混汞选金原理（二）

    润湿前后体系能量变化为：
    △E=E_前-E_后
        =S_金-水·σ_金-水+S_汞-水·σ_汞-水-（S_金-水-S′_金-水）·σ_金-汞
         -S′_金-水·σ_金-水-S_汞-水·σ_汞-水＋S′_金-水·σ_汞-水
        =（S_金-水-S′_金-水）·S_金-水-（S_金-水-S′_金-水）·σ_金-汞+S′_金-水·σ_汞-水
        =（S_金-水-S′_金-水）（σ_金-水-σ_金-汞）＋S′_金-水·σ_汞-水
    因为S_金-水≥S′_金-水，σ_金-水≥σ_金-汞，
    所以△E>0，即汞润湿金粒表面的过程使体系能量降低，金属汞润湿金粒表面能自动进行，金-水界面表面能与金-汞界面表面能之间的差值愈大，未被汞润湿的剩余金-水界面积愈小，金粒被润湿前后的能量变化则愈大，金粒表面愈易被金属汞润湿。因此，可将润湿前后的能量变化△E称为金属汞润湿金粒表面的润湿功或捕捉功，以WH表示：
        WH=△E=（S_金-水-S′_金-水）（σ_金-水-σ_金-汞）+S′_金-水·σ_汞-水
    当S′_金-水=0时，
                    WH = S_金-水·（σ_金-水-σ_金-汞）
    若金粒与其他矿物呈连生体形态存在，设S_金-水为连生体中金-水界面表面积，S_矿-水为连生体中其他矿物-水界面表面积，则连生体被汞润湿前后的能量变化为：
                E_前=S_金-水·σ_金-水十S_矿-水·σ_矿-水+S_汞-水·σ_汞-水
                E_后=S_金-汞·σ_金-汞＋S_矿-汞·σ_矿-汞＋S_汞-水·σ_汞-水
     △E=E_前-E_后=S_金-水·σ_金-水+S_矿-水·σ_矿-水-S_金-汞·σ_金-汞-S_矿-汞·σ_矿-汞
    因为  S_金-水=S_金-汞，S_矿-水=S_矿-汞，
    所以  △E=S_金-水（σ_金-水-σ_金-汞）+S_矿-水（σ_矿-水-σ_矿-汞）。
    因为  σ_金-水≥σ金-汞，σ矿-水＜σ矿-汞，
    若    S_金-水≥S_矿-水，△E >O，润湿过程能自动进行；
    若    S_金-水《S_矿-水，△E <O，润湿过程不能自动进行。[next]
    因此，金粒呈连生体形态存在时，只有连生体的表面大部分为金时，金属汞才能自动润湿连生体中的金粒和捕捉连生体。否则，金属汞无法自动捕捉金粒；连生体中的金随矿浆流失而损失于混汞尾矿中。呈包体存在的金粒无法与汞接触，也将损失于混汞尾矿中。所以，提高磨矿细度，增加自然金粒的解离度，常可提高混汞作业金的回收率。
    因此，任何能提高金-水界面表面能和汞-水界面表面能、能降低金-汞界面表面能以及能提高自然金粒解离度的因素均可提高金粒的可混汞指标（H）及捕捉功（W_H）。即金粒表面愈亲汞和愈疏水，金粒愈易被汞润湿和被汞捕捉；金属汞表面愈亲金和愈疏水，则汞愈易润湿金粒表面和捕捉金粒；自然金粒的单体解离度愈高，混汞作业中金的回收率愈高。
    自然界中的金、银，一般都共生或伴生，混汞时得到的汞膏，除金外还有银。所谓汞对金属进行选择性浸润，不是指汞只浸润金、银，而不浸润铜、铅、锌等，而是后者多以化合物形式存在，而不易被汞所浸润。
    汞齐化过程
    汞浸润金粒表面后，向其内部扩散形成合金的过程，叫汞齐化过程。金和汞在液态时有无限的溶解度。甚至在常温下，金仍可溶解于汞液中。汞浸润金粒，向金粒内部扩散，形成各种Au-Hg化合物的过程，可用图1来表示。

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    金粒最外层被汞所包围，汞量大，形成AuHg₂,次外层形成Au₂Hg,第三层形成Au₃Hg ,第四层只扩散有少量的汞，与金形成金基固溶体，金粒的内核未与汞接触，仍为纯金。用混汞法产出的金汞膏都是汞与金组成的固溶体和化合物。
    汞金的两相平衡图如图2所示。20℃时汞能溶解0.06%的金，汞的流动性与金在汞中的溶解度均随温度的升高而增大，20℃时金可与15%的汞（原子）组成固溶体，这是金汞化合物的最大比值，相当于金含量为84.7%。但在实际生产中，金和汞不可能达到平衡，工业生产混汞作业刮取的汞膏一般由汞覆盖的金粒（组成相当于AuHg₂、Au₂Hg、Au₃Hg的汞金化合物）、中心残存的未汞齐化的金及游离汞（过剩汞）所组成。汞膏含金低于10%时呈液态，含金达12.5%时呈致密体。粗粒金混汞时，未汞齐化的残存金多，工业汞膏含金量可达40%-50%。细粒金混汞时，由于金粒细小，比表面积大，汞齐化较完全，附着的游离汞多，工业汞膏含金量可降至20%-25%，通常工业汞膏含金量接近于AuHg₂化合物的组成，含金量为32.93％。此外，工业汞膏中还含有其他金属矿物、石英、脉石碎屑等机械混入物以及部分被汞齐化的少量银、铜等金属。

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    矿石中金的提取，就是利用这种特殊的结合性，让含有金的矿浆通过与汞接触，使金与汞成为“汞膏”，使其与其他金属矿物和脉石矿物分离，达到富集金的目的，金与其他金属不同之处是，它在矿石中大多不是化合物，而是呈游离状态存在，含金矿石经粉碎后粒度达到200目占65%以上时，大部分金即能得到单体分离，它在水中存在时不易构成稳定的三相接触角，而能优先被汞所浸润，因此金颗粒能够进一步被汞所吞蚀；反之，优先被水浸湿的颗粒，同样能被水所吞没。这就是混汞法能够从矿石中选金的基本原理。
    汞能否很好地润湿金，主要取决于金和汞的组成、金的表面状态及汞的质量、作业温度、矿浆浓度和矿浆的酸碱度等。
    混汞法选金效果的好坏直接与金粒从包裹其矿物中的解离程度有关。因此选择合理的磨矿作业具有重要意义。在保证不过分粉碎的前提下，适当提高磨矿细度将有助于混汞回收率的提高。混汞回收率与含金矿石类型及磨矿细度的关系见表。

    纯金最易于混汞。自然界和矿石中的金粒除含金外，尚含有银、铜、铁等杂质，因而给混汞带来困难，当金中含银10%时，被汞浸润的能力就会显著降低。
    纯汞的混汞效果也不好。反而，含有少量金、银及贱金属可改善其浸润性能。汞中含金0.1%-0.2%，可加速汞齐化过程。汞中含银0.1%，浸润金的能力可提高70%，金银含量达5%时便可提高两倍。汞中含铜、铅和锌的量分别小于0.1％，可促进汞对金的浸润。金粒表面若有氧化膜或其他吸附膜存在，或被其他矿物或脉石等污染，汞就难以使其润湿，都将降低金的回收率。