿时只需向浸液中鼓风拌和,溶解于溶液中的氧就能使Fe2+氧化为Fe3+,并不断得到再生。且鼓入压缩空气溶解入溶液中的氧浓度约为8.2mg∕L,它本身就足以使金氧化进入溶液(式1)。故选用Fe3+和鼓风溶解的氧作混合氧化剂,有利于进步浓度,金粒表面也不会发作钝化,可强化浸出进程。因而,它已成为如今浸金最理想的氧化剂。
Au+2SCN2H4+H++ O2 Au(SCN2H4)2+ H2O (1)
如上所述,金粒微电池的反响电动势(E)等于正极反响和负极反响电位之差(E=φ+-φ-)。当运用Fe3+作氧化剂时,反响式(2)~(4)的反响电位和电动势为:
Fe3++e Fe2+ (2)
Au++2SCN2H4 Au(SCN2H4)2+ (3)
Au+Fe3++2SCN2H4 Au(SCN2H4)2++Fe2+ (4)
式(2)电位φ+=Fe3+∕Fe2+=0.77V
式(3)电位φ-=Au(SCN2H4)2+∕Au=0.38V
式(4)电动势E=φ+-φ-=0.39V
从上式看出,运用Fe3+作溶金的氧化剂,其浸出反响具有较高的电动势,它完全可以满意溶金对氧化剂的要求,且廉价易得。
从式(5)反响阐明在室温文酸性溶液中易氧化为二硫甲脒。因为(SCN2H3)2/SCN2H4电对的电位为0.42V,比式(3)Au(SCN2H4)2+/Au电对电位0.38V高0.04V。故溶金进程中二硫甲脒实质上也成为氧化剂参加对金的氧化。且在作业pH1~1.5范围内,二硫甲脒对银的氧化比对金强。但在惯例情况下与Fe3+比较,二硫甲脒的氧化作用仍是很小的。
2SC(NH2)2 (SCN2H3)2+2H++2e (5)
但是,R.G.舒尔策(Schulze)的实验则得出彼此对立的成果。他运用一片0.25cm2重45.8mg的金片,于1L的五颈玻璃反响器中,在pH=1.0、浓度0.5g∕L、温度40℃、拌和速度400r/min条件下,参加不同浓度的Fe3+作氧化剂进行金浸出时发现,只要在Fe3+浓度0.2~0.7g∕L时,金的溶解速度才跟着Fe3+浓度的增加而加速。当Fe3+浓度到达或超越3g∕L时,金的溶解速度则跟着浸出时刻延伸而呈下降趋势。这或许是因Fe3+浓度增大而导致氧化丢失所造成的。图1是不同Fe3+浓度在不同时刻溶解金量的曲线改变。从图中看到实验曲线呈现了相交现象。若以图中3h、6h和7h的数值来点评实验成果,就会得出彼此对立的定论。这一现实之所以被许多研究者忽视,显然是溶金的理论研究还较浅显所造成的。在T.格罗内瓦尔(Groenewald)的报导中也说到:尽管Fe3+的存在对金的初始溶解速度很大,但因它能与生成安稳的〔Fe2(SO4)3·SCN2H4〕+络离子,致使耗费过大,而使金的溶解速度随时刻的延伸而急剧下降。且他用南非的金矿石进行实验时,发现从矿浆中能释放出很多氧化剂,其数量足以氧化溶解矿石中三分之二的金。他以为:这是矿石中的某些物质在参加反响时生成的氧化剂,而使得向浸液中增加Fe3+并不一定必要。这些氧化剂,也或许就是被氧化生成的二硫甲脒,而在溶金进程中成为活性氧化剂:
2Au+(SCN2H3)2+2SCN2H4+2H+ 2Au(SCN2H4)2+
图1 不同Fe3+浓度(g∕L)对金溶解速度的影响
长春黄金研究院对小巧金精矿(含S38%)、峪耳崖金精矿(含S28%)、四道淘金精矿(含S29%)进行的-铁浸置实验证明,不别的增加氧化剂,金的浸出率都大于96%,刺进矿浆中的铁板上金的沉积回收率大于或等于99.48%。他们的实验还标明,若采用上法处理已有适当氧化程度的低硫金精矿时,则需增加氧化剂。实验是在室温文拌和条件下进行的。当不加氧化剂时金的浸出率较低;而增加H2O20.22~0.31mol,浸出时刻4~16h,金的浸出率别离进步1.32~2.27倍(见表2)。且从表中看出,浸出时刻4h金的浸出率和进步倍数最大,它阐明浸金的初始溶解速度很大,并随H2O2的耗费而减慢。实验者还以为,参加适量H2O2,可使首要氧化生成二硫甲脒:
2SCN2H4 (SCN2H3)2+2H++2e
而进步金的氧化浸出率。但H2O2的氧化才能太强(见表2),增加过多会使激烈氧化而耗费丢失,而使金的浸出达不到结尾。
表2 低硫氧化金精矿增加或不加氧化剂金的浸出率比较
氧化剂
增加浓度∕mol
浸出时刻∕h
金浸出率∕%
浸出率进步倍数∕倍
不加H2O2
加H2O2
H2O2
0.22
4
28.58
65.06
2.27
H2O2
0.31
8
43.75
71.00
1.62
H2O2
0.31
16
57.50
76.25
1.32
也就是说,要加速金在溶液中的氧化溶解反响,则需求加大正极和负极反响的电位差(电动势)。用浸出金时,负极Au(SCN2H4)2+∕Au电对的反响电位0.38V(25℃时)是个定数,故只要选用电对电位高的氧化剂来加大正极反响电位,才干扩展正负极反响的电位差。且在酸性液中具有复原性质,要使金溶解进入溶液,也必须有氧化剂存在。
在选用氧化剂时,首要应该考虑它的报价便宜、易得、复原产品不与生成安稳络合物等条件,还应考虑它的电位应高于负极金、银溶解生成络离子的反响电位。一般来说,氧化剂的电位愈高,金、银溶解反响的推动力就愈大。但氧化剂的氧化才能太强,则会加重的氧化而分化生成S0、HSO4-、SO42-等,使的耗费增大乃至失效。
表1是一些常用氧化剂的标准氧化复原电位。И.Н.普拉克辛在进行浸金实验中,曾别离选用漂、、重氧化剂。实验中发现溶液中金的溶解量小,而很快呈现元素硫沉积。阐明这些氧化剂的氧化才能太强,它使很快被氧化分化。除此,就只能从电位适中的高价铁盐、氧和二氧化锰等氧化制中挑选了。
表1 常用氧化剂的标准氧化复原电位
电对
H2O2∕H2O
MnO4∕Mn2+
CrO42-∕
Cr3+
Cl2∕Cl
ClO4∕Cl2
Cr2O72-∕
Cr3+
E0∕V
1.776
1.507
1.447
1.396
1.385
1.333
电对
O3∕H2O
MnO2∕Mn2+
NO3-∕HNO2
Fe3-∕Fe2+
SO42∕H2SO3
E0∕V
1.228
1.228
0.94
0.72
0.42
0.17
鉴于金矿石和精矿中总含有一些铁(黄铁矿、褐铁矿等),大都质料中常常含铁较高,在酸性浸金进程中必有一部分铁溶解进入溶液中,而为运用Fe3+作氧化剂供给了条件。且在正常作业条件下,溶液中含铁0.5~2.0g∕L就满意作氧化剂用,故在浸出矿石或精矿时只需向浸液中鼓风拌和,溶解于溶液中的氧就能使Fe2+氧化为Fe3+,并不断得到再生。且鼓入压缩空气溶解入溶液中的氧浓度约为8.2mg∕L,它本身就足以使金氧化进入溶液(式1)。故选用Fe3+和鼓风溶解的氧作混合氧化剂,有利于进步浓度,金粒表面也不会发作钝化,可强化浸出进程。因而,它已成为如今浸金最理想的氧化剂。
Au+2SCN2H4+H++ O2 Au(SCN2H4)2+ H2O (1)
如上所述,金粒微电池的反响电动势(E)等于正极反响和负极反响电位之差(E=φ+-φ-)。当运用Fe3+作氧化剂时,反响式(2)~(4)的反响电位和电动势为:
Fe3++e Fe2+ (2)
Au++2SCN2H4 Au(SCN2H4)2+ (3)
Au+Fe3++2SCN2H4 Au(SCN2H4)2++Fe2+ (4)
式(2)电位φ+=Fe3+∕Fe2+=0.77V
