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硫脲溶解金的速度

2019-02-21   
在浸金的溶液中,浓度取决于氧化剂的浓度,它和化法相同,当浓度超越氧化剂浓度之比太多时,则过多部分因短少氧化剂的参与不能发作反响,而等于是糟蹋。
如上所述,选用Fe3+和O2的混合氧化剂是最廉价的,它实质上(处理精矿或矿石时)不需向浸液中加Fe3+,而只需鼓入空气,且鼓入的空气又是矿浆的拌和动力。在Fe3+和O2混合氧化剂中,O2虽也能直接氧化金、银,但溶液中Fe3+浓度常只能坚持与溶解O2的浓度比,作为辅佐氧化剂的O2常缺乏以使悉数Fe2+氧化为Fe3+,更不可能有多大余量。故O2实质上是使金、银等氧化溶解的首要氧化剂。
鉴于Fe2+的化彻底依靠溶解于溶液中的O2,故氧化剂的浓度实质上就是溶解进入溶液中的O2浓度(这儿且不谈二硫甲脒的氧化作用),其浓度值与化法中所述的O2浓度共同。即在室温文常压下,浸液中溶解O2的最大浓度为8.2mg∕L,相当于0.27×10-3mol。
假定金在最大溶解速度时〔SCN2H4〕/〔O2〕之比为1∶2,则浸液中的平衡浓度为  2〔O2〕。那么
〔SCN2H4〕=2〔O2〕=2×8.2mg/L=16.4mg∕L
或                〔SCN2H4〕=2×0.27×10-3mol=0.54×10-3mol
实验证明,若单独用O2作氧化剂,浸液中的极限浓度值仅需0.02%,相当于         2.6×10-3mol。考虑到运用Fe2+和O2混合氧化剂和坚持浸液中有满足浓度的游离,以加速金的溶解,实践出产作业浸液中的浓度可选用0.1%(相当于1.3×10-2mol)。在此条件下,再增大浓度也不能进步金的溶解速度。
Fe3+作为溶解金的首要氧化剂,按其与O2浓度之比,在大多数情况下浸液中含铁离子0.5~2.0g∕L就满足。但在实践中,浸液中的铁浓度常高出许多倍。Fe3+浓度的恰当增大有利于进步浓度,在金等金属离子与处于非平街系统时,可加速金的溶解,金粒表面也不会呈现钝化。故在其他条件相一起,溶金速度比化法约高10倍。
溶金的动力学研讨证明,在有氧化剂存在条件下金溶解反响的电位差较大(0.38V)。故金溶于酸性液巾的速度首要由分散作用所操控。而影响分散作用的首要因素则是浓度差。
依据菲克规律,在阴极区,溶解氧向金粒表面的分散速度为:
A1{〔O2〕-〔O2〕i}                 (1)
在阳极区,向金粒表面的分散速度为:
{〔SCN2H4〕-〔SCN2H4〕i}    (2)
式中 和 分别为O2和SCN2H4的分散速度,mol/s;
和 -分别为O2和SCN2H4的分散系数,cm2∕s;
〔O2〕和〔SCN2H4〕-分别为全体溶液中O2和SCN2H4的浓度,mol/mL;
〔O2〕i和〔SCN2H4〕i-分别为界面处O2和SCN2H4的浓度,mol/mL;
A1和A2-分别为阴极和阳极发作反响的表面积,cm2;
δ-能斯特界面层厚度,cm。
假定金粒界面上O2和SCN2H4的化学反响速度很快,当它们刚一抵达金粒表面便立即被耗费掉。在此极限条件下,则
〔O2〕i=0;〔SCN2H4〕i=0。
此刻,式(1)和(2)可简化为:
A1〔O2〕
A2〔SCN2H4〕
由式(3)可知,金的溶解速度为耗费速度的二分之一,并为重生氧耗费速度的2倍(或为普通氧耗的4倍)。
Au+2SCN2H4+H++ O2 Au(SCN2H4)2+ H2O  (3)
故
金的溶解速度= A1〔O2〕
或许
金的溶解速度= A2〔SCN2H4〕
当上列反响式到达平衡时,则
A1〔O2〕= A2〔SCN2H4〕
因为和水相相触摸的金粒总表面积A=A1+A2,故
金的溶解速度=           (4)
如式中所示,溶金过程中应坚持必定的矿浆浓度和拌和速度,以添加触摸面积和减小分散层厚度。上式中,当浓度高而溶解氧浓度低时,金的溶解首要取决于溶解氧的浓度,(4)式可改写为
金的溶解速度=             (5)
即此刻金的溶解速度跟着溶液中氧浓度的增大而加速。同理,在浓度低而溶解氧浓度高时,金的溶解首要取决于浓度。即
金的溶解速度=          (6)
即金的溶解速度将随硫脉浓度的添加而加速。当和溶解氧的浓度都适合时,金的极限溶解速度可由式(5)和(6)简化为
〔SCN2H4〕=
即
=4      (7)
已知
=2.76×10-5cm2∕s
则
=1.10×10-5cm2∕s
故二者分散系数的均匀值= ≈2.5
将其代入(7)式,则金到达极限溶解速度时和溶解氧二者的摩尔均匀比值为:
4 =4
即浸液中氧的溶解浓度与浓度的摩尔(分子)均匀比值约等于10时,金的溶解速度最高。