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影响金溶解速度的因素

2019-02-19   
一、和氧浓度对金溶解速度的影响
金、银溶解时,所需的和氧的浓度是成份额的。依照反响式(1),1mol(分子)氧需求4mol(分子)的CN-,两者涣散系数的均匀比值为1.5。已知为空气所饱满的化液中含〔O2〕=8.2mg∕L,或为0.27×10-3mol(分子)。则〔CN-〕=4×1.5×0.27×10-3=6×0.27×10-3mol(离子),或为0.01%。在实践出产中,一般运用含0.02%~0.06%NaCN的水溶液。
4Au+8NaCN+O2+2H2O 4NaAu(CN)2+4NaOH    (1)
溶液中浓度的调整是经过操控投入量来完成的。而氧浓度则是凭借充气机械向溶液中充气到达的。在正常状况下,充气机械的充气能使氧在溶液中的溶解度到达7.5~8mg∕L,只要在淡薄的溶液中才干到达某一稳定值。大都工厂的实践证明:在常压充气条件下,金的最大溶解速度是在浓度为0.05%~0.1%的规模内;而单个情况下则在0.02%~0.03%的规模内。只要进行渗滤化作业,或许处理含有较多的耗费杂质的矿石,以及含有酸盐的脱金贫液回来循环运用时,才运用较高的浓度。
实验标明,在浓度低于0.05%时,由于氧在溶液中的溶解度较大,以及氧和在稀溶液中的涣散速度较快,金的溶解速度随浓度的增大而直线上升到最大值。今后,跟着浓度的增大而金的溶解速度上升缓慢。当浓度超越0.15%后,虽然再增大浓度,金的溶解速度不光不会增大,反而略有下降(图1)。这可能是由于氧和CN-的份额失调。以及溶液pH添加,使离子发作水解引起的:
CN-+H2O HCN+OH-

图1  不同浓度对金、银溶解速度的影响
在低浓度的溶液中,溶解速度取决于的浓度;但当浓度增高时,溶解速度与浓度无关,而随氧的供入压力的上升而增大(图2)。为此,可以用渗氧溶液或高压充气来强化金溶解的进程。如在709.275kPa(7atm)充气的条件下化,不同特性矿石中金的溶解速度可进步10倍、20倍,乃至30倍,且金的收回率约可进步15%。

图2  24℃时不同压力与不同NaCN浓度对银溶解速度的影响
二、杂质对溶解速度的影响
向化溶液中参加某些元素,能加快金的溶解。有些研讨者证明,在必定的条件下,参加少数铅、、和铋,能进步金的溶解率。至少,存在的少数铅可成为溶解金的增效剂(图3)。但铅的很多存在,特别是在pH高的情况下,会在金粒的表面生成Pb(CN)2薄膜而按捺金的溶解。

图3  在0.1%NaCN溶液中铅离子浓度对金溶解速度的影响
硫离子的存在,会在金粒表面生成一层不溶的硫化亚金薄膜,而使金难于溶解。或许与生成对金不起溶解效果的硫代酸盐而耗费。即便溶液中的硫化物含量很低(5×10-4%)也会显着下降金的溶解速度(图4)。

图4  在0.25% KCN溶液中Na2S浓度对金、银溶解速度的影响
化处理浮选精矿时,由精矿带入化液中的黄药和黑药同样会下降金的溶解速度。我国某选金厂化液中的黄药浓度由33mg∕L添加至110mg/L时,金的化浸出率由74.2%下降至55.6%。这首要是由于金粒表面为黄原酸金薄膜掩盖之故。为进步金的收回率,浮选精矿或尾矿在化前有必要进行脱药。
精矿的脱药,一般是在浮选后对精矿进行洗刷和浓缩,以到达脱药意图。某矿磨矿粒度65%~0.074mm(200目),浮选后为更好的脱除黄药和2#油,将浮选精矿经旋流器脱药后,再磨矿至溢流细度98%~100% 0.074mm(-200日)后浓缩,可将浮选药剂脱掉96%。终究精矿送化提金,金的年均匀浸出率达90.57%。
矿石中存在的碳以及硅、铝、铁等生成的氢氧化物均具有吸附效果,对化作业晦气。
三、pH值对金溶解速度的影响
化作业时一般参加若干数量的碱以避免的水解丢失。但碱量过多而形成pH值过高时,金的溶解速度会显着下降。这是由于在高的pH情况下,氧的反响动力学对金的溶解很晦气。别的,在钙离子存鄙人,pH值增高时,会因金属表面生成薄膜而使金的溶解速度显着下降(图5)。