式(3)电位φ-=Au(SCN2H4)2+∕Au=0.38V
式(4)电动势E=φ+-φ-=0.39V
从上式看出,运用Fe3+作溶金的氧化剂,其浸出反响具有较高的电动势,它完全可以满意溶金对氧化剂的要求,且廉价易得。
从式(5)反响阐明在室温文酸性溶液中易氧化为二硫甲脒。因为(SCN2H3)2/SCN2H4电对的电位为0.42V,比式(3)Au(SCN2H4)2+/Au电对电位0.38V高0.04V。故溶金进程中二硫甲脒实质上也成为氧化剂参加对金的氧化。且在作业pH1~1.5范围内,二硫甲脒对银的氧化比对金强。但在惯例情况下与Fe3+比较,二硫甲脒的氧化作用仍是很小的。
2SC(NH2)2 (SCN2H3)2+2H++2e (5)
但是,R.G.舒尔策(Schulze)的实验则得出彼此对立的成果。他运用一片0.25cm2重45.8mg的金片,于1L的五颈玻璃反响器中,在pH=1.0、浓度0.5g∕L、温度40℃、拌和速度400r/min条件下,参加不同浓度的Fe3+作氧化剂进行金浸出时发现,只要在Fe3+浓度0.2~0.7g∕L时,金的溶解速度才跟着Fe3+浓度的增加而加速。当Fe3+浓度到达或超越3g∕L时,金的溶解速度则跟着浸出时刻延伸而呈下降趋势。这或许是因Fe3+浓度增大而导致氧化丢失所造成的。图1是不同Fe3+浓度在不同时刻溶解金量的曲线改变。从图中看到实验曲线呈现了相交现象。若以图中3h、6h和7h的数值来点评实验成果,就会得出彼此对立的定论。这一现实之所以被许多研究者忽视,显然是溶金的理论研究还较浅显所造成的。在T.格罗内瓦尔(Groenewald)的报导中也说到:尽管Fe3+的存在对金的初始溶解速度很大,但因它能与生成安稳的〔Fe2(SO4)3·SCN2H4〕+络离子,致使耗费过大,而使金的溶解速度随时刻的延伸而急剧下降。且他用南非的金矿石进行实验时,发现从矿浆中能释放出很多氧化剂,其数量足以氧化溶解矿石中三分之二的金。他以为:这是矿石中的某些物质在参加反响时生成的氧化剂,而使得向浸液中增加Fe3+并不一定必要。这些氧化剂,也或许就是被氧化生成的二硫甲脒,而在溶金进程中成为活性氧化剂:
2Au+(SCN2H3)2+2SCN2H4+2H+ 2Au(SCN2H4)2+
图1 不同Fe3+浓度(g∕L)对金溶解速度的影响
长春黄金研究院对小巧金精矿(含S38%)、峪耳崖金精矿(含S28%)、四道淘金精矿(含S29%)进行的-铁浸置实验证明,不别的增加氧化剂,金的浸出率都大于96%,刺进矿浆中的铁板上金的沉积回收率大于或等于99.48%。他们的实验还标明,若采用上法处理已有适当氧化程度的低硫金精矿时,则需增加氧化剂。实验是在室温文拌和条件下进行的。当不加氧化剂时金的浸出率较低;而增加H2O20.22~0.31mol,浸出时刻4~16h,金的浸出率别离进步1.32~2.27倍(见表2)。且从表中看出,浸出时刻4h金的浸出率和进步倍数最大,它阐明浸金的初始溶解速度很大,并随H2O2的耗费而减慢。实验者还以为,参加适量H2O2,可使首要氧化生成二硫甲脒:
2SCN2H4 (SCN2H3)2+2H++2e
而进步金的氧化浸出率。但H2O2的氧化才能太强(见表2),增加过多会使激烈氧化而耗费丢失,而使金的浸出达不到结尾。
表2 低硫氧化金精矿增加或不加氧化剂金的浸出率比较
氧化剂
增加浓度∕mol
浸出时刻∕h
金浸出率∕%
浸出率进步倍数∕倍
不加H2O2
加H2O2
H2O2
0.22
4
28.58
65.06
2.27
H2O2
0.31
8
43.75
71.00
1.62
H2O2
0.31
16
57.50
76.25
1.32