非氰浸金LSSS在大气中稳定性研究.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 0 8 年3 期 3 1 非氰浸金L S S S 在大气中稳定性研究‘ 周军，兰新哲，张秋利 ， 西安建筑科技大学冶金工程学院，西安7 1 0 0 5 5 摘要石硫合剂 L i m e - S u l p h u r - S y n t h e t i c - S o l u t i o n ，简称L S S S 是一种新型的非氰浸金试剂．主要对其在 大气中的稳定性迸行研究，分析了不同实验条件下浸金主要成份浓度变化的原因。结果表明非氰浸金 L S S S 中的S 2 3 卜在大气中较S 。一稳定，光照对于两者浓度变化影响不明显，过量氧气会加剧S 2 0 。卜 和S l 卜的消耗，搅拌、适量鼓气对浸金过程较为有利． 关键词螂l 稳定性；空气；浸金 中图分类号T F 8 3 1文献标识码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 8 0 3 - - 0 0 3 1 - - 0 3 S t u d yo nt h eS t a b i l i t yo fL S S Sf o rG o l dL e a c h i n gi nA t m o s p h e r e Z H O UJ u n ，L A NX i n - z h e ，Z H A N GQ i u - l i S c h o o lo fM e t a l l u r g i c a lE n g i n e e r i n g 。X i a nU n i v e r s i t yo fA r c h i t e c t u r ea n dT e c h n o l o g y ，X i a n7 1 0 0 5 5 ，C h i 滩 A b s t r a c t L i m e - S u l p h u r - S y n t h e t i c - S o l u t i o n L S S S i san e wn o n - c y a n i d er e a g e n t s ．T h es t a b i l i t yo fL S S Si n a t m o s p h e r ei ss t u d i e d ．T h ec a u s eo fc h a n g e si nc o n c e n t r a t i o no ft h ep r i m a r yi n g r e d i e n t so fg o l dl e a c h i n gi s a n a l y z e d ．T h er e s u h ss h o wt h a tS 20 32 - i ss t e a d i e rt h a nS 。2 - i nL S S S ，i n f l u e n c eo ft h es u n ’sr a y so nt h e c o n c e n t r a t i o no fs 20 32 - a n dS 。2 - i sn o to b v i o u s ，s u p e r f l u o u s0 2c a ns p e e du pi t sc o n s u m e ，a g i t a t i o na n d m o d e r a t ea t m o s p h e r ea r eb e n e f i c i a lf o rt h el c a c h i n go fg o l d ． K e y w o r d s L S S S ；S t a b i l i t y ；A t m o s p h e r e ；G o l dl c a c h i n g 石硫合剂 L i m e - S u l p h u r - S y n t h e t i c - S o l u t i o n ， 简称L S S S 主要成份是多硫化钙和硫代硫酸钙，属 复杂硫代硫酸盐及多硫化物混合体系。张箭等发现 其可用于金、银等贵金属的浸取‘，属我国首创的新 型非氰提金技术。对于该法的浸金机理和应用研究 已有不少文献报道[ 2 - 5 ] ．该浸金体系属于亚平衡态 体系，暴露在空气中时，O 、C O 等气体会与之发生 一系列化学反应，并伴随有体系自身的歧化反应。 为便于L S S S 浸金工艺优化设计及试剂消耗提供依 据，本文主要对其在大气中的稳定性进行实验研究。 1 实验 1 ．1 试剂及主要设备 自制新鲜浸金L S S S 溶液，9 9 ．