硫代硫酸盐提金应用实例

    采用氰化物溶液处理含铜、锰或含铜和锰的金矿时，由于铜、锰的存在，严重地降低了贵金属的回收率，并使氰化物消耗增加，使提金在经济技术指标上遇到了麻烦。从含有碳和有机化合物的矿中提取金，氰化厂也同样遇到了一些问题，即金矿中碳质物的存在，造成金很难从碳基体中释放出来，这是由于一价的金氰络合物被碳抢先吸附，随后丢失到尾矿中。本节将介绍用硫代硫酸盐法处理上述矿石及处理尾矿与低品矿的实例。
    1)从含铜金精矿中浸出金
    国内某金精矿，含金矿物为黄铜矿、黄铁矿和斑铜矿。主要化学组成：Au 50g/t，Cu3.19%，Fe₂0₃ 28.9%，MnO 0. 048%，Co 0. 042%，Pb＜0.03%，Zn 0.10%，S 20.59%，Si0₂ 37.75%，A1₂0₃ 5.75%,,精矿粒度100%~100目，在矿浆液固比3：1和40℃温度下，用浓度为0.8~1.0 mol/L的Na₂S₂0₃、1.8~2.2 mol/L的NH₄OH、0.015 mol/L的Cu²⁺和0.1 mol/L的Na₂S0₃混合溶液充氧搅拌浸取1.5 h，金浸出率约95%，浸渣残留金贮存在铁矿物中。
    浸出液用锌粉置换沉淀金，置换后溶液循环用作金的浸出剂，经过7次循环，金浸出率有所增加，达96.8%,,循环浸出过程中，硫代硫酸盐基本不损失。锌粉置换时S₂O₃^2-有所增加，而静置过程中S₂O₃^2-有所损失，S₂O₃^2-的损失与溶液组成和容器密闭条件有关。经过精心控制可将硫代硫酸盐的氧化分解损失降到最低限度。
    2）从含锰金矿中浸出金
    美国亚利桑那州圣克鲁斯的OroBlanco矿区，矿石含Au 3 g/t, Ag 113 g/t, Mn0₂ 7 g/t。矿石中的金呈细粒状浸染在流纹岩和安山岩的角砾岩基质中，银大部分与Mn0₂共生。矿石磨至-200目占80％，在液固比1.5:1和50℃温度条件下，用浓度为1.48 mol/L的（NH₄）₂ S₂ 0₃、4.1 mol/L的NH₃和0.09 mol/L的Cu²⁺溶液搅拌浸出1h，金浸出率90%；搅拌浸出3h，银浸出率70%。
    影响金、银浸出的主要因素有温度、硫代硫酸盐浓度、铜离子浓度和氨浓度。浸出温度对金浸出的影响大于银浸出，如图1所示，而铜浓度和氨浓度对银浸出的影响则大于金浸出，如图2，3所示。银的浸出对铜离子浓度变化比较敏感，银浸出率随Cu²⁺浓度增大先升高而后下降。金的浸出受二价铜离子的影响很小，但没有Cu²⁺参加，金很难浸出，金浸出率仅14%,,金、银浸出随S₂O₃^2-浓度增大而增加，没有S₂O₃^2-时，金、银很少浸出，如图4所示。在氨溶液中铜离子将硫代硫酸根离子氧化成连四硫酸根离子，从而消耗硫代硫酸盐。在室温和pH为9.5~10的范围内，浸出28 h,硫代硫酸盐消耗量约为原浓度的一半。

       [next]

    3)从低品位含金原生矿中浸出金
    我国西北有色地质研究所对自然金-黄铁矿-蚀变岩型含金原生矿进行氨性硫代硫酸盐浸出金实验。矿石中金以自然金为主，金在硫化物矿物和脉石矿物中多呈包裹金、裂隙金和晶隙金的状态存在。自然金的粒度细小，主要分布在黄铁矿、褐铁矿、石英和长石等矿物中。
    矿石中主要金属矿物有黄铁矿、自然金；非金属矿物主要有钾长石、石英，其次有斜长石、云母、粘土等。此外，还有少量的赤铁矿、磁铁矿、方铅矿、黄铜矿、重晶石、闪锌矿等。原矿元素分析结果见表1。

