水氯化法提金

    水溶液氯化法在20世纪70年代末曾有不少专利。卡林（Carlin )公司用二次氯化法建立日处理500 t矿石的连续试验装置，使氯气消耗大大降低，美国专利曾报道在328kPa氧压下（160℃）用氯化物溶液浸出，金浸出率高于98.5%。
    液氯化法（亦称湿法氯化或溶液氯化）是在盐或酸的水溶液中，加入氯或其他氯化剂，使金被氯化而浸出提取。此法初期采用氯水或硫酸加漂白粉的溶液从矿石中成功地浸出金，并用硫酸亚铁从浸出液中沉淀出金。后经发展成为19世纪末的主要浸出金方法之一。一般说来，原料中凡是王水可溶的物质，液氯化法也可以溶解。采用液氯化法，金的浸出率比氰化法高，可达90% -98%，氯的价格比氰化物低，氯的消耗量约为0.7～2. 5 kg/t精矿。液氯化法问世后，氰化法工艺在19世纪末也相继出现，并开始广泛应用于从矿石中直接浸出金，故几乎在同一时间液氯化法在各工厂停止采用，近些年来，由于一些湿法冶金方法污染环境，液氯化法又重新被用来提取金、银，今后它有可能再次成为金、银重要的冶金方法之一。
    该工艺的特点是投资少，回收率高，有利于环保。液氯化法实质上是一种氧化浸出。氯溶于水后，发生水解反应生成氧化性极强的次氯酸使金氯化成HAuCl₄或NaAuCl₄，再用二氧化硫、硫酸亚铁还原沉淀。按使用的氯化剂和介质的不同，液氯化分为：盐酸介质水溶液氯化，次氯酸盐（次氯酸钠或次氯酸钙）氯化和电氯化三种主要工艺。
    基本原理
    水氯化法浸金原理是：金在饱和有Cl₂的酸性氯化物溶液中被氧化，形成三价金的络阴离子。
    氯是一种强氧化剂，能与大多数元素起反应。对金来说，它既是氧化剂又是络合剂。在Au-H₂0-Cl^- 体系的电位-pH图中，如下图所示，金被氯化而发生氧化并与氯离子络合，故称水氯化浸出金，其化学反应为：

                               2Au＋3Cl₂＋2HC1 ==== 2HAuC1₄

                              2Au＋3Cl₂＋2NaC1 ==== 2NaAuC1₄

    这一反应是在溶液中氯浓度明显增高的低pH条件下快速进行的。
    三价金在氯化物溶液中电位相当高：

                                 Au＋4C1^- ==== AuC1₄^-＋3e^-

                                       E^ө ＝1.00 V[next]