9 9 ％金粉；二次 基金项目国家“九五”重点科技攻关项目 9 5 - - 5 2 1 一0 3 一0 1 作者简介周军 1 9 7 7 一 ，男，陕西宝鸡人，讲师，在读博士． 蒸馏水，常规分析试剂若干。主要实验设备有 C S 5 0 1 型超级恒温器，J J - 1 型电动搅拌器，W X G 1 2 T 型电接点式温度计，温度计 误差士0 ．0 5 ℃ ， W Y X 一4 0 1 型原子吸收分光光度计，L Z B 型气体流 量计，C S l 0 1 型电热鼓风干燥箱，T G 3 2 8 B 型电光天 平，玻璃器皿若干，湿度计，L E - 3 6 0 0 型鼓气泵，磁力 搅拌器，比重计，计时表。 1 ．2 研究方法 分以下几个条件进行实验 1 敞口静态体系； 2 敞口鼓气体系； 3 敞口溶金体系； 4 透明密闭 体系； 5 避光密闭体系。按不同考查对象将三个 2L 烧杯，一个1L 透明玻璃容量瓶，一个1L 黑色 玻璃容量瓶分别置于实验台上，依次编号为A ，B ， C ，D ，E 其中C 号置于磁力搅拌台上 。制取5L 新 万方数据 3 2 有色金属 冶炼部分 2 0 0 8 年3 期 鲜浸金L S S S 溶液，各量取1L 倒进上述5 种容器 中。C 中加入适量纯金粉，置磁力搅拌子。A ，B ，C 号均用一O ．0 7 4m m 的滤布封口。B 中连续鼓人适 量流量的空气。开启磁力搅拌。D 、E 用磨口玻璃 塞封口。开始计时，分别测量第0 ，1 ，2 ，3 ，4 ，5 ，6 ， 1 5 ，3 0 天各容器中L S S S 体系中主要成份的含量。 体系颜色肉眼观察，p H 、e 、密度、气体流量、环 境温度、相对湿度等用相关仪器测定；S 。2 _ 、S O 。2 _ 、 S O s 2 - 、C a 2 浓度用化学分析法，具体参见文献[ 9 ] ； 沉淀物用X R a y 分析。 2 结果与讨论 2 ．1 L S S S 中S O ，2 一浓度和溶液p H 的变化 S 。O 。2 一浓度在各个实验体系中的变化如图1 所示。各体系p H 变化如图2 。 0481 21 62 J2 42 83 2 ‘时问／d 图1S 硝一浓度与时间关系 F i g ．1 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n s 20 32 一c o n c e n t r a t i o na n dt i m e 图2p H 与时间关系 F i g ．2 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e np H a n dt i m ea td i f f e r e n ts y s t e m s 从图1 中可看出，在敞口体系中，S 。O ，2 一的浓 度高于在密闭体系中的浓度，其主要原因在于 L S S S 体系是S 。2 一和S O 。2 一的混合体系，敞口体系 直接与大气相接，溶解了部分氧气，从而使得体系中 的多硫化物被氧化为含硫的高价离子 2 S S 。一12 一十0 2 - - - 2 S 2 0 32 一 2 X - - I S 1 在通气和溶金的敞口体系实验中，S 。O s2 一浓度 最初上升的趋势较为明显，而后则逐步下降趋于平 衡，说明体系中有部分S 。2 一转化为S O 。2 ．，同时部 分S O 。卜又转化为S O ；2 - 2 S 2 0 32 一 O z 一2S 0 42 一- i - 2S 2 上述反应 1 、 2 均有S 沉淀生成，X - R a y 分析 结果也证实上述体系中产生的黄白色沉淀中存在大 量单质硫。在通气体系中，S O 。2 一浓度的增加量远 大于密闭体系和未通气的体系，可以证明，在通气过 程中，有大量的S 。2 - 通过反应 1 转化为S 2 0 3 2 - ，说 职氧气对于L S S S 中S 。2 一的氧化是非常严重的。4 天之后，溶金体系中S O 。2 一的浓度减小非常明显， 主要是由于溶金反应而消耗了大量的S O 。2 一 式 3 ，同时其与空气中的氧气也有反应。 A u 十4 S 2 0 32 一 1 ／2 0 2 H 2 0 2 A u S 2 0 3 2 3 - 2 0 H 一 3 另外，在通气和溶金体系中，随着时间的推移， 溶解的空气中的C O 和碱性的L S S S 溶液发生酸碱 中和反应，从第4 天开始溶液的p H 逐步减小到弱 酸性 见图2 ，进一步加速了S 。O 。2 一的分解和氧化， 反应如下 2 C 0 2 4 0 H 一 2 C 0 32 一 H 2 0 4 s 2 0 32 一 2 H 一S 、} S 0 2 H 2 0 5 S 2 0 3 2 一 C 0 2 H 2 0 - H C 0 3 一 H S 0 3 一 S ● 6 上述实验结果表明，在敞口鼓气和敞口溶金实 验条件下，L S S S 溶液中的S O 。