用硫代硫酸钠从某卡林型金矿石中浸出金试验研究
摘要：研究了用硫代硫酸钠从贵州某卡林型金矿石中浸出金，考察了不同因素对金浸出率的影响。结果表明：在Ｃｕ２＋ 浓度为０．０１ｍｏｌ／ Ｌ 、 Ｎａ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度为０．３ｍｏｌ／ Ｌ 、乙二胺浓度为０．０６ｍｏｌ ／ Ｌ 、液固体积质量比５∶１条件下常温浸出４ｈ ，金浸出率达７２．８７％ ，浸出效果较好。
关键词：卡林型金矿石；硫代硫酸钠；金；浸出
氰化浸金工艺具有毒性，因此非氰试剂浸出金的研究受到重视。高硫高砷金矿石的浸出效率较低，也需要找到合适的方法提高效率。针对贵州省某高硫高砷卡林型金矿石，采用硫代硫酸盐浸出金已有研究 。该矿石属于难处理金矿石，金的主要包裹物为黄铁矿和毒砂。硫代硫酸盐浸金速度快，对杂质不敏感。研究了用硫代硫酸钠对贵州某卡林型金矿石一步浸出金的可行性。
１ 试验部分１．１ 试验物料 试验所用矿石为贵州省某卡林型金矿石，其中金品位为１７．１ｇ／ ｔ ，呈显微和次显微状分布于矿物晶格中，矿石粒度 －７４ μ ｍ 占 ９１．２６％。矿样 ＸＲＤ分析结果分析，矿样的主要载金矿物为黄铁矿（ ＦｅＳ ２ ）和毒砂（ ＦｅＡｓＳ ），大部分金被黄铁矿和毒砂包裹。１．２ 试验设备 ７２２ 型分光光度计，上海菁华科技仪器有限公司； ＪＪ－ １ 型机械搅拌器，常州澳华有限公司；ＳＨＺ － Ｄ （ ＩＩＩ ）型循环水式多用真空泵，天津华鑫仪器厂； Ｘ － Ｐｅｒｔ ＰＲＯ 型 ＸＲＤ 衍射仪。１．３ 试验原理 在 Ｃｕ２＋ －ｅｎ － Ｓ ２ Ｏ２－３体系中， Ｓ２ Ｏ２－３在酸性条件下易被氧化。乙二胺可以维持碱性环境，还与溶液中 的 Ｃｕ２＋形 成 稳 定 的 环 状 结 构 螯 合 物［Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］２＋ ［ ５ ］ ，如式（１ ）。［ Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］２＋为溶解金的氧化剂，夺取１个电子，把金氧化为 Ａｕ＋ ，Ａｕ＋ 最终与溶液中的Ｓ ２ Ｏ２－３形成稳定的［ Ａｕ （Ｓ ２ Ｏ ３ ） ２ ］３－ ，如式（２ ）。搅 拌 条 件 下，进 入 溶 液 中 的 Ｏ ２ 可 使［Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］＋ 极快地被氧化成［Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］２＋ ，又回到金粒表面上被还原，Ｃｕ２＋ 得到循环利用，如式（３ ）［ ６ ］ 。 ２ｅｎ＋Ｃｕ ２＋［ Ｃｕ （ｅｎ ） ２ ］２＋ ；（１ ） Ａｕ＋２Ｓ ２ Ｏ２－３ ＋ ［ Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］ ２＋ ［ Ａｕ （ Ｓ ２ Ｏ ３ ） ２ ］３－＋ ［ Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］＋ ；（２ ） ４ ［ Ｃｕ （ ｅｎ ）２ ］＋＋Ｏ ２ ＋２Ｈ ２ Ｏ ４ ［ Ｃｕ （ ｅｎ ）２ ］２＋＋４ＯＨ － 。（３ ）１．４ 试验方法 试验在玻璃反应器中进行。矿样质量４０ｇ ，用硫代硫酸钠从某卡林型金矿石中浸出金试验研究分别按计量加入五水硫酸铜、乙二胺、硫代硫酸钠，用 ＮａＯＨ 调 ｐＨ 至９．５ ，搅拌浸出一定时间后，抽滤，烘干，用硫代米蚩酮（ ＴＭＫ ）分光光度法测定金质量分数，计算金浸出率。２ 试验结果与讨论２．１ Ｃｕ２＋ 浓度对金浸出率的影响 试验条件： Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度为０．