一、混汞的理论基础
混汞提金虽具有悠久的历史，但对混汞提金理论的系统研究工作，只是近几十年才取得较大进展。混汞法提金是基于液态金属汞对矿浆中金粒的选择性润湿（捕集），从而使之与其它金属矿物和脉石分离，随后汞向被捕集的金粒中扩散而生成汞齐（合金）。接着于蒸汞器中蒸馏汞齐，使汞从汞齐中挥发分离而获得金。
混汞过程中，汞表面与矿浆中金粒表面的接触是在水介质中进行的。当金与汞接触时，它们之间形成的新接触面就代替了原来金与水和汞与水的接触面，从而使相系的表面能降低，并破坏了妨碍汞表面与金粒表面接触的水化层。此时，汞沿着金粒表面迅速扩散，并促使相界面上的表面能降低。随着汞向金粒内部的扩散，即形成汞金化合物（汞齐），并同时放出热量。这种放热反应是由于原子间力的作用结果。
汞之所以能选择性地润湿金并向金粒内部扩散，就在于金粒表面具有的氧化膜最薄这一性质。众所周知，一般金属表面和空气接触，就会被氧化而生成氧化膜。但金与其他贱金属比，氧化速度最慢，生成的氧化膜也最薄。这是金易为汞润湿并汞齐化的根本原因。除金外，银、铜、锌、锡和镉等也能与汞结合成汞齐，甚至铂也能在锌或钠参与下生成铂汞齐。但银和铂等的表面能形成一层致密、坚硬的氧化膜，汞齐化比较困难。其他贱金属则因表面上的氧化膜很难除掉，而不能直接形成汞齐。
二、汞齐的形成、性质和结构
在生产过程中，金和其他矿物以颗粒状与汞接触。此时，其他矿物不被汞捕集而随矿浆流止，金粒则被汞润湿而捕集（图1），并向金粒内部扩散。汞向金粒中扩散的过程，是先于金粒表面生成AuHg2，再逐渐向金粒深部扩散生成Au2Hg，直到生成Au3Hg的固溶体（图2）。在经混汞处理过的粗粒金的中心通常还残留着没有与汞形成汞齐的金。金粒必须同汞接触约1.5～2h后才能完全汞齐化，所以在混汞作业时间内只有细粒金达到完全汞齐化。
图1 汞与金粒和其他矿物接触时的状态
图2 金粒的汞齐化过程
M.汉森（Hansen，1958）绘制了如图3所示的被公认的汞金平衡图。汞在20℃时能溶解0.06%的金，随着温度的增高，汞的流动性增大，金的溶解度也增大。金在20℃时能和15%的汞组成固溶体。这是金汞化合物能形成固溶体的最大比值。
图3 汞金两相平衡图（汉森，1958）
但在混汞实践中，金与汞是不可能达到平衡的。因为汞膏常常是由表面覆盖汞的金粒、汞金化合物和含少量金的（包括过剩的）液态汞组成。生成的汞齐为银白色的糊状混合物，它由化合物和固溶体组成，性质与一般合金相同。汞齐含金小于10%的为液态，而含金达12.5%的为致密体。当将汞齐加热至400℃时，汞即升华呈元素状态由汞齐中分离出来。且汞齐易在低于熔点的温度下分解而析出过量的汞。
工业生产中所刮取的汞膏，经清水洗净并压榨出多余的汞，而获得致密的固体汞膏。固体汞膏含金量与压榨力大小和压滤布稀密有关，通常极接近AuHg2组成的含量（32.95%Au）。且混汞金粒的粗细还会直接影响汞膏的含金量。粗粒金混汞时，因金粒中心汞齐化不完全，汞膏含金可达40%～50%。细粒金混汞时，金粒的汞齐化完全，且表面积大。附着的汞多，汞膏含金常只有20%～25%。
汞膏中除金和汞外，还含有其他金属矿物、石英或脉石碎屑。这些物质多为机械混入物，而不属于汞的化合物。但汞膏中所含的少量银和铜等金属，则是由于这些金属部分被汞齐化的结果。
三、影响混汞的因素
混汞过程中，汞对金的润湿作用受金的粒度和单体解离程度、金与汞的成分、矿浆介质酸碱度、矿浆浓度和温度、矿物成分，以及混汞工艺配置、设备和操作条件等因素影响。主要影响因素有：
