多硫化物法提金

    多硫化物浸出金的热力学早在1962年就由苏联学者卡可夫斯基报道过，处理对象是As-Sb-Au硫化精矿（含As高达4.5%），金的回收率可达80%~99%。该法的优点是选择性高，无污染，并且适用于处理低品位矿。穆尔奇森格拉夫洛特厂曾建成日处理5t的试验车间，获得的指标与小型试验一致，只是后来工厂倒闭，这项工作才未能继续下去。
    多硫化物法浸金工艺
    多硫化物法提金拟定的原则流程如下图所示。该提金方法中硫可以像碳元素那样形成S-S键如S₄^2--和S₅^2-等多硫鳌合离子，这类离子对Au( I）有很强的络合能力，因此在有合适氧化剂的配合下或借助于自身歧化，多硫化物能有效地溶解金，如果浸出过程中能产生单质硫，那么硫化物也能浸出金，因为硫化物和单质硫很易转化为多硫化物，含砷锑的金硫化精矿尤其适于用该法处理。

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    多硫化物法浸出金最常用的是多硫化铵溶液，其中约含质量分数为8%的NH₃，22%的S，30%的（NH₄）₂S₂，该溶液为红色澄清液体，有硫化氢味，遇酸分解析出硫。多硫化物法主要是针对难处理的含砷金矿提出的，因为传统的氰化法处理这种矿石既不经济又不安全。对含砷或锑达4.5%的金矿，在25℃常压下用含40%多硫化铵的水溶液浸出，金以NH₄ AuS形式与锑［呈（NH₄）₃ SbS₄］一道被选择性浸出，砷留于渣中。实验结果表明，对特定的矿石，该法可提取80%以上的金，浸出液中的溶解的金可用活性炭吸附，也可用蒸气加热的方法从溶液中沉淀出来，此时产生Sb₂S₃和硫，放出NH₃, H₂S及升华硫，视浸出液成分而定。脱金后液可使多硫化铵再生返回用于浸金。
    多硫化物法的特点是：选择性强、浸出速度快（一般几小时为一浸出周期）、浸出率高、无污染、也适于低品位矿，有的矿石用该法处理还可兼得单质硫。南非是开展多硫化物研究较早的国家，曾进行了半工业性试验，我国研究了用该法处理湿法炼铅、锑的含金废渣的工艺条件，考察了浸出温度、浸出时间、药剂消耗、液固比、浸渣粒度和金的赋存状态等对回收率的影响，浸液中的金可用溶剂萃取和活性炭进行富集，多硫化物法的主要缺点是多硫化物自身的热稳定性差且分解产生的H和NH₃会恶化生产条件，工业应用时对设备的密封性有较高要求。另外，要求药剂浓度相当高，消耗量也很大，而金的浸出率小型试验只达80%，实际生产中这一指标也恐难保证。
    硫化铵、硫化钠浸金工艺
    湿法冶金处理硫化物矿的优点之一是可得到单质硫。显然，作为多硫化铵浸出法的一个变种——用（NH₄）₂S浸出含金硫化物矿的湿法浸出渣是同时回收单质硫和金的一举两得的方法。碱金属硫化物和硫化铵一样能离解出S^2-离子，在浸出金和单质硫方面，与多硫化铵具有同功之力。中南大学研究了用硫化铵法处理含金湿法炼铅渣和硫化钠处理砷、锑、金硫化物矿浸渣。
    1)热力学分析
    在众多的文献中报道的多硫化物浸出金反应为：

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    含金铅渣和锑渣的成分：试验所用的含金湿法炼铅渣和湿法炼锑渣的主要化学成分见下表。锑（I）渣还有部分黄铁矿和毒砂在除砷过程中尚未分解。

    2）硫化铵浸出湿法炼铅渣的金
    在试验时，用硫化铵做浸出剂，为防止H₂S和NH₃的逸出，浸出系统需密封。
    试验在考察温度、浸出时间及（NH₄）₂S的加入量对金浸出率的影响时，观察到金的浸出率随着温度的增高而提高，但超过70℃时有单质硫析出，所以为同时获得S的金高回收率，温度不宜高于70℃，浸出时间超过6h，金浸出率不但不增加反而有下降，这可能是氨的挥发损失造成的。硫化铵用量增加，金的浸出率显著增加。通过温度50℃、浸出时间6h的条件实验，观察浸出液的组成，发现多硫化铵添加与否，对金的浸出率影响不大，这是因为渣中元素硫生成的多硫根已能满足浸出要求的缘故。氨水的添加能明显提高金的浸出率，这可能是加入氨水增加了溶液的pH,抑制了多硫根的加质子反应，从而增加溶液游离的多硫根所致。渣中单质硫的浸出率大于98%，金的浸出率约95％。
    3)硫化钠浸出湿法炼锑渣中的金
    试验在固定温度90℃、液固比7:1、时间6h考察锑（I）渣硫化钠浓度在116g/L以下时金的浸出率随硫化钠浓度的增高而提高，继续提高硫化钠浓度、金浸出率基本不变。在加硫量S与Na₂S的分子比为3:1时，观察NaOH浓度对金浸出率的影响，NaOH浓度小于0.25 mol/L时，加入NaOH可使金的浸出率得到改善，但继续加入也无助于浸出金，只要NaOH浓度大于0.5 mol/L时，硫才能完全溶解。在这样的条件下，硫化钠对锑（I）渣的金浸出率在90%，而对没有黄铁矿与毒砂的锑（B）渣，金的浸出率可达97.47%。
    由此可见多硫化铵和多硫化钠用作浸出金试剂均可得到较高的金浸出率。利用它们与渣中硫能形成多硫化物的特性，既可回收金又可回收硫。
    4)含金硫化物矿浸出金实例
    山东招远金矿金精矿主要组成：Au 92.8 g/t, Ag 36.0 g/t, S 31.4%，Cu 0.018%；广东河台金矿金精矿主要组成：Au 54.6 g/t，Ag 28.0 g/t，S 18.5%，Cu 4.4%。
    在浸出试验中观察到多硫化物的浓度是影响浸出金的关键因素，S_x^2-浓度总和以2 mol/L左右为宜，采用多硫化物浸出广东河台硫化金精矿，可得80%以上金的浸出率，而山东招远金矿浸出率为90%以上。当升高浸出温度及提高多硫化物体系中S/S^2-比例均对金的浸出有利，但浸出过程温度不宜过高，过高会使多硫化物的挥发量增加，同时容易引起多硫化物氧化，使S_x^2-浓度总和下降，对金的浸出反而不利，因此浸出温度一般为60℃左右。而多硫化物浸出硫化物矿时S/S^2-比例为1.0左右。
    对于多硫化物浸出体系而言，主要受化学反应的控制，溶液中传质在金浸出过程中为次要因素。多硫化铵体系中加人CuS将显著降低金的浸出率，而加人FeS对金的浸出无明显影响。