简单的金属电极反应

这类反应的特征是体系电位与pH值无关，仅与溶液中的离子活度有关。反应的通式为：

体系的E值越大，体系中的离子被还原而析出金属的趋势越大；反之，若体系的E值越小，金属被氧化的趋势越大，如果氧化反应的最终产物是易溶的，则金属溶解。

在堆浸中，铜、金、银的溶解浸出和大多数金属的溶解过程，均属于这一类反应。对于矿石中含有自然铜的堆浸而言，当有氧化剂存在时，其反应可表示为：

当采用铁屑置换浸出液中的铜离子而形成海绵铜时，其反应式如下：

这个反应包括了两个简单的金属电极反应，铜的溶解反应如前所述，另一个电极反应及其电位关系式如下：

置换反应的电动式：

当有足量的铁存在时，反应一直进行到几乎所有的铜离子沉积完为止。因为当ε＝0时，aCu^2＋／aFe^2＋＝10^－26.3。

对于金矿石堆浸而言，矿石中的金基本上是自然金，它的浸出反应可表示为：

其电位为：                         E＝1.3＋0.0591lgaAu^＋    （9）

如此高的电位，表明在水溶液中用氧气或其他氧化剂，不可能将金氧化而浸出。在生产实践中，人们通过金与氰化物、氯化物的络合作用，降低溶液中的金属离子浓度（活度），进而降低体系的电位。络合反应如下：

由表1和表2可知，上述反应的标准还原电位为－0.68V，络离子的稳定常数为2×10³⁸，可见当有游离CN^－存在时，可显著降低溶液中的金属离子的活度。此时，金的氰化堆浸的电位为：

表1  常见的一价金的络合物形成电位

表2  常用的金的结离子稳定常数

对氰化堆浸液中的金氰络离子，有部分堆浸场采用锌置换工艺，其化学反应如下：

这个反应中包括的另一个金属电极反应及其电位关系式如下：

还应该指出，金、铜、银等矿石堆浸过程中，高品位氧化铜矿石的浸出液通过萃取－反萃取，获得含铜量很高（35～50g／L）的反萃取液；金矿石通过炭吸附－解吸，获得含金量很高（0.3～8g／L）的解吸液，这些溶液通过电积，分别得到电解铜、金泥。这些电积过程，也属于金属电极反应。