2 一最初由于大量存 在S 。卜的氧化可有效的补充由于空气中氧气的氧 化和二氧化碳的酸化造成的s 2 0 。2 一损失，所以在最 初的4 天内s 2 0 。2 一的浓度大幅增加，而待S 。2 一消耗 殆尽 见图3 ，由于氧气和二氧化碳继续作用和其 自身的分解，使其浓度有所减小，可见通人的空气对 s 2 0 ；一的稳定性是至关重要的；在静态的敞口体系 中，S 2 0 。2 一的少量消耗主要是由于溶解的少量O 和C O 。的作用和自身的分解而引起；在密闭体系 中，在较短时间内 6 天 ，S 。0 。2 一的浓度有少量的下 降是由于自身分解而引起，避光对于S O 。2 一的浓度 变化几乎没有影响。 2 ．2 L S S S 中S ，2 一浓度的变化 s 【2 一浓度在各个实验体系中的变化如图3 所示。 从图3 可看出，敞口体系中S 。2 一的浓度减小较 密闭体系快，主要是发生式 1 的反应，产生了许多 硫沉淀。而在未通气和未溶金体系中，由于溶解的 空气量并不是很大，所以S 。2 一浓度在第6 天之后减 ；；s 娜 塔 m 5 ．j白簧。莎订vu 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 8 年3 期 3 3 5 5 4 5 f 3 5 句 望2 5 ． ∽ 百1 5 5 - 5 0481 21 62 02 42 83 2 时问／d 图3S 。2 一浓度与时间关系 F i g ．3 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nS ，2 一 c o n c e n t r a t i o na n dt i m e 小较为缓慢，再从图1 上可看出此时的S O 。2 一浓度 并未增加，基本上趋于平衡。说明一部分S 。2 一在被 氧化为S O 。2 ．后，有一部分S O 。2 一转化为S O 。卜， 使这两步转化处于动态平衡当中。与此同时，由于 空气中含少量C O 。气体，所以还有一部分的S 。2 一遇 到酸性介质C O 。分解，反应如下 S S 。一l2 一 2 H 一 x 一1 S H 2 S 7 S S 。一12 一 C 0 2 H 2 0 - 一C 0 32 一十H 2 S x 一1 S { ， 8 而在敞口鼓气和溶金体系中，S 。2 一浓度的减小 程度远大于上述三种体系，说明当鼓入空气和搅拌 时，加速了S 。2 一的氧化和分解；另外，在溶金体系 中，部分S 。2 一和金可能发生如下配合反应 A u S 2 - 一 A u s 4 一十e 9 A u s 52 一一 A u S 5 一十e 1 0 再者C O 本身为酸性气体，不断的中和反应使 得在这两种体系中p H 急剧减小，到第5 天后呈弱 酸性 见图2 ，而此时S 。2 - 浓度几乎为0 ，溶液的颜 色明显地由最初的红棕色变为无色透明。上述5 个 实验体系的S ；2 一不断减少，溶液的颜色也逐渐变 浅，各体系颜色变化见表1 。 表1 各体系颜色变化 T a b l e1T h ec o l o ro fd i f f e r e n ts y s t e m s 同s 2 0 。2 一的消耗一样，在通气和溶金体系中， S 。2 一由于与氧气、二氧化碳及金发生反应而大量减 少；在敞口静态体系中，S 。2 一的减少主要由于其自身 分解和少量的氧化和酸化引起；密闭体系中则主要 是由于S 。2 一自身的不稳定分解，使得其浓度减小， 同样，由图3 可见，光照对于S 。2 _ 浓度的影响并不 大。 3结论 1 敞口鼓气和溶金实验体系中，在S 。2 - 一 S 0 。2 一一S O ；2 一的氧化过程，生成S 。O 。2 一的速度大 于空气中氧气的氧化和二氧化碳的酸化造成其损失 的速度，因而最初的S 2 0 。2 一浓度升高，待S 。2 一消耗 殆尽，由于氧气和二氧化碳继续作用和其自身的分 解，S 2 0 。2 ．浓度有所减小；在静态敞口体系中， s 2 0 。2 一的少量消耗主要由于溶解的少量的氧气和 二氧化碳的作用和自身分解而引起，但由于有少量 的S ，2 一一S O 。2 一转化，所以S O 。2 一的减少并不十分 明显。在密闭体系中，在较短时间内S 0 。2 一的浓度 有少量的下降是由于自身分解引起，避光对于 是O 。2 一的浓度变化影响并不明显。 2 通气和溶金体系中S ；2 - 的消耗主要是由于 氧气、二氧化碳及金的作用而引起的；敞口静态体系 中，S 。2 - 的减少主要由于其分解和少量的氧化和酸 化引起；密闭体系中则主要是由于S ；2 一自身的不稳 定分解使其浓度缓慢减小，光照对于S 。卜的浓度的 短期影响并不大。 