多硫化钠浸金研究.pdf

第2 3卷第0期 1 9 9 2 年1 2月 J . C E N T . V o l . 23 沁 G D ce . 1992 多硫化钠浸 金研 究 ‘ 杨天足陈希鸿宾万达 陈庆邦 卢 宜源 有 色冶金系 摘 要本文中研究了用多硫化钠作浸出剂浸出锑梳 中的金 . 根据实验和 理论分 析 , 认为多硫化 物浸金具有如下反应 6Au刁 一 25 2一 S 二 一 6A uS - SAu 35 2 一 S ; 一二 SA uS - 6AuZH S 一 20 H一卜S; 一二 6AuS 一 ZH oO SAu 3HS 一 3 0于I一卜S ; 一 SA uS 一 3H O 考察了粒度 、 温度 、 硫化钠 用量 、 加硫量 、 氢 氧化钠 浓度 、 液固比 、 时 间等因素对 金浸出率的影响 . 在研究所得的最佳条件下 , 金的浸出率稳定在蚝 以上 . 关键词 多硫化物 ; 金浸出 ; 锑梳 从矿石中提取金 的传统方法是氰化法 , 它应 用 于金的 生产已有 一 百余年的历 史 , 目前仍 然 是金的 主要 生产方法 . 这种方法生产工 艺成熟 、 适应性强 . 但是 , 氰化法也存在 着一 些严 爪 的缺点 , 主 要有两点 , 一是由于氰化物的 剧毒性 , 生 产过 程中可对环境造成 污 染;二是金 的 浸出速度比较慢 。 因此 , 人们 一直 在尝 试着寻找既无毒 , 浸出速 度又快的 浸 金试剂 . 多硫化物由于 浸金速度快 , 试剂基木无毒引起了人们的往意 〔’4〕一水研究 用多硫化钠作 浸 金溶剂直接浸出锑梳中的金 。 理论分析 文 献 t‘,略】报 道的多硫化物浸金反应为 ZA u任 一 ZHS 一 斗0 。5 0 ZAuS 一 H oo 1 ZAu2 5 2一 ZH 一 卜 一卜 0 . 50 ZAuS 一 H 20 2 但上述两反应并未表现 出多硫化物在浸 金反应中的作用 , 似乎直接用5 2 一 及H S 一 在有O 存 在的条件下可直接浸出金; 反应 2 认为H 十 参加了反应 , 事实上多硫化物只有 在 碱性介质 中是稳定的 , 在酸性介质中则不稳定 , 而在碱性价质 中H 浓度是很 低的 ; 反应 1 , 2 还认为0 2 在浸出过程中起氧化剂的作用 。 通常认为溶液 中能稳定存在的多硫离子为51 一和S 呈 一, 多硫离子 如 同过氧离子 0{ 一 一 样具有氧化性 , 例如S军 一作 氧化剂时 , 可获得六个电子而成为5 2一仁53, 199 2年4月22日收到初稿 , 唐武军 、 史王娟 参 加了实验工作 中有砂接掌愧学报 1 992年12月 为考察多硫化物浸金过程中o 的存在是否对金的 浸 出有明显影响 , 我 们进 衍了浸 出过 程 隔绝空气用高纯氮气保护和暴露 于空气 的对比实验 , 其两者 金的浸出率 之比为 0 . 9 6 0 . 从而证明在多硫化物 浸金过程中 , 起氧化作用主 要 的不是O . 根据 S; 一 和 S; 一 的性质 , 认 为 它们在浸 金过程中起氧化剂的作用 , 其反应 式可表达如下 6Au 2 5乞 一 S ; 一 6A uS- △G } 。 一82 . 42 1kJ 3 SAu 352 一 S ;一 SA uS- △G 旦 。。 一11 2 . 471kJ 4 在pH值小于1 4 时 , 溶液中的 硫化物有相 当一部分是以 HS 一 的形式存在 的 , 故还 可能有 以下反应 6Au ZHS 一 ZOH 一 十S ; 一二 6AuS 一 十ZH ZO △G 罗 。 一93 . 77 4 k J 5 SAu3HS 一 3OH 一 S ;一 SA uS 一 十3H ZO △G 旦 。 二一1 29 . sookJ 6 反应 3一6式的AG全 。, 表明 , 在 没有0 2参加反 应的 情况下 , 金在热力学上仍很容 易溶解在多硫化物i容液巾 . 2 实验 2 . 1 原 料 实验所用的 含 金物料为锑 鼓风炉挥发熔炼一贵锑 电解流程所产 出的中问产物锑毓 . 