５ｍｏｌ／ Ｌ ，乙二胺浓度为０．０６ｍｏｌ ／ Ｌ ，液固体积质量比３∶１ ，常温浸出 ２ｈ 。 Ｃｕ２＋ 浓度对金浸出率的影响试验结果Ｃｕ２＋ 浓度对金浸出率的影响可以看出：随 Ｃｕ２＋浓度升高，金浸出率升高， Ｃｕ２＋ 浓度为 ０．０１ｍｏｌ／ Ｌ 时，金浸金率达最大，为 ６９．２５％ ；但 Ｃｕ２＋浓度继续升高，金浸出率反而下降。这是由于 Ｃｕ２＋浓度非常低时， Ａｕ不足以被氧化为 Ａｕ＋ ，浸出率很低；但 Ｃｕ ２＋浓度过大，由能斯特方程推知， Ｃｕ２＋ ／Ｃｕ＋的电极电势增大， Ｃｕ２＋ 的氧化性大大增强 ，会使具有还原性的 Ｓ２ Ｏ２－３被氧化，起络合作用的 Ｓ２ Ｏ２－３数量减少，对不利于金的浸出：综合考虑， Ｃｕ２＋ 浓度以控制在０．０１ｍｏｌ ／Ｌ较为适宜。２．２ Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度对金浸出率的影响 试验条件： Ｃｕ２＋浓度０．０１ｍｏｌ ／ Ｌ ，乙二胺浓度０．０６ｍｏｌ ／ Ｌ ，液固体积质量比３∶１ ，常温下浸出２ｈ。 Ｎａ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度对金浸出率的影响试验结果可以看出：随 Ｎａ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度升高，金浸出率升高， Ｎａ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度为 ０．３ ｍｏｌ／ Ｌ时，金浸出率最大，为７２．１９％；但 Ｎａ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度继续升高，金浸出率反而下降。这是因为 Ｓ２ Ｏ２－３会与 Ａｕ＋ 形成［Ａｕ （ Ｓ ２ Ｏ ３ ） ２ ］３－ ，Ｓ ２ Ｏ２－３的量不足时，金 浸 金 率 较 低； Ｓ２ Ｏ２－３过 多 则 破 坏［ Ｃｕ （ｅｎ ） ２ ］２＋ 的稳定性，生成［Ｃｕ （ Ｓ ２ Ｏ ３ ） ３ ］５－ ，使具有催化作用的［ Ｃｕ （ｅｎ ） ２ ］２＋的量不足，金浸出率降 低 ：因 此，Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓 度 以 控 制 在 ０．３ｍｏｌ ／Ｌ为宜。Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度对金浸出率的影响２．３ 乙二胺浓度对金浸出率的影响 试验条件： Ｃｕ２＋浓度０．０１ｍｏｌ ／ Ｌ ， Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３浓度０．３ｍｏｌ ／ Ｌ ，液固体积质量比３∶１ ，常温下浸出２ｈ 。乙二胺浓度对金浸出率的影响试验结果和乙二胺浓度对金浸出率的影响可以看出：随乙二胺浓度升高，金浸出率升高，乙二胺浓度为０．０６ｍｏｌ ／ Ｌ时，金浸出率达最大，为７２．１９％ ；但乙二胺浓度继续升高，金浸出率急剧下降。这 是由 于 乙二胺是 Ｃｕ２＋的稳定剂 ［２ ， １０ ］ ，浓度过低时，生成的［Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］２＋不足以浸出更多的金；而浓度过大会导致溶液的混合电位降低 ，从而使浸金过程中Ｓ２ Ｏ２－３消耗增大，不利 于 金 的 浸 出：因 此，乙 二 胺 浓 度 以 ０．０６ｍｏｌ ／Ｌ为宜。２．４ 液固体积质量比对金浸出率的影响 试验条件： Ｃｕ２＋浓度０．０１ｍｏｌ ／ Ｌ ， Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３浓度０．