桂林冶金地质学院分析了FeC13溶液浸出金的热力学。氯化铁浸出金是氧化还原反应过程。由于反应:
Fe3+ + e-====Fe2+
的标准还原电极电位E1ө =0.771 V。
而 Au3+ + 3e- ==== Au
的E2ө=1.420 V。因此,用Fe3+不能将Au氧化为Au3+。如果溶液中存在C1-,C1-可与Au3+络合生成AuC14-:
AuCl4-+3e- ==== Au+4C1-
E3ө=0.994 V,因而在氯离子存在的条件下,Fe3+将Au氧化为AuC14-就较容易了。通过控制体系中参加反应有关物质的浓度,就能使氯化铁浸出金得以实现,浸出反应为:
Au+3Fe3++40- ==== AuC14-+3Fe2+
该反应对应的原电池电动势为:
RT α(AuC14-)· α3(Fe3+)
E = Eө(Fe3+/Fe2+)-Eө(AuC14-/Au)- ——In ———————————
3F α4(Cl-)·α3(Fe3+)
要使该反应从左向右自发进行,E必须大于零。若取a (AuC14-)=10-2, a (Cl-)=10,不难算出,当a(Fe 3+)/a(Fe2+)>101.80时,E大于零。
在实际操作过程中这些条件是不难满足的,比如,在298 K下,当加入FeCl3使[Fe3+]=3 mol/L,调节[Cl-]=10 mol/L(FeC13电离C1-,浓度不足部分加入HCl或NaCl )。溶液中AuC14-浓度可达10-2.28mol/L。在整个反应过程中[Fe3+ ]/「Fe2+]>102.80。这样的结果对于工业生产是有价值的。热力学分析表明,只要控制一定的热力学条件,保持足够的Fe3+和C1-浓度,在常温(25℃)下,pH为1.0时,即可用FeCl3溶液来浸出金。
同样,某些金属(Fe, Sn, Pb, Cu, Ag)硫化物、砷化物均可与氯化铁反应,消耗FeC13,同时生成的S附在矿粒表面,形成一层硫膜,阻碍浸出反应。再者,有机物质和粘土的存在对浸出也是不利的。
近年来,美国出现了200t/d规模的氯化铁堆浸场,其工艺方法非常简便,只需在地面挖一些平行的槽坑,堆一层矿石,喷一层浸出溶液,再堆一层矿石,喷一层浸出溶液,如此循环往复,直至堆淋作业完成,最后从槽中取出富液并从中回收金。这种方法适于处理低品位的金矿,但由于矿粉间隙小,渗透性差,因此金的浸出率不高。
另外,湖南有色金属研究所对龙山砷锑金矿渣焙砂采用FeCl3浸出,金浸出率达98%-99%。电沉积率为98% -99%,金总的回收率达96.54%。与氰化法比较,浸出率高出4%-6%,总回收率高出5.34%,浸渣中的含金量也从3-5g/t降至0.75-1.5g/t。