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硫脲法提金

2019-03-05   
又称为硫化脲素(H2NCSNH2),是一种有机化合物。其粉末晶体易溶于水,25℃时在水中的溶解度为142g/L,水溶液呈中性,无腐蚀性。的重要特性是在水溶液中能与过渡金属离子生成安稳的络阳离子,反响的通式可写成:
Men++x(Thio)→[Me(Thio)x]n+
式中 Thio-;
n-化合价;
x-配位数。
作为一种强酸位体,能够经过氮原子的非键电子对或硫原子与金属离子选择性结合。Au(I)-络阳离子(Au(Thio)2+)的阳离子性质与对应的络阴离子(Au(CN)2-)性质彻底不同。尽管前者的安稳性比后者稍差,但除Hg(Thio)42+比Au(Thio)2+安稳外,其他金属(如Ag+、Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+、Fe2+、Bi3+)的合作物都不如Au(Thio)2+安稳,故对Au+具有较好的选择性。在碱性溶液中不安稳,易分化生成硫化物和基,基水解则生成尿素,反响式为:
SC(NH2)2+2NaOH=Na2S+H2N·CN+2H2O
H2N·CN+H2O=CO(NH2)2
在酸性溶液中具有复原功能,易被氧化生成二硫甲脒(简写为RSSR),而二硫甲脒进一步氧化、分化成为基和元素硫,反响试为:
2SC(NH2)2=(SCN2H3)2+2H++2e
(SCN2H3)2=SC(NH2)2+H2N·CN+S
溶液中的随介质酸度增高而趋于安稳。当介质的pH<1.75时,高浓度的简单氧化,故浸取金时宜运用稀的酸性溶液。当介质的pH>1.75时,则会发作水解,导致的消耗量增大和金的浸出速率减慢。
因为(SCN2H3)2/SC(NH2)2标准电位为的标准电位为+0.42V,而SO42+/H2SO4的电位为+0.17V,故运用硫酸介质作为pH调整剂,可调整所要求的pH值,并防止氧化。鉴于溶液加热时会发作水解,故浸金时温度不宜过高,并且在酸制矿浆时,应向矿浆中加硫酸之后再参加,以防止矿浆部分温度过高而形成的水解丢失。
浸金有必要使金从零价态氧化成为+1价的氧化态。在酸性溶液中有氧化剂,如过氧化氢、高铁离子等存在时,将金氧化的一起也被氧化。首先是被氧化成二硫甲脒,此反响是可逆的。当溶液的电位过高时,二硫甲脒会进一步被氧化成基、和元素硫。因而,要严格操控浸出时的电位,尽量削减的氧化丢失。
浸金的根本反响能够表明为:
金的氧化            Au=Au++e-                              EΘ=1.69V
溶解金          Au+2(Thio)→Au(Thio)2++e-         EΘ=0.38V
二硫甲脒的生成      2(Thio)=RSSR+2H++2e-                EΘ=0.42V
金与二硫甲脒的反响  Au+RSSR+2H++e-→Au(Thio)2+          EΘ=0.04V
在含Fe3+溶液中,Fe3+起氧化剂的效果
Fe3++e-=Fe2+                         EΘ=1.69V
Au+2(Thio)+Fe3+→Au(Thio)2++Fe2+         EΘ=0.38V
为使浸金进程顺利进行,需引进恰当的氧化剂,如氧气、二氧化锰、过氧化氢、高价铁盐等,并操控溶液的氧化复原电位在+140mV左右,使之发生适量的二硫甲脒,而又不使过多分化。因而,也有在浸出后期用通入SO2复原剂的办法,以防止二硫甲脒进一步氧化,并使部分二硫甲脒复原,削减的丢失。
下面扼要介绍浸金的几个较典型的研究结果。
一、浸出黄铁矿金精矿
为开发美国加州Jamestown矿,Bacon Donaldso联合公司承当对Sonora黄铁矿金精矿进行了三周750g/h规划的浸出中间工厂实验;Wright工程设计公司依据中间工厂实验数据,预算了选用浸出和铝粉置换沉积法收回金的工业出产成本。