３ｍｏｌ ／ Ｌ ，乙二胺浓度 ０．０６ｍｏｌ／ Ｌ ，常温下浸出２ｈ 。液固体积质量比对金浸出率的影响试验结果可以看出：液固体积质量比为 １∶１ 时，金浸出率只有 ６０．１６％ ；液固体积质量 比 增 大 至 ５∶１ 时，金 浸 出 率 最 大，为 ７２．５７％ ；但液固体积质量比继续增大，金浸出率反而急剧下降。这是由于随液固体积质量比增大，矿浆黏度降低，浸出动力学良好，有利于打开对金的包裹；但液固体积质量比继续增大，浸出剂浓度降低，反应物的外扩散速率降得很低，反而不利于金的浸出，金浸出率反而下降。综合考虑，确定液固体积质量比以控制在５∶１较为适宜。液固体积质量比对金浸出率的影响２．５ 浸出时间对金浸出率的影响 试验条件： Ｃｕ２＋浓度０．０１ｍｏｌ ／ Ｌ ， Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３浓度０．３ｍｏｌ ／ Ｌ ，乙二胺浓度 ０．０６ｍｏｌ／ Ｌ ，液固体积质量比５∶１ ，常温下浸出。等梯度延长浸出时间，试验结果可以看出：浸出０～２ｈ时，金浸出率增大迅速，表 明 此 时 间 段 内 反 应 充 分，浸 出 速 度 较快 ；但继续延长浸出时间，金浸出率变化不大，表明体系基本反应完全。综合考虑，确定浸出时间以控制在４ｈ为宜。２．６ 扩大试验 原矿质量２００ｇ ，其他条件： Ｃｕ２＋浓度０．０１ｍｏｌ ／ Ｌ ， Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓 度 ０．３ ｍｏｌ ／ Ｌ ，乙 二 胺 浓 度０．０６ｍｏｌ ／ Ｌ ，液固体积质量比５∶１ ，常温下浸出４ｈ 。 ３组试验金浸出率分别为７２．３１％ 、 ７３．１４％ 、７２．７５％ ，浸出效果较好。３ 结论 硫代硫酸钠无毒，浸出速度快，在 Ｃｕ２＋ －ｅｎ －Ｓ ２ Ｏ２－３体系中与 Ａｕ＋配合形成的［ Ａｕ （Ｓ ２ Ｏ ３ ） ２ ］３－十分稳定，用于从卡林型金矿石中一步浸出金是可行的。适宜条件下，金的一步浸出率接近７３％
摘要：研究了用硫代硫酸钠从贵州某卡林型金矿石中浸出金，考察了不同因素对金浸出率的影响。结果表明：在Ｃｕ２＋ 浓度为０．０１ｍｏｌ／ Ｌ 、 Ｎａ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度为０．３ｍｏｌ／ Ｌ 、乙二胺浓度为０．０６ｍｏｌ ／ Ｌ 、液固体积质量比５∶１条件下常温浸出４ｈ ，金浸出率达７２．８７％ ，浸出效果较好。
关键词：卡林型金矿石；硫代硫酸钠；金；浸出
氰化浸金工艺具有毒性，因此非氰试剂浸出金的研究受到重视。高硫高砷金矿石的浸出效率较低，也需要找到合适的方法提高效率。针对贵州省某高硫高砷卡林型金矿石，采用硫代硫酸盐浸出金已有研究 。该矿石属于难处理金矿石，金的主要包裹物为黄铁矿和毒砂。硫代硫酸盐浸金速度快，对杂质不敏感。研究了用硫代硫酸钠对贵州某卡林型金矿石一步浸出金的可行性。
１ 试验部分１．１ 试验物料 试验所用矿石为贵州省某卡林型金矿石，其中金品位为１７．１ｇ／ ｔ ，呈显微和次显微状分布于矿物晶格中，矿石粒度 －７４ μ ｍ 占 ９１．２６％。矿样 ＸＲＤ分析结果分析，矿样的主要载金矿物为黄铁矿（ ＦｅＳ ２ ）和毒砂（ ＦｅＡｓＳ ），大部分金被黄铁矿和毒砂包裹。１．２ 试验设备 ７２２ 型分光光度计，上海菁华科技仪器有限公司； ＪＪ－ １ 型机械搅拌器，常州澳华有限公司；ＳＨＺ － Ｄ （ ＩＩＩ ）型循环水式多用真空泵，天津华鑫仪器厂； Ｘ － Ｐｅｒｔ ＰＲＯ 型 ＸＲＤ 衍射仪。１．３ 试验原理 在 Ｃｕ２＋ －ｅｎ － Ｓ ２ Ｏ２－３体系中， Ｓ２ Ｏ２－３在酸性条件下易被氧化。乙二胺可以维持碱性环境，还与溶液中 的 Ｃｕ２＋形 成 稳 定 的 环 状 结 构 螯 合 物［Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］２＋ ［ ５ ］ ，如式（１ ）。［ Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］２＋为溶解金的氧化剂，夺取１个电子，把金氧化为 Ａｕ＋ ，Ａｕ＋ 最终与溶液中的Ｓ ２ Ｏ２－３形成稳定的［ Ａｕ （Ｓ ２ Ｏ ３ ） ２ ］３－ ，如式（２ ）。搅 拌 条 件 下，进 入 溶 液 中 的 Ｏ ２ 可 使［Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］＋ 极快地被氧化成［Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］２＋ ，又回到金粒表面上被还原，Ｃｕ２＋ 得到循环利用，如式（３ ）［ ６ ］ 。 ２ｅｎ＋Ｃｕ ２＋［ Ｃｕ （ｅｎ ） ２ ］２＋ ；（１ ） Ａｕ＋２Ｓ ２ Ｏ２－３ ＋ ［ Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］ ２＋ ［ Ａｕ （ Ｓ ２ Ｏ ３ ） ２ ］３－＋ ［ Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］＋ ；（２ ） ４ ［ Ｃｕ （ ｅｎ ）２ ］＋＋Ｏ ２ ＋２Ｈ ２ Ｏ ４ ［ Ｃｕ （ ｅｎ ）２ ］２＋＋４ＯＨ － 。（３ ）１．４ 试验方法 试验在玻璃反应器中进行。矿样质量４０ｇ ，用硫代硫酸钠从某卡林型金矿石中浸出金试验研究分别按计量加入五水硫酸铜、乙二胺、硫代硫酸钠，用 ＮａＯＨ 调 ｐＨ 至９．５ ，搅拌浸出一定时间后，抽滤，烘干，用硫代米蚩酮（ ＴＭＫ ）分光光度法测定金质量分数，计算金浸出率。２ 试验结果与讨论２．１ Ｃｕ２＋ 浓度对金浸出率的影响 试验条件： Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度为０．５ｍｏｌ／ Ｌ ，乙二胺浓度为０．０６ｍｏｌ ／ Ｌ ，液固体积质量比３∶１ ，常温浸出 ２ｈ 。 Ｃｕ２＋ 浓度对金浸出率的影响试验结果Ｃｕ２＋ 浓度对金浸出率的影响可以看出：随 Ｃｕ２＋浓度升高，金浸出率升高， Ｃｕ２＋ 浓度为 ０．０１ｍｏｌ／ Ｌ 时，金浸金率达最大，为 ６９．２５％ ；但 Ｃｕ２＋浓度继续升高，金浸出率反而下降。这是由于 Ｃｕ２＋浓度非常低时， Ａｕ不足以被氧化为 Ａｕ＋ ，浸出率很低；但 Ｃｕ ２＋浓度过大，由能斯特方程推知， Ｃｕ２＋ ／Ｃｕ＋的电极电势增大， Ｃｕ２＋ 的氧化性大大增强 ，会使具有还原性的 Ｓ２ Ｏ２－３被氧化，起络合作用的 Ｓ２ Ｏ２－３数量减少，对不利于金的浸出：综合考虑， Ｃｕ２＋ 浓度以控制在０．０１ｍｏｌ ／Ｌ较为适宜。２．２ Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度对金浸出率的影响 试验条件： Ｃｕ２＋浓度０．０１ｍｏｌ ／ Ｌ ，乙二胺浓度０．０６ｍｏｌ ／ Ｌ ，液固体积质量比３∶１ ，常温下浸出２ｈ。 Ｎａ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度对金浸出率的影响试验结果可以看出：随 Ｎａ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度升高，金浸出率升高， Ｎａ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度为 ０．３ ｍｏｌ／ Ｌ时，金浸出率最大，为７２．１９％；但 Ｎａ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度继续升高，金浸出率反而下降。