其粒 度组成见表 1 . 表1含 金原料的粒度组成 Table1 D istributio no fthePa rtiele siz e ofthe antimon ym atte 粒度 , 目 8 0一8 014 0一140IG0一x 601 8 0一x8 02 0 0一2 00 占有率 , 1 5 . 1 422 . 601 。9 0 2 。 31 3 . 3 7 5 0 。6 8 主要元素分析结果见表2 . 表2 含 金原抖的主要元素 含量 Table2 Ch em ieal analysiso f the antimon y m atte 元素 5Fesb A u , g/t 其它 含量 , 2 2 . 60 56 . 6 33 . 6 7 J0 . 0 17 . 1 经X射线衍射分析表明 锑毓中铁主要以磁黄铁矿 和铁陨石 的形态存在 , 其中夹杂有部 分炉渣 。 实验所用其 它试剂为化学纯 或分析纯试 剂 . 2 . 2 实验装置与操作 浸 出实验采用恒温水浴加热 , 磁力搅拌 , 在2 5 0m l的锥形 瓶中进行 , 第23卷第 6 期杨夭 足等 多硫 化 钠 浸 金研究 浸出结束后 , 过滤 , 烘干 浸渣 , 分析其中金的含量 , 进而计算金的 浸 出率 . 金的分析采 用火法试金 分析 . 3 实验结果与讨论 依次考察了锑梳粒度 、 温度 、 液固比 、 硫化钠用 量 、 加硫量 、 氢氧化钠 浓度和时间等因 素对金浸出率 的影响 。 3 . 了 粒度对金浸出率的影响 图 1 所示是粒度对金浸出率的影响 . 从 图 1 可见 锑统粒度的减小 , 对金的浸出没有明显影响 , 这表明锑镜 中的金基本上是 以可 浸状 态存在 , 很少被包裹 . 因此 , 在以后所进 行的实验 中 , 锑毓都未再进 行磨矿处理 , 而是采用如表 1 所示 的 粒度组成 。 曰 口 曰 n ”臼 ” 日 odo 口L了 次 卜 份 ”创 测胡 l l l l l l l l l l l l l 一200口, 图1粒度对 金浸出率的影响 F19 . 1 Effe et o f the p a rtielesize on the g o ld e xtr a etio n 25里 05 5 了0 85 t / ℃ 图2温度对 金浸出率的影响 F19 . 2 E ffeet o f tempe rature o n the g o ld e xtr a etion 3 . 2 温度对 金 浸出率的 影 响 图 2 所示是温度对金浸 出率的影响 . 图 2 表明 随着温度的 升高 , 金 的浸出率明 显升高 , 在室 温 25℃ 时 , 金的 浸 出率 为7 6 , 而在8 5 ℃时 , 金的浸出率则增加到8 7 , 加快 。 这主 要是因为温度升高 , 化 学反应速度 3 . 3 液固比对 金浸出率的 影响 图3所示是液固比与金浸出率的关系 . 从图 3可见 在液固比为2至 4 的范围内 , 随着 液固 比的增大 , 金的浸出率增加较快 。 但当液固比达 到 4 之后 , 继续增大液固比 , 金的浸出率增加缓慢 . 例如液固 比为 4 时 , 金的浸出率为 8 7 . 6 7 ; 但 液固 比为6时 , 金的 浸出率仅增 至88 . 9 4 。 这 主 要是因 为随着液固比的增天 , 溶液的体积增大 , 虽 然浸 出剂 的浓度未变 , 但多硫离子的绝对数量增加了 , 因而金 次 90 _ _ _ 之些些 ./ / / / 乡一一一 ‘‘ 二二二二二 , , 2 2 2 / 图3 Fjg . 3 3 遭 56 液固比 液固 比与金浸出率的关 系 R elation be twe enthe g old e荞traetionan d L/ 5 ratio 卜 研犯坐夺 中南分冷掌枕学 报 19 92 年1 2月 浸出率提 「 岛 . 3 . 4 硫化钠用量对 金浸 出率的影响 图 4所 示为硫化钠 用量与锑杭巾金浸 出率的关 系 . 