锌置换贵液中的金是按如下反应式进行的:
2Au(CN)2-+Zn=2Au↓+Zn(CN)42-
该反应迅速,置换完全。
当溶液中含氰化物浓度和碱浓度较小时,溶解于溶液中的氧会使已生成沉淀的金再溶解,并使锌氧化生成氢氧化物沉淀。上述反应中生成的Na2Zn(CN)4也会分解生成氰化锌沉淀:
Zn+ O2+H2O=Zn(OH)2↓
Na2Zn(CN)4+Zn(OH)2=2Zn(CN)2↓+2NaOH
生成的氢氧化锌和氰化锌,会在金属锌表面形成白色薄膜沉淀,而妨碍金、银从氰化溶液中完全沉淀析出。
在含氰化物和碱较高的溶液中,锌除生成Zn(CN)42-的络阴离子外,还会按下式发生溶解井放出氢:
4NaCN+Zn+2H2O=Na2Zn(CN)4+2NaOH+H2↑
2NaOH+Zn=Na2ZnO2+H2↑
这一反应使锌的消耗量增大,并放出大量的氧。但氢与溶液中溶解的氧反应生成水,可降低甚至阻止已生成沉淀的金发生反溶解。也可使金属锌不再被氧化。
在正常锌粉置换条件下,进入置换沉淀箱的含金溶液中,氰化物浓度应控制在0.02%左右,氧化钙0.01%左右。锌丝置换时,由于有些工厂不进行溶液的除气,氰化物和碱浓度要相应高些。当然,最好是含金溶液送锌丝置换前先经除气塔除去溶液中溶解的氧,以彻底消除对置换沉淀金的有害影响。
氰化液通常的含铅量较少,由于铅与锌结合能改善金的沉淀,故常向母液中加入适量的硝酸铅或醋酸铅。但过量的铅会由于发生许多边缘反应而导致锌的消耗增大与金的沉淀缓慢和不完全,或因生成Pb(OH)2沉淀而使沉淀物遭受污染,故—般只向每吨母液中加入5~10g硝酸铅。
铜的存在会生成金属铜沉淀而消耗锌。汞会和锌生成合金。
硫离子的存在,会生成ZnS和PbS沉淀而污染金属锌。
由于氰化液中含有钙和氢氧根离子,所以镍的存在会严重影响沉淀物。故克尔·阿迪逊(Kerr Addison)工厂的贫液中含镍接近90×10-6即行废弃。
锌沉淀法与氰化钠浓度、氧浓度与金回收率的关系,经实验表明:当氰化液中金15mg/L、NaCN0.015%~0.07%、NaOH0.015%、氧0~3.1mg∕L,锌的添加量为1g∕L。当NaCN浓度增加时,由于易生成沉淀而使锌的消耗量增加。当溶液中含氧1mg∕L时,金的回收率可达97%~100%,而含氧增加至30mg∕L时,金的回收率仅为78%~80%。