浸出由两个浸出段组成,每段有6个串联的浸出槽,每个浸出槽的容积为2L。两段浸出(每段浸出2h),金的浸出率达96%。浸出的最佳工艺参数是:40℃,矿浆浓度40%固体,5g/L(其间约20%~50%被氧化成二硫甲脒),硫酸15g/L。运用增加H2O2氧化剂和通入SO2气体复原二硫甲脒的办法来操控溶液的氧化复原电位,用铂-甘电极经过4个电位操控器进行监控。在每个浸出段的榜首个浸出槽中参加5%H2O2坚持氧化条件,在第三个和第五个浸出槽中通入SO2气体坚持复原条件。浸出液再用SO2气体复原,使其间的二硫甲脒悉数复原成,然后用雾化铝粉置换法从溶液中收回金,铝粉参加量为600mg/L,反响时刻30min,金的置换收回率为99.5%,过滤后溶液回来浸出用。
该工艺的消耗量是:当榜首段溶液的50%回来到第二段时,耗量为4.1kg/t;假如溶液的回来量增加到80%时,耗量为1.9kg/t。其他试剂消耗量为:硫酸11.0kg/t、H2O21.7kg/t、SO23.2kg/t、铝粉0.75kg/t。Wright公司预算一个日处理200t金精矿的浸出工厂的费用是:总投资240万美元,年出产黄金13万oz,年总操作费1500万美元(11.57美元/oz)。
二、浸出含金的黄铜矿精矿
加拿大魁北克区域有含金黄铜矿精矿,含Au51~53g/t,Ag87g/t,Cu17%,Fe35%;首要矿藏是黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿及少数的石英、绿泥石等。选用浸出的实验条件是:磨矿粒度100%-325mesh,矿浆浓度20%,25℃,2h,6g/L(0.013mol/L),硫酸0.178mol/L。用O2(1L/min)作氧化剂时,金浸出率为92%;用Na2O2(2g/L)作氧化剂时,金浸出率为82%;用O3(1g/L)作氧化剂时,浸出时刻30min,金浸出率达95%,浸出速度大大加速。
三、浸出含金的锑精矿
澳大利亚新南威尔士的含金辉锑矿,含Sb4.5%和Au9g/t。经重选富集后得辉锑矿精矿,含金档次提高到2kg/t,因为用化法处理效果欠安,曾实验用浸出法处理。当消耗量为2kg/t时,金的浸出率>85%。我国湖南含金锑精矿,含Au60.4g/t,Sb31.7%,S30.81%,曾实验用酸性浸出法处理,然后用铁粉置换金。经一段浸出6h,金的浸出率为40.9%,锑根本上不被浸出,到达金、锑别离的意图。
四、浸出含砷锑硫的浮选金精矿
加拿大Lakefield研究所对含砷锑硫浮选金精矿(含Au75g/t),先用加压氧化浸出法预处理脱砷后,然后对此含有Fe3+的酸性矿浆直接用浸出,在浸出进程中Fe3+起氧化剂的效果。金的浸出率是跟着浓度由2g/L增到10g/L、温度由15℃升至40℃而不断提高。往矿浆中通入适量的SO2气体,使溶液电位坚持在200~250mV范围内,这时金的浸出率可达96%~98%。
五、浸出-铁板置换-步法提金
我国黄金研究所对广西龙水金精矿提出了浸出-铁板置换一步法提金的新工艺,即酸性浸出金与铁板置换沉积金同在一个设备内完结。该工艺曾在现场进行了工业实验,其首要操作条件和技能经济指标如下:处理才能为10t/d,磨矿粒度94%-325mesh,矿浆浓度33%,金精矿档次(Au25~35g/t,Fe39.4%,S43.87%,As0.28%。C0.996%),用量4kg/t,开始浓度0.2%,硫酸用量50kg/t,溶液pH=1~1.15,浸出-置换时刻共10h,铁板置换面积2.2m2/m3,金泥擦拭间隔时刻2h,金泥擦拭间隔时刻2h,金泥档次1%~3%,金泥产率0.5%~0.7%,尾矿档次0.30~0.35g/t,贵液档次16.51g/L,贫液档次0.166g/L,金浸出率91.45%,金置换率98.94%,单耗3.79kg/t,硫酸单耗47.3kg/t,单位成本75.3元/t矿。存在的首要问题是:消耗量高、金泥档次低以及金的实收率较低一级。
浸金法具有无毒、浸出速度快等显着长处。但因为试剂单耗量过高,在经济上尚难于与惯例化浸金法相竞赛,因而有待做更多的作业以获得新的打破。