实验控 制在加入 的元素硫和硫 化纳的 分子比为3 1的条件下进 行 。 图4表明 硫化钠加人量在1 1 5 9/L 以下 , 金的 浸出率 随着硫 化钠加人量的增加而增加 , 尔后继续增加硫化钠用量 , 金的 浸出率增加不多 . 这是因为加人 的 硫化钠在 济浪中与 元素 硫 生成S; 一或S ; 一, 随着硫化钠加人量的增加 , 实际 上是溶液中作为氧化剂的 S; 一 和 S; 一 的 浓 度 增加 , 因而有利于金的溶解 。 3 . 5 元素硫用量对 金浸出率的 影响 图 5 所示是元素硫 用量与锑毓 中金 浸出率的关系 。 沪一一 下 。先 8 5100 115 r叮日S用量/c L 一’ 卜卜 一一洲洲p户尸 尸尸 ”弘 卜 赞 书侧李 n‘八 †自†U O 次 。 ” 竹一一 ” 巡今 图4 硫化钠用量与金浸 出率的关系 F19 。4 R elation betw e en the gold extr aetionan d u sageo f N aS S 。/ N as 图5 元素硫用量与金浸出率的 关系 F19 . 5 R elation b etwe en tlle g o ld extraetionan d us ageo f su lfu r 图5表明 随着加硫 量的增加 , 金的 浸 出率不断升高 . 当元素 硫与硫化 钠分子比为L 1 和2 1 时 , 形成S{ 一 及S; 一, 但S; 一 和S; 一 在i容液中不 稳定 , 歧化成5 2一 及S; 一 和S; 一。 当加硫 量 小时 , 溶液巾 S ; 一 和S; 一 的 浓度低 , 所以金的 浸出率较低 , 但 当元素硫与硫 化 纳的分 子比为 3 1 和4 1 时 , 溶液中主要形成S军 一 和S; 一, 且浓度较高 , 根据反应3 一6 , 它们是金浸 出时 的氧化剂 , 因此 , 此时 可得到较高的金 浸 出率 . l l l ⋯ 七七 口口口. . ., 一 、、 、 . . . . . . . . . { { { { { 一一 、、.. ,. . . .『一-一{ { {l l l 尸尸尸 比 J一 一一 一 、.成 成 一一一一一一 . 孙王巡令 次 . 笼醚并夺 图8 F19 . 6 C 、‘o ,厂N 氮氧化钠 浓度 对金浸出率的影响 Effeet o f N aO H e o 玖 the 粤 oldcxtr a Ct nC io entration n rZh 图 7 浸出时间与金浸出率的关 系 F19 . 7 R e lationb etwe en the g old extr a etionandretexltion time 第23卷第 6 】 夕J杨天足等 多 硫 化钠浸金 研究 3 . 6 氢氧化 钠浓 度对 金浸 出率的 影响 图 6 所示是氢氧化钠 浓度对 锑梳中金浸 出率的影响 . 从图 6 可见 随着氢氧化钠 浓度的升 l荡, 金的浸出率 稍有降低 , 其原因有待迸一步的研 究 . 可能是在浸 出过程巾 , 金的洛解主要是按反应的一6 迸 行的 , 当软氧 化勺 」浓 度 升高 时 , 溶液中HS 一 的浓度下降 , 而 5 2 一 的 浓度则仁升 . 但是 , 实验过程 l卜 发 现, 气氧 化钠浓度 只有在大于。 . SN时, 元素硫才能完全溶解在 溶液中 . 因此 , 为了保证S; 一 和 S ; 一 的 生 成 , 浸 出过 程维持一定 的碱度是必要的 . 3汀 浸出时 间对 金浸出率的影 响 图 7 所示是浸出时间与金浸出率的关系 . 图 7 表明 在2 4h 内 , 随 着浸 出时 间的延 长 , 金的 浸 出率 稳定上 升 , 在 4h时 , 金 的 浸出率达到最大9 0 . 0 8 , 但继 续延长 浸 出时问 , 金浸 出率反而略有下降 。 这 可能是由 于多硫化钠的热稳定性不太好 , 时间延长 , 它们可能会分解 , 特别是在较高温度下更是如 此 。 