这是因为 Ｓ２ Ｏ２－３会与 Ａｕ＋ 形成［Ａｕ （ Ｓ ２ Ｏ ３ ） ２ ］３－ ，Ｓ ２ Ｏ２－３的量不足时，金 浸 金 率 较 低； Ｓ２ Ｏ２－３过 多 则 破 坏［ Ｃｕ （ｅｎ ） ２ ］２＋ 的稳定性，生成［Ｃｕ （ Ｓ ２ Ｏ ３ ） ３ ］５－ ，使具有催化作用的［ Ｃｕ （ｅｎ ） ２ ］２＋的量不足，金浸出率降 低 ：因 此，Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓 度 以 控 制 在 ０．３ｍｏｌ ／Ｌ为宜。Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓度对金浸出率的影响２．３ 乙二胺浓度对金浸出率的影响 试验条件： Ｃｕ２＋浓度０．０１ｍｏｌ ／ Ｌ ， Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３浓度０．３ｍｏｌ ／ Ｌ ，液固体积质量比３∶１ ，常温下浸出２ｈ 。乙二胺浓度对金浸出率的影响试验结果和乙二胺浓度对金浸出率的影响可以看出：随乙二胺浓度升高，金浸出率升高，乙二胺浓度为０．０６ｍｏｌ ／ Ｌ时，金浸出率达最大，为７２．１９％ ；但乙二胺浓度继续升高，金浸出率急剧下降。这 是由 于 乙二胺是 Ｃｕ２＋的稳定剂 ［２ ， １０ ］ ，浓度过低时，生成的［Ｃｕ （ ｅｎ ） ２ ］２＋不足以浸出更多的金；而浓度过大会导致溶液的混合电位降低 ，从而使浸金过程中Ｓ２ Ｏ２－３消耗增大，不利 于 金 的 浸 出：因 此，乙 二 胺 浓 度 以 ０．０６ｍｏｌ ／Ｌ为宜。２．４ 液固体积质量比对金浸出率的影响 试验条件： Ｃｕ２＋浓度０．０１ｍｏｌ ／ Ｌ ， Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３浓度０．３ｍｏｌ ／ Ｌ ，乙二胺浓度 ０．０６ｍｏｌ／ Ｌ ，常温下浸出２ｈ 。液固体积质量比对金浸出率的影响试验结果可以看出：液固体积质量比为 １∶１ 时，金浸出率只有 ６０．１６％ ；液固体积质量 比 增 大 至 ５∶１ 时，金 浸 出 率 最 大，为 ７２．５７％ ；但液固体积质量比继续增大，金浸出率反而急剧下降。这是由于随液固体积质量比增大，矿浆黏度降低，浸出动力学良好，有利于打开对金的包裹；但液固体积质量比继续增大，浸出剂浓度降低，反应物的外扩散速率降得很低，反而不利于金的浸出，金浸出率反而下降。综合考虑，确定液固体积质量比以控制在５∶１较为适宜。液固体积质量比对金浸出率的影响２．５ 浸出时间对金浸出率的影响 试验条件： Ｃｕ２＋浓度０．０１ｍｏｌ ／ Ｌ ， Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３浓度０．３ｍｏｌ ／ Ｌ ，乙二胺浓度 ０．０６ｍｏｌ／ Ｌ ，液固体积质量比５∶１ ，常温下浸出。等梯度延长浸出时间，试验结果可以看出：浸出０～２ｈ时，金浸出率增大迅速，表 明 此 时 间 段 内 反 应 充 分，浸 出 速 度 较快 ；但继续延长浸出时间，金浸出率变化不大，表明体系基本反应完全。综合考虑，确定浸出时间以控制在４ｈ为宜。２．６ 扩大试验 原矿质量２００ｇ ，其他条件： Ｃｕ２＋浓度０．０１ｍｏｌ ／ Ｌ ， Ｎａ ２ Ｓ ２ Ｏ ３ 浓 度 ０．３ ｍｏｌ ／ Ｌ ，乙 二 胺 浓 度０．０６ｍｏｌ ／ Ｌ ，液固体积质量比５∶１ ，常温下浸出４ｈ 。 ３组试验金浸出率分别为７２．３１％ 、 ７３．１４％ 、７２．７５％ ，浸出效果较好。３ 结论 硫代硫酸钠无毒，浸出速度快，在 Ｃｕ２＋ －ｅｎ －Ｓ ２ Ｏ２－３体系中与 Ａｕ＋配合形成的［ Ａｕ （Ｓ ２ Ｏ ３ ） ２ ］３－十分稳定，用于从卡林型金矿石中一步浸出金是可行的。适宜条件下，金的一步浸出率接近７３％