    试样含金4.57g/t，磨矿细度-200目占65%，搅拌浸出温度50℃，浸出时间3h，浸出液固比3：1.浸出剂( NH₄ )₂S₂0₃ 0.51 mol/L, Na₂S0₃ 0.2 mol/L, NH₃ 3.3 mol/L, CuSO₄ 1.7g/L。金的浸出率为92.40%。[next]
    在浸出剂用量与浸出条件的筛选过程中观察到：①作为强氧化剂的Na₂S0₃随着浓度的增高，金的浸出率变化不大，只要在大于0.1 mol/L的情况下就可以起到增强浸出系统稳定性的作用；②金的浸出率随着（NH₄)₂S₂0₃浓度的增大有较大幅度的提高，浸出液中( NH₄) ₂S₂0₃浓度至少要保持在0.5 mol/L;③浸出液中NH₃浓度的增加，有利于金浸出率的提高，以3. 3 mol/L为好；④CuS0₄的浓度在1.7 g/L左右即可。
    该试验曾在原矿品位、磨细度、浸出液固比一致的情况下，用不同的浸出方法进行试验，试验结果见表2。

    由表2不难看出，用氨性硫代硫酸盐法浸出低品位含金原生矿，具有浸出时间短、浸出温度低、并有较高金的浸出率等特点，是无氰浸出金取代有氰浸出金工艺较有希望的方法之一。
    4)从碳质金矿中浸出金
    用氰化法处理美国内华达Freeport-McMoran Jerrit Canyon金矿的碳质金矿（粉红色矿）遇到麻烦。本文介绍采用硫代硫酸铵溶液在高压釜中进行试验的结果。
    为了进行高压釜浸出实验，首先把矿石破碎到小于152.4 mm（6英寸），然后粉碎到－100目，对矿样的矿物组成、金品位以及碳含量进行分析。此矿由暗黑色的碎片和带有少量细粒黄铁矿的不纯石英岩和部分白色的方解石矿脉组成。分析结果为：该矿含有机碳2.5%，总碳为4.9%。矿石金的平均品位是12.2g/t。
    ①高压釜浸出。实验在一个500cm³的不锈钢高压釜中进行。它由一个3.18 cm直径叶轮的搅拌器、冷却蛇形管和热电偶组成。搅拌器、冷却蛇形管以及热电偶都用螺栓固定在盖子上。高压釜被加热时，它的温度由一个电加热套控制。高压釜预热到接近所需温度，把配好的浸出剂和已称好的矿加入釜中，压紧釜盖，开始搅拌；高压釜通氮排出空气，然后压入氧气。操作温度范围是25℃到85℃，同时氧分压通常保持在103 kPa，并在浸出前后测定溶液的pH。
    浸出结束后，把溶液过滤出来。滤液中的硫代硫酸盐浓度用电化学检测流动注射法(FIA）分析。固体渣干燥后，用火法试金与原子吸收法相配合分析渣中的金含量。所用的初始硫代硫酸盐样品的纯度也用FIA法测定。实验得到的硫代硫酸盐消耗量和金的浸出率的结果见表3和表4。

    ②最佳浸出条件的选择。pH的影响：为观察pH的影响，将NH₃浓度从0.03 mol/L变为4．5mol/L,相当于pH范围由8.5到10.5。由于形成了缓冲溶液，所以最大pH被限制在大约10.5。在这个pH范围内，硫代硫酸盐的消耗几乎不变，平均大约15％；而金的浸出率随着pH的增加而增加。最佳pH值为10.5。
    温度的影响：在25℃到85℃之间所做的实验结果如图5所示。浸出曲线在35℃和75℃有极大值，在65℃有一极小值，最佳温度35℃左右。从25℃到55℃硫代硫酸盐消耗一般是增加的，55℃到65℃是降低的，然后从65℃到85℃又增加，这是一个涉及硫代硫酸盐的复杂的平衡关系伴随温度变化的结果。综合考虑到金的浸出率、硫代硫酸盐消耗以及投人能量，最佳温度是35℃。