根据上述实验结果 , 可以确定出最佳 浸 出条件 , 在该 条件下 , 锑铁中金的浸出率 可 稳定 在9 3 以上 , 浸 金后残渣含金仅为2 . 59/ t . 金 浸出进入溶液后 , 必须采用适当的方 法富集或沉积 , 我们 采用 活性炭吸附法进行了初 步的探索实验 , 其结果表明 , 在2 4 h 内溶液中8 0的 金可由活性炭吸附 , 具休尚待 进一 步的 研 究 。 4 结论 1研究 了用多硫化钠作浸金 溶剂直接浸}匕锑梳中的金 . 该法具有浸 出速度 快 , 试剂无 毒等特点 . 在技术上是可行的 , 是一种尚未见报道的直接浸出锑毓中金的方法 。 2根据实验和理论分析 , 认为多硫化物浸 金是按下列反应进 行的 6Au2 5 2一 S二 一 6A uS - SAu 352 一 S ; 一 二SAuS - 6 AuZHS 一 ZOH 一 S 足 一 6AuS 一 ZHoo SAu 3HS 一 30 H 一 S 孟 一 SAuS 一 3H 20 3在本研究确定的 最佳浸出条件下 , 锑梳 中金的 浸出率可 达9 3以上 , 进入溶 液 中的 金可用活性炭吸附或其 它方法回收 。 参 1 K a o.e‘盯盆 H几 . H 3, B了3 玖 入1 2 Lo uwNl era l . Chem sa , 10 7 7 , 3 G ussman W H . SAfriea n Pat . 4 龙炳清等 . 黄金 , 1987 , 33 3 6 张祥麟 , 无机 化 学 下册 . 长 沙 , 1 962 , 2 38135 N o . 75 0109 3 考 文献 104 湖南 教 育出J饭社 , 195 3年 , 76 692中有砂艘掌忧学 报1992年12月 G OLDLEACHING I N SODIUMPOLYSULFIDESOLU TON y a ”9 Tfa ”z u C he n刃i人 o n口 Bin 研 a”da Che n Qfngba ng L ‘ Y该y , ‘a n D ePartmento f N onfe rr ous M etallu rg y ABSTRA CT In thisPaPer , it15 rePorted thatgold in the antimony m atte 15leaehed in the s o d iumPolys ulfid es o lution . On thebasis o f the o retiealanalysis an d ex Pe rim enta l res ults , it15 sug gested that g old le a ehingin the s o diumPoly sulfideso lutio n e an bedeseribed as follow s 6A u 25 2一 S ; - SAu3 5 2 一 S 孟 - 6AUS - SAuS - 6AuZHS 一 ZOH 一 S ; SAu3HS 一 3 0 H 一 S ; 6AuS 一 ZH O SA uS 一 3H O The effeetso f Partiele sizeo fthe a ntimo ny m atte , temPe ratu r e , us age s of s od iu r n sulfideands ulfur,eoneentrationofso dium hyd rox ide , L/5 r atioandre - tentiont主 m eon g o ld extra etion w er e 主nv estigated . Unde r o Ptim u 功 e on ditio n obtained fr om the ex Pe rim ent, the g o ld extraetion w asove r 9 3;‘ 。 Key words polysulfideg o ld extr action ; antimo n y斑atte