图5  钙离子对金溶解速度的阻滞效应
很多研讨标明,金化浸出的最佳pH值为9.4。实践出产作业的最佳pH值规模可选在9.4~10之间。如条件答应,化浸出作业取下限值,锌置换作业则取上限值,后者pH值增大,可减小锌与水的反响优势,下降锌的耗费。
不同浓度的相应pH值列于下表。在不同pH值(即不同KOH浓度)下金、银的溶解速度如图6。从图中看出,KOH浓度达0.1mol∕L以上溶解速度呈直线下降。
表  各种浓度KCN溶液的相应pH值




KCN∕%

pH


0.01

10.16


0.02

10.31


0.05

10.40


0.10

10.51


0.15

10.66


0.20

10.81

图6  溶液的pH值对金、银溶解速度的影响
四、温度对金溶解速度的影响
假如温度处在不影响金溶解作业的答应改变规模内,反响物浓度将随温度和涣散率的添加而添加,温度每添加10℃,反响物浓度约增大20%。也就是说,进步温度可加快化学反响速度。即温度每升高10℃,分化速度添加近两倍。但费事的是,添加温度会影响氧的溶解度。当矿浆温度挨近100℃时,氧的溶解度已降到近于零。总的来说,金的最高溶解速度在温度约85℃(图7)时到达极限,如温度再增高,就会因氧的溶解度削减而下降金的溶解速度。且为了进步矿浆温度需耗费很多燃料,而会添加化作业的本钱。特别是跟着矿浆温度的升高,会增大溶解贱金属的速率,加快碱金属和碱上金属的水解,形成耗费量的添加。这些不良影响,是添加矿浆温度以进步金的溶解速度和缩短化时刻所赔偿不了的。因而,除冰冷区域在冬天为了不使矿浆冻住而采纳保温办法的加温外,一般均在不低于15~20℃的常温条件下进行化。

图7  温度对金在0.25%KCN溶液中溶解速度的影响
典型的涣散操控进程中,金、银的分化活化能规模在8.37~20.93kJ(2~5千卡)/mol(分子)之间。
五、金粒度对金溶解速度的影响
金粒的巨细是决议金溶解速度一个很首要的要素。假定金的溶解速度为3mg∕(cm2·h),寻么,直径44μm(325目)的球状金粒的彻底溶解需求14h;直径149μm(100目)的球状金粒则需48h。为此,在化前有必要首要除掉粗粒金,以进步金的收回率和尽可能缩短化作业时刻。
化工艺进程中,一般根据化作业的特色以筛目将金粒分为三种粒度:大于74μm(200目)为粗粒金,37~74μm(200~400目)为细粒金,小于37μm(400目)为微粒金。为便于作业,有时将大于495μm(32日)的金粒称为特粗粒金。
粗粒和特粗粒金,在化作业中溶解很慢,需求很长时刻才干彻底溶解。关于这类金粒,选用延伸化时刻往往是不合算的,由于绝大大都金矿石中的金首要呈细粒和微粒存在。国内外许多化法矿山所选用的收回矿石中粗粒和特粗粒金的办法,常常是在化前先进行混或许重选捕收,避免未溶完的粗粒金丢失于尾矿中。
细粒金在一般的化作业进程中都能很好地溶解。这是由于在相应的磨矿粒度下,大部分被解离呈单体金。
微细金粒在磨矿作业中被解离呈单体的常不多,其间的大大都仍处在其他矿藏或脉石的包裹中。处于硫化矿藏中的微粒金,化前常常需先进行氧化焙烧。石英脉石包裹的微粒金在化进程中是难于浸出的。用化法收回这类微粒金,一般需求将矿石磨得更细,以添加金粒的解离程度。这就会增大磨矿本钱,且给化矿浆的固液别离带来困难,增大和已溶金的丢失。关于某些微粒金矿石,常常由于矿石磨矿粒度不可能再细,而不可能选用化法处理。
故可以为,矿石中金粒巨细常常是决议能否选用化法的重要要素之一。
六、矿泥含量和矿浆浓度对金溶解速度的影响
矿泥含量和矿浆浓度会直接影响金的溶解速度。矿浆中矿泥和矿砂的浓度大,会影响金粒与溶液的触摸和溶液中有用组分的涣散速度,而使金的溶解速度下降。在一般情况下,化矿浆中粒状矿砂的浓度应不大于30%~33%。当矿浆中含有较多的矿泥时,化矿浆中的固体物料浓度应小于22%~25%。
矿泥的损害首要在于增大矿浆的粘度。不论是矿石带入的原生矿泥,仍是因磨矿而生成的次生矿泥,它们均以高度涣散的微细粒度进入矿浆中,生成极难沉积的胶状物长时刻呈悬浮状况,而下降金的溶解速度,且形成矿浆的洗刷过滤困难,使已溶解的金丢失于尾矿浆中。