    因此，已溶金很易被还原，故矿石浸出时溶液中必须饱和氯气。水氯化法的最大优点是便宜，浸出速度快，用于液氯化法的浸出剂主要是（湿）氯和氯盐。由于氯的活性很高，不存在金粒表面被钝化的问题。因此，在给定的条件下，金的浸出速度很快，一般只需浸出1-2h。这种方法更适于处理碳质金矿、经酸洗过的含金矿石、锑渣、含砷精矿或矿石等，并且从溶液中回收金很容易。
    但是，水氯化法也存在严重的局限性：当硫化矿浸出时，会有一部分或大部分MeS溶解，这使废液处理复杂化，因此，对于含S<0.5%的酸性矿石，用水氯化法可能是适合的，除此，水氯化法还存在Cl₂对现场的危害以及设备复杂化的问题，但是随着复合金属的应用，设备问题可能会迎刃而解。
    南非有一座大型水氯化法处理重选金精矿的试验工厂。所用流程是：精矿在800℃下氧化焙烧脱硫后，将焙砂在通氯气的盐酸溶液中浸出，金的浸出率达99%。然后用SO₂还原，从溶液中沉淀金。用氯化氨溶液洗涤后的金粉，纯度达三个九。
    工艺特点
    实际流程是矿石磨至-200目占65%以上，矿浆浓度45%，温度27-38℃，以500t/d的给矿量加入4台串联的搅拌槽，总的搅拌时间为20 h。氯化槽是衬胶的，外涂尿烷泡沫隔热层。氯气通过分配管道送入前三个槽，第四个槽是储槽，以使氯化反应完成。密封槽的气体排至洗涤塔，该塔为一填料塔,有纯碱溶液循环通过,氯同纯碱反应生成次氯酸钠,再返回流程中同矿浆作用,氯气的利用率超过99%。已用氯化法处理约60×10⁴t矿石，当给矿含金8.71 g/t时，提取率为83.5%，每吨矿石消耗氯气18 kg。
    借助氯化使难选冶矿石适于氰化法的这种预氧化处理，在美国至少有两个较大的金矿山采用。尽管如此，也还存在不同观点。如马塞恩在关于莫克金矿流程选择的论证中认为，若采用氯气进行预氧化处理，在后继的氰化作业中欲达较高的金提取率，氯气等药剂消耗甚高（氯气86.26 kg/t矿石、碳酸钠48.12 kg/t矿石，金氰化浸出率方可达84%），因此认为该矿预先氯化不是一种经济实用的方法。
    漫金作用
    水溶液氯化作为预处理手段受到重视，并在顽固矿石或精矿的处理上得到了工业应用。其中一例是卡林金矿选厂处理含碳难选矿石时采用的矿浆氯气氧化法。卡林氧化矿石中存在活性炭及长链有机碳水化合物，难以用常规氰化法处理，但发现含碳物质的有害影响可用矿浆中加氧化剂来消除，即可采用氯气或利用就地电解含盐矿浆产生的次氯酸钠，将炭及有机碳水化合物氧化成CO或CO₂。这种经氯化法预处理过的矿浆便可直接给入氰化回路。
    水溶液氯化法还可用于地下浸出，涅别拉认为这是从含金0.6-2.1g/t的贫矿中提金最经济的方法。美国专利也曾介绍，为进行地下浸出，对含金矿石疏松爆破，然后让含氯、氧化剂和有机物质（钠叠氮化酯、羟乙胺或乙二胺）的溶液流入与金络合。初步研究表明，金的提取率达80％-90％（浸出时间三周），并证实含金低浓度溶液可用吸附、离子交换或电解等方法回收其中80%一-90%的金。工业上能否采用这种地下浸出法主要取决于地质条件。
    涅别拉提供了用于地下浸出的氯化物溶液的三种配方：①HCl+0.1mol/L NaCl+Cl₂；(2)Ca（OH)₂+C1₂，③NaCl+0.05 mol/L Na₂C0₃＋Cl₂，其中氯气都是达到饱和的，并对三者的浸出效果作了比较。
    液氯化法提金在工业生产中已经得到实际应用。美国采用盐酸介质水溶液氯化工艺成功地处理了碳质金矿石，于1980年在内华达州建成了碳质矿石处理工厂。Murchison联合矿物公司用该工艺处理锑烧渣，金的回收率达98%以上。此外，对含金黄铁矿、砷黄铁矿采用液氯化法处理，比氰化法和硫脲法浸出率高。在经过650℃氧化焙烧或者矿石浆化后于75-100℃通入空气氧化预处理后，矿石以液固比2:1浸出数小时，金的浸出率达92%以上。
    由于氯化剂容易得到，价格便宜；生成的金氯化物容易分离，且易得到纯产物；避免了氯化作业对人体的危害，有利于环保。因此，液氯化法提金工艺的发展前景十分广阔，在未来的金银提取领域中，必将占有重要地位。
    总之，水溶液氯化法适于处理较单一的含金原料或含碳金矿石，其优点是金浸出率较高，采用氯气作氧化剂价格比氰化物低。美国矿业局曾用氯气进行过中间工业性试验。该法的主要缺点是许多杂质容易同时溶解而消耗药剂，并给后继提金过程带来困难，采用控制电位浸出法，可部分克服这方面的缺点。