氰化浸出金、银的动力学特征（一）

    F.Habashi（1966、1967）指出，氰化物溶液浸出金的动力学实质上是电化学的溶解过程，大致遵循下列反应式：
              2Au＋4NaCN＋O₂＋2H₂O→2NaAu（CN）₂＋2NaOH＋H₂O₂
    对银的溶解同样可以写出类似的反应式。该结论基于下述事实：
    ①每溶解2mol金属，便消耗1mol（分子）氧；
    ②每溶解1mol金属，要消耗2mol（分子）氰化物；
    ③溶解金或银时形成过氧化氢，每溶解2mol的金属便产出Imol（分子）H₂O₂；
    ④实验表明，无氧时金和银在NaCN+H₂O₂中的溶解属一缓慢过程（下表）。因为
                    2Au＋4NaCN＋H₂O₂→2NaAu（CN）₂＋2NaOH
    的反应是很少发生的。事实上，如果溶液中存在大量的过氧化氢，则会由于下列反应使氰离子氧化成对金不起溶解作用的氧氰根离子：
                            CN^-＋H₂O₂→CNO^-＋H₂O
    而抑制了金、银的溶解。

    尽管上述金在氰化物溶液中溶解的理论存在差异，但R.W.Zurilla（1969）等，通过收集和测量从金表面扩散出来（不再参与反应）的H₂O₂实验表明：85%的金是按照博德兰德的过氧化氢论溶解的，只有15％的金是按埃尔斯纳的氧论溶解的，即O₂的还原不是直接生成OH^-，而总是涉及中间产物H₂O₂的生成。而生成的H₂O₂又能促进Au(CN)₂的形成：[next]
                          O₂＋2H₂O＋2e^－→H₂O₂＋2OH^-
                    2Au＋4CN^-＋H₂O₂→2Au（CN）₂^-＋2OH^-
    这一反应是通过向溶液中通入空气而溶解的O₂来实现的。这个结论通过向溶液中加入少量H₂O₂能使金的氰化溶解速度稍微增加，若大量加入H₂O₂则会使金粒表面钝化、降低溶解速度而得到有力的证明。
    金在氰化物溶液中的溶解机理本质上是一个电化学腐蚀过程。按电化学腐蚀观点，受腐蚀金属的两个相邻表面，一个是阴极，另一个是阳极（阳极是金；阴极是其他矿物或金的另一区域），如图1所示。图中A₁表示金粒作为阴极区的面积；A₂表示阳极区的面积。

    电化学腐蚀的电极反应如下：
    阴极反应    O₂＋2H₂O＋2e^-=====H₂O₂＋2OH^-
    阳极反应    2Au（CN）₂^-＋2e^－=====2Au＋4CN^-
    此两式相减，则总反应为：[next]
                2Au＋4CN^-＋O₂＋2H₂O=====2Au（CN）₂^-＋H₂O₂＋2OH^{-
    金和氰化物溶液的相互作用，是一个典型的气、固、液多相反应过程。因此，它的反应速度应该服从于一般多相反应动力学规律。其反应包括四个步骤：溶液内部溶解的O₂和CN-透过边界层（δ）向金表面扩散，金表面吸附O₂和CN-，金表面发生溶解金的电化学反应，反应生成物Au(CN)₂-通过边界层向溶液内部扩散。
    由于金溶解的电化学反应的电动势较大，反应速度很快。因此像大多数多相反应一样，金的溶解速度在一般情况下受扩散控制。故强化扩散、加强搅拌和充气则是强化浸出的主要途径。
    研究证明：金溶解速度在低氰化物浓度范围内随氰化物浓度增加而提高（见图2），氰化物浓度增加到某一极限值时，溶金速度不再提高。溶液中氧浓度的影响则有另外的特征：在低氰化物浓度下，溶解速度与溶旅上部的氧压无关（两线重合）；在高氰化物浓度下溶解速度随氧分压增高而增高。换言之，反应速度在高氧浓度时取决于氰化物离子通过扩散层向阳极区的扩散；在高氰化物浓度时，则取决于氧通过扩散层向阴极区的扩散。在固定的氧压下，反应速度随着氰化物浓度增高而增高，最后接近平稳值，即该氧压下的极限速度。此平稳值与氧成正比。}

_^[next]

    ^{在氰化溶金的电化学腐蚀系统中，氰化过程属于典型的扩散控制过程。影响阴、阳极极化最大的因素是浓差极化，而浓差极化由菲克定律确定。在阳极液中，CN-向金粒面扩散速度为：}

式中  D（CN-）——CN-的扩散系数，cm²/s;
      A1——阳极发生反应的表面面积，cm²；
      c（CN-）——扩散层外CN-的浓度，mol/L;
      c（CNi^-）——扩散层内CN-的浓度，mol/L;
      δ——扩散层厚度，cm。
    由于化学反应速度很快，所以c（CNi^-）趋于零，则：