硫代硫酸盐法浸金基本原理（三）

图6

    金溶解量在65℃和140℃时最大，在100℃时最小。高于65℃，金溶解量下降，这是由于Cu²⁺催化剂浓度降低，S₂0₃^2-氧化，并生成CuS沉淀覆盖金粒表面造成的。温度高于100℃，粘附在金粒表面的硫化铜在氨性含氧溶液中溶解。硫化铜薄膜消除，金粒表面重新暴露，S₂0₃^2-和Cu（NH₃）₄²⁺得到再生，使金溶解速率迅速增加。但温度超过140℃，S₂0₃^2-快速氧化，结果浓度明显降低，金溶解量大大减少。[next]
    巴格达萨良等人，用旋转圆盘法对金、银在硫代硫酸钠溶液中的溶解动力学进行了研究。指出在45~85℃温度范围内，金、银溶解速度与温度呈直线关系。为避免硫代硫酸盐剧烈分解，浸出温度应控制在65~75℃。金、银在该溶液中溶解，实际活化能分别为17.55 kJ/mol和21.4 kJ/mol。这表明浸出过程是受扩散控制的，并且认为Na₂S₂0₃浓度超过0.13 mol/L时，对反应动力学不利。
    实验研究表明，当金、银圆盘表面逐渐生成硫和硫化物沉淀时，溶剂达到金属表面的速度降低，就给溶剂扩散通过硫化层的溶解过程造成阻碍。若向溶液中加入亚硫酸钠[m (Na₂S0₃）：m (Na₂S₂0₃）＝1：1]可防止金属表面硫和硫化物的沉淀，这是因为热的亚硫酸钠溶液能溶解细碎状的硫，生成硫代硫酸钠：

                                   Na₂S0₃＋S ==== Na₂S₂0₃
 
    另外，亚硫酸钠便宜、且无毒，还可提高溶液的碱度，它本身也是一种金的溶剂。
    卡考夫斯基等人还发现，铜离子对硫代硫酸盐溶金有催化作用，可使金的溶解速度提高17～19倍。但与此同时，它会在金表面形成硫化铜隔离层，使浸出反应处于扩散控制。巴格达萨良却认为硫酸铜在添加亚硫酸钠时的反应是：

            2CuS0₄＋4Na₂S₂0₃＋Na₂S0₃＋H₂0 ==== 2Na₃［Cu（S₂0₃）₂］＋2Na₂S0₄＋H₂SO₄

    而不加亚硫酸钠时，则为：

                 2CuS0₄＋2Na₂S₂0₃＋3H₂0＋3/20₂ ==== Cu₂S＋3H₂S0₄＋2Na₂S0₄

    可见亚硫酸钠能促使反应生成稳定的铜硫代硫酸盐络合物（K_不＝6×10^-13）；不加亚硫酸钠则生成的硫代硫酸铜会水解成Cu₂S和H₂S0₄。因此，添加亚硫酸钠可减少硫代硫酸钠用量，并使生成的硫酸及硫酸钠量大大减少。为此，建议在用硫代硫酸盐浸出金时，浸出剂各组分的质量比应取m(Na₂S₂0₃）：m (Na₂S0₃）：m（CuS0₄）＝1：1 : 0.7。