3 通入适量的空气可以增加S O 。2 一的浓度， 这对浸金较为有利。但L S S S 浸金过程中应尽量避 免通人过量氧气致使S 。O 。2 一氧化从而大大减少浸 金的主要成份。另外，搅拌由于增加了溶解氧对浸 金较为有利。 4 对比L S S S 中’S 0 。2 一和S 。2 一的变化，可以 看出s 2 0 。2 一受到空气的影响比S 。2 一小的多，说明 L S S S 体系中的S 。0 。 一在大气中较S ，2 一稳定。 下转第4 3 页 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 8 年3 期 4 3 1 01 52 02 5疆I3 54 04 55 U7 - x 5 浸出时间，h 图4 浸出时间对金浸出率的影响 ’F i g ．4 T h ee f f e c t so ft i m eO i lt h e l e a c h i n gr a t eo fg o l d 8 2 ．2 ％、8 2 ．6 ％、8 2 ．9 ％，平均8 2 ．6 ％。结果表明， 验证结果与正交试验结果一致，该提取工艺条件基 本稳定。 2 ．4 伴生组分C u 、Z n 的影响 当尾渣中含有铜时，在氰化浸金过程中由于铜 矿物的溶解，将增大氰化物的消耗，同时在金粒表面 形成一层不溶的C u C N 沉淀，降低了金的溶解速 度‘5 1 。有人研究‘6 - 力当C N 一C u 一1 时，铜与氰反 应生成不溶的C u C N ，已生成的铜氰络离子也会离 解形成C u C N ，C u C N 覆盖在金粒表面，阻碍了金的 进一步溶解甚至使溶解过程停止。放射性同位素研 究已经证明了在含铜的氰化物溶液中金粒表面确实 存在铜，并且随着铜浓度的增大，金的溶解速度相应 降低。由于铜的存在影响溶液中金的回收，所以先 用氨水浸出试样里面的铜、锌等伴生元素后再浸出 里面的金。 ． 在p H - - - - - 1 1 、7 ‰溶液中、在液固比L S - - - - - 3 、搅 拌3 6h 的条件下，考察样品中伴生组分铜、锌对金 提取率的影响。结果表明分离过铜、锌的样品 8 8 ．6 ％ 比没有分离的样品 8 2 ．6 ％ 金浸出率要高 6 个百分点，所以在浸出金的时候可先用氨水浸出 回收铜、锌后再用氰化搅拌浸出提取尾渣里的金。 3结论 1 以氰化钠为浸取剂浸出冶炼尾渣中的金，可 以达到较好的浸出效果； 2 在影响冶炼尾渣中金提取的因素中浸出时 间 N a C N 浓度 液固比，以时间的影响最大。采 用优化的提取工艺7 ‰N a C N 溶液、液固比为3 、搅 拌浸出3 6h ，金的提取率为8 2 ．6 ％； 3 伴生组分铜、锌对金的提取有一定影响，在 预先分离铜、锌后，金的提取率可提高6 个百分点， 达到8 8 ．6 ％。 参考文献 [ 1 ] 岩石矿物分析编写组．岩石矿物分析 第二版 [ M ] ．北 京地质出版社，1 9 9 1 ． [ 2 ] 矿产资源综合利用手册编辑委员会．矿产资源综合利 用手册[ M ] ．北京科学出版社，2 0 0 0 ． [ 3 ] 黎鼎盛．贵金属提取与冶炼[ M ] ．长沙中南大学出版 社，1 9 9 1 ． [ 4 ] 黄礼煌．金银提取技术[ M ] ．北京冶金工业出版社， 2 0 0 1 ． [ 5 ] 王华．回收金的几种基本工艺[ J ] ．国外黄金参考， 1 9 9 8 ，3 4 5 1 8 ． [ 6 3 崔毅琦，童雄．含铜难处理金矿石氨氰法浸出和吸附试 验与机理研究Z D ] ．昆明昆明理工大学，2 0 0 6 ． [ 7 ] 张兴仁．氨一氰化物混合溶液从铜一金矿石中选择性浸 出金E J ] ．国外黄金参考，1 9 9 4 ，1 1 2 2 6 3 1 ． 上接第3 3 页 参考文献 [ 1 ] 张箭，丁峰，袁志昌，等．用石硫合剂提取金、银的方法 中国专利，C N l 0 6 7 2 7 1 [ P ] ．1 9 9 2 一1 2 2 3 ． F 2 ] 杨丙雨，兰新哲，张箭，等．石硫合剂的提金原理及应用 口] ．贵金属，1 9 9 7 ，1 8 2 5 8 6 1 ． F 3 ] 李雁南．石硫合剂法浸出金[ J ] ．湿法冶金，1 9 9 8 4 ；1 6 ． [ 4 ] 郁能文，张箭．石硫合剂 L s s s 法浸金的电化学研究 口] ．黄金，1 9 9 8 ，1 9 2 3 4 3 5 ． F S ] 郁能文，张箭．用石硫合剂 L S S S 法从高铅金精矿浸出 金[ J ] ．贵金属．1 9 9 4 ， 1 l o 一1 2 ． rl，■●；L●．。．．．．，k．．．}．．-．。．}．。-．．。I．。-．，。．．。．L 嘶 搿 孔 邴 瓢 瓤 ；i ； 刹 兽、癸兰搿 万方数据