图5
[next]

    硫代硫酸铵浓度的影响：实验是在35℃，pH=10.5，硫代硫酸盐浓度从0.09 mol/L变到0.88 mol/L下进行的。金的浸出率随着硫代硫酸盐浓度的增加仅稍有增加，这是因为硫代硫酸盐的实际消耗增加了。硫代硫酸盐消耗量在其浓度为0.09 mol/L时是5.3 × 10 ^-2 mol/L（58.9%），在其浓度为0.88 mol/L时是9×10^-2mol/L（10.2%)。考虑到金浸出率及所用的硫代硫酸盐总量这两点，选择的最佳硫代硫酸盐浓度为0.71 mol/Lo
    亚硫酸盐浓度的影响：把亚硫酸铵加到浸出液中，以稳定硫代硫酸盐，并防止硫化物沉定（6H⁺+4S0₃^2-+2S₂←→3S₂0₃^2-+3H₂0）。在35℃，0.71 mol/L S₂0₃^2-，pH＝10.5，0.15 mol/L CuSO₄条件下，亚硫酸盐浓度从0变到0.6mol/L,浸出2 h。显然亚硫酸盐对金浸出率几乎没影响。然而，硫代硫酸盐消耗却随着亚硫酸盐浓度的增加逐渐下降。考虑到亚硫酸盐用量，认为亚硫酸盐浓度在0.1 mol/L和0.22 mol/L之间是合适的。
    铜浓度的影响：在35`C , 0.71 mol/L S₂0₃^2- 、0.22 mol/L S₂0₃^2-和pH =10.5条件下，硫酸铜浓度从0.05 mol/L变到0.2 mol/L时，金浸出率和硫代硫酸盐消耗没有显著影响。对于这样的结果，有两个可能：第一，是因为铜在浸出过程中充当了氧化还原催化剂，所以在某一浓度值以上时，它的浓度变化对反应就没有什么影响。第二，也许是更重要的原因，即矿中存在铜，它的量足以起催化剂的作用。
    时间的影响：在温度35℃、物质的量浓度为0.71 mol/L（S₂0₃^2-）、0.22 mol/L（SO₃²）、0.15 mol/L（CuSO₄）和pH为10.5,浸出时间在0.5~4h之间变化的条件下，考察了时间对金浸出率和硫代硫酸盐消耗上的影响。在0.5 h时金浸出率是69%，4h后金浸出率是71%。在这些条件下，金的浸出是很快的。硫代硫酸盐的消耗随着时间的延长有一适量的增加，0.5 h时硫代硫酸盐消耗10%，4h后消耗增加到20%。反应时间0.5 h到1h是足够的。
    氧压的影响：改变氧压从常压到206 kPa（表压）。氧压的变化无论是对金浸出率，还是对硫代硫酸盐消耗都没有什么大的影响。硫代硫酸盐的消耗在氧压加大到206 kPa（表压）时稍有降低，从常压的12%到206 kPa时降低到8%。因此，如果浸出液可循环使用的话，较高的氧压可能是有利的。
    其他类型矿石的浸出：除了研究上述的碳质矿外，还研究了用硫代硫酸盐溶液从有代表性的氧化矿和硫化物矿中浸出金。对这些矿进行研究时，并未能找出最佳条件，而是除一组条件稍稍改动外，均采用了碳质矿的最佳条件。正如表5和表6结果所指出的，硫代硫酸盐浸出氧化矿如同难处理的碳质矿那样给出好的或更好的金浸出率。对于硫化物矿金浸出率是差的。硫代硫酸盐法与氰化法比较，从碳质矿中浸出金采用硫代硫酸盐法优于氰化法：但从氧化矿浸出金，硫代硫酸盐法不如氰化法。

    注：p（O₂）为103kPa(表压)；时间为1h；温度为value="35" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">35℃；搅拌速度为value=".333" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">0.333m/s; pH为10.5时，[NH₃]为3.0mol/L;[S₂O₃^2-]为0.18mol/L；[Cu²⁺]为0.10mol/L；[SO₃^2-]为0.01mol/L。