（一）金的粒度和单体解离程度。金粒的大小、形状、结构、连生体对混汞效果的影响，主要决定于金粒从包裹它的矿物中解离的程度，即磨矿（对砂矿即为擦洗、散碎作业）粒度。混汞法作业的显著特点之一，是采用较高的矿浆浓度和较大的磨矿排矿粒度。一般来说，适于混汞的金粒在－l～＋0.1mm之间。前苏联伊尔库茨克研究所对砂矿重选精矿的混汞试验结果如图4。我国某矿在磨矿循环中，把混汞板混汞磨矿最大粒度0.15mm作为金粒不过磨的标志。在这个粒度范围内解离的金粒能立即混汞，回收率可达77%～78. 8%。由此可知，在完善的混汞作业条件下，混汞效果在这一方面主要决定于自然金的单体解离程度。当金粒细小而又为矿泥或被膜覆盖时，混汞效果不好。在矿浆浓度大的条件下排矿时，0.03mm以下的微细金粒易随矿浆流失，而不易与汞板上的汞形成汞齐，使回收率下降。
图4 不同粒度的金在硫酸介质中的混汞效率
1－－1～＋0.2mm；2－－0.2～＋0.074mm；3－－0.074mm
（二）金粒的成分。在所有金矿床中，砂金的成色高于脉金的成色。而脉金中，氧化带矿石中金的成色又高于原生带矿石中金的成色。在自然金中，除金外主要的组分是银。银在自然金中含量的多少，决定着自然金的颜色、比重和它对可见光的反射能力。此外，自然金中尚含有铜、镍、铁、锌、铅等杂质。在混汞实践中，“纯”金最易混汞，重金属杂质含量过多会影响汞金的质量，且降低混汞效果。当金粒与黄铁矿、脉石等成连生体时，则需经长时间才能捕收于汞板的末端。
金粒的表面可能为不同的薄膜所覆盖，薄膜的厚度从小于lμm～100μm。形成这种薄膜的物质包括磨矿过程中从外面带入和机械粘附在金粒上的物质、铁磨损后生成的氧化铁、金矿物的组分和杂质反应生成的物质和作业机械上油质造成的玷污物等。这些薄膜通常应在磨矿期间或混汞以前予以清除，其办法是加入石灰、氰化物、氯化铵、重铬酸盐、高锰酸盐、碱或氧化铅等药剂。
（三）汞的成分。使用含有金、银及少量重金属（铜、铅、锌均小于0.1%）的汞比使用纯汞的效果好。在稀硫酸介质中使用锌汞齐时，不但可捕收金，而且还可以捕收铂。但当重金属杂质在汞中含量过多时，就会在汞的表面浓集而大大降低汞的表面张力，使汞对金的润湿能力降低。如汞中含铜1%时，汞在金上的扩散过程为30～60min；当含铜达5%时，扩散过程就需要2～3h。汞中含锌0.1%～5.0%，就不会润湿金，更不会往金粒中扩散。含锌少于0.05%的汞对金的润湿性能好。汞中混入大量铜或铁时，会使汞齐变硬发脆，继而粉化。故在磨矿时混入大量铁屑，或矿石中含有易氧化的硫化矿物，或汞与矿石表面的强烈机械作用，或矿浆中产生的重金属离子，都会引起混汞过程中汞的粉化。汞中含有金、银，可以加速汞对金的润湿过程。当金、银含量达0.17%时，汞对金的润湿能力可提高70%；当金、银含量达5%时，可提高两倍。
汞的表面会被油质、粘土、滑石、石墨、砷化物、若干硫化物和锑、铜、锡等金属以及分解生成的有机质、可溶铁、硫酸铜等物质所污染。
汞被污染是由于作业过程中有害杂质或生成的化合物在汞珠表面生成一层极薄的膜，它遍布在汞珠上形同一层屏障，使汞与金不能直接接触。且污染膜对汞有一定的吸附力，它不断在汞珠表面游动，但不易脱离开。致使汞珠在运动中不断被分割、包围而逐渐变小，终至粉化。严重时会随矿浆流走完全，丧失捕金能力。但汞的污染在大多数矿山一般均较轻，粉化不会很明显，对金的捕收仍然有效。但也有少数矿山，矿石中含有一些非化学计算量的黄铁矿、磁黄铁矿、白铁矿等矿物，这些矿物成分中的少部分硫在晶格中很不稳定，随时会游离出来并氧化成单质硫。混汞中它会与汞作用在汞的表面生成硫化汞。这种污染一般很难克服，除非在混汞前先经预先处理除去单质硫。锑和砷的硫化矿物也能与汞生成锑汞、砷汞化合物，而污染汞的表面造成粉化。铁进入汞中会在汞表面生成灰黑色薄膜，把汞分隔成大量微细小球。采用早期的钠汞齐法或蒸馏净化法都能有效地防止汞的硬脆和粉化。
汞粉化的另一原因是由于汞被过磨所引起的，这时汞为水膜包裹而呈微细小球。
（四）矿浆温度。汞在常温下呈液态，它的熔点为－38.89℃，沸点为357.25℃。矿浆温度过低时，汞的粘性大，对金的润湿性差。随着温度的上升，汞的活性增强，对混汞作业有利。但温度过高时，汞的流动性增强而会导致部分汞金随矿浆流失。某厂发现，混汞板上汞金的回收率以2、3、4、11月份最高，可达23%；冬季（12～1月份）降低1%；夏季（6～9月份）降低4%左右。矿浆在10℃时，汞的蒸发率为1.43mg∕（m2·min）；当矿浆温度在10～40℃范围内变化时，温度每增加10℃，汞的蒸发量约增加1.2～1.5倍。
（五）矿浆浓度。在溢流外混汞中，矿浆中含固体物料的浓度一般不应大于10%～25%，磨矿循环中板混汞以50%左右的浓度为好，以保证金粒有足够的沉降速度。因外混汞是依靠矿浆在槽内流动的作用，借助密度的差异使金粒分层，促使自然金粒与混汞板面上的汞有机会充分接触，以达到捕收金的目的。某矿的磨矿循环中板混汞经多年实践证明，他们采用50%的矿浆浓度和0.15mm的磨矿最大粒度，获得了最好的回收率。而内混汞则是在碎矿设备中借自然金粒解离时金粒表面暴露的瞬间被汞捕集的。如在磨矿机中混汞，主要是考虑磨矿效率。因矿浆浓度在60%～80%时磨矿效率较高，故在此条件下混汞。当在捣矿机、辗盘机及混汞筒中进行内混汞时，矿浆浓度以30%～50%较合适。但内混汞作业结束后，为把矿浆中分散的汞齐和汞聚集起来以便回收，此时应把矿浆稀释到较低浓度。
（六）矿浆的酸碱度。在酸性介质或氰化液中（NaCN浓度0.05%）混汞的作业效果较好，尤以处理性质复杂、有害杂质较多的矿石更为有效。因为在混汞过程中，金粒和汞的表面所生成的氧化物薄膜，能被酸或氰化物所溶解。图5所示为前苏联某砂金矿床的金在不同介质中的混汞效率。
图5 金在不同介质中的混汞效率
1－中性介质；2－酸性介质（3%～5%硫酸）；3－碱性介质（石灰溶液）
碱的存在能使可溶性盐类沉淀和消除油质的影响。如在磨矿时，由于硫化物的氧化及电化反应（内混汞时）而产生可溶性盐类，使汞被贱金属盐类所覆盖；加之，磨矿时混入的油质（机械润滑油），都会影响混汞过程的正常进行。采用在碱性介质中混汞就能消除这些不利影响。使用石灰作调整剂，能中和矿酸，减少可溶性盐类，防止硫化物的影响，减轻机油的危害，并能使极细粒的矿泥凝集，减小介质的粘度等。但过量的石灰能抑制含金黄铁矿并降低汞化速度。通常的石灰添加量为混汞精矿量的4%～5%。
（七）汞板性质及作业坡度。混汞板通常采用镀银紫铜板，也有用纯银板的。后者的投资费用较高，板面过于平滑，捕金效果不够理想；而前者投资费小，且板面较为粗糙，可增强吸汞能力，对选金有利。
汞板的坡度过大，矿浆流速快，金粒与汞板接触机会少，容易流失。坡度过小，矿砂易在汞板上堆积，金粒不易与汞板接触，也会减弱甚至失去捕金的作用。某矿所选定的适宜汞板坡度为8度。
（八）添汞量及次数。汞的漆加量和添加次数是影响选金效果的因素之一。往汞板上添汞应均匀、适量。夏天汞的流动性大，应勤加少加。冬天一般每隔2～4h加一次，井应适当多加。每吨矿石的加汞量随矿石含金多少而定。刮汞金次数亦视矿石含金多少或增或减。当矿石含金少时，由于在同一时间内汞板上的汞齐薄，可每隔24h刮金一次，这有利于汞金膜的形成，提高金的再捕收，延长汞板的纯作业时间。当矿石含金多时，则可每班刮金一次。
（九）水。所用的水应当不含酸、重金属硫酸盐离子和有机质。为了净化水，在某些情况下可往水中加入石灰或其他药剂进行预先处理，使上述有害物质随添加剂一起沉淀，以获得较好的效果。
QQ交流群
