石硫合剂法提金应用实例

    1)石硫合剂法浸出某金精矿的试验
    通过对秦岭地区某金、银精矿的试验，可以提供如何选择最优工艺条件。矿样主要元素分析：Au 50.00 g/t，Ag 71．03 g/t，Cu 0.5％，Pb 6.0l％，Fe 18.5％，S 5.3％。
    浸出条件：
    ①适应于金精粉或矿粉；② 298 K;③pH＝14;④液固比=4;⑤[Cu²⁺]= 0.03 mol/L;⑥[NH₃·H₂O]＝0.050 mol/L；⑦[Na₂S0₃]＝0.2 mol/L；⑧[G]＝0.04 mol/L；⑨时间约8h。
    LSSS法溶解矿石中金的可能性，用处理秦岭地区某金银精矿得到证明（见表1）。

    影响金浸出率的因素：
    ①NH₃·H₂0浓度对金浸出率的影响。首先按一定的液固比，在250mL锥形瓶中将金精矿粉与ISSS混合，然后加入适量的添加剂，在恒温振荡器上进行振荡，振荡浸出一段时间后，经过滤，上清液送分析金。NH₃·H₂0浓度对金浸出率的影响见表2.

    从上表可以看出，随着NH₃·H₂0浓度的增加，金浸出率不断上升。当[NH₃·H₂0]达到0.8 mol/L左右时，金浸出率达到最高。[NH₃·H₂0]超过0.8 mol/L时，金的浸出率略有下降。氨水的添加作用是维持体系的碱性气氛，保证S_x^2- , S₂O₃^2-的稳定性。这是因为S_x^2-，S₂O₃^2-都易在酸性条件下歧化分解（S_x^2-+2H⁺ ==== H₂S+(x-1）S，S₂O₃^2-+2H⁺ ==== SO₂+H₂O+S）。因此，随着氨水的加人，增加了体系的pH,抑制了S_x^2-，S₂O₃^2-的加质子反应，保证了LSSS浸出金体系中有效浸出金成分S_x^2-，S₂O₃^2-的稳定性，有利于金的浸出。若「NH₃·H₂0」超过0.8mol/L,则过高的pH又会阻碍金的溶解反应。可见该LSSS浸出金体系保持[NH₃·H₂0]在0.8mol/L左右效果最佳。
    ②Cu²⁺浓度对金浸出率的影响。实验结果见表3。

    由实验结果可知，Cu²⁺对LSSS浸出金体系的催化作用十分明显。[Cu²⁺]在0~0.038 mol/L之间变化时，金的浸出率急剧上升，超过0.038 mol/L时，金的浸出率反而下降，这可能是由于过多的Cu²⁺存在，使生成覆盖在金粒表面的CuS量增加，阻碍了金的溶解。[next]
    正如在硫代硫酸盐、多硫化铵法中一样，铜氨配离子在体系中可能充当了催化剂的作用。这种作用随温度的升高而趋明显。它可使浸出时间明显缩短。6h内即可获得满意的浸出率，缩短周期。适宜的铜离子浓度为0.045 mol/L左右。
    本实验中Cu²⁺是以Cu（NH₃）₄²⁺络离子形式存在的。几乎所有有关硫代硫酸盐浸出金的研究都表明：硫代硫酸盐浸出金过程必须含有Cu²⁺，Cu²⁺在溶液中以Cu（NH₃）₄²⁺形式存在，其催化作用促进了金的溶解。这一催化作用对多硫化物的浸出金过程同样适用。因此，在LSSS浸出金体系中保证Cu（NH₃）₄²⁺的稳定存在是十分重要的。
    ③Na₂S0₃浓度对金浸出率的影响。实验结果见表4。

    实验结果表明：[NH₃·H₂0]在0.09 mol/L左右，金的浸出率较好。
    美国Kerlcy指出，为使溶液中硫代硫酸根离子稳定，可以加0.1%~0.2%的S0₃^2-。他认为加S0₃^2-可以抑制S₂0₃^2-的分解，所以S0₃^2-的存在可减缓S₂0₃^2-、S_x^2-的氧化程度。
    在考查的Na₂S0₃、H₂0₂等多种调节电位的试剂中，其中以Na₂S0₃防止ISSS分解效果最好。Na₂S0₃浓度为0.2 mol/L时，可有效防止LSSS分解。此外，S0₃^2-可与过程中生成的S^2-作用生成S₂0₃^2-，稳定了LSSS的有效成分，并能消除单质硫或硫化物在金、银表面上的钝化影响。由此可见Na₂S0₃具有稳定和活化作用。
    此外，S0₃^2-还可以与LSSS浸出金体系在浸出过程中不可避免析出的单质硫作用，生成S₂0₃^2-，可防止在金表面上生成硫和硫化物层。本实验还发现，过高的[NH₃·H₂0]，金的浸出率反而下降，这可能是由于过量的Na₂S0₃破坏了溶金的氧化气氛，且[S0₃^2-]过高时，由于其强还原性不利于Cu（NH₃）₄²⁺的稳定性所致。
    可见，ISSS浸出金体系中Na₂S0₃既作稳定剂又作活化剂。
    ④浸出温度对金浸出率影响。浸出温度对金浸出率影响的实验结果见表5。

    由实验结果可知：随着浸出温度的升高，金的浸出率反而迅速下降。这可能是由于LSSS浸出金体系在浸出过程有如下反应发生：

                                            Cu²⁺+S^2- ==== CuS

    这是由于温度升高向生成CuS的方向进行，既消耗了Cu²⁺，又使CuS覆盖金粒表面，妨碍金的溶解。
    此外，随着温度升高，LSSS体系浸出金中S_x^2-, S₂0₃^2-的氧化和分解反应加剧，且氨水大量挥发，所以LSSS浸出金在常温下就可获得较优的金浸出率。
    ⑤氧化剂（G）。不加氧化剂时虽可用LSSS溶金，但效率太低不实用。空气、K₂Gr₂O₇等可用作氧化剂，而氧化剂G效果很好。金浸出率随氧化剂量增多而上升。铜高价离子也可充当氧化剂和稳定剂。
    ⑥介质。LSSS本身为碱性，在酸性介质中不稳定。氢氧化钠、亚硫酸钠、氨水等试剂中，含氨试剂效果好，其中氨水效果最好，碳酸按次之，其他均不满意。[next]
    ⑦ LSSS的浓度。由于LSSS是由一系列多硫化钙或硫代硫酸钙（S₅^2-、S₄^2- ,S₃^2-及S₂0₃^2-等）的混合溶液，因此精确考查各种成分较困难。较佳的LSSS浓度范围为%左右。尽管人们乐意采用稀溶液以减少试剂用量等，但[AuS_x^-]的稳定性会受到影响。这一点需进一步研究。
    ⑧浸出时间。在3h内金的浸出率可达90%以上，8h内金浸出指标已相当高，这表明LSSS法是一种快速浸出法。
    2)石硫合剂法浸出金的实用情况
    浸出金用的石硫合剂，配比（质量比）为m（石灰）：m（水）：m（硫磺）：m（氧化剂）：m（还原剂）＝1：（10~50）：（2~3）：（0.1~0.25）：（0.1~0.2）。按此配比将所用药剂混合后，加热搅拌30~60min，过滤后得红棕色清液即为浸出金溶剂。使用时，根据浸出金对象的情况，将配好的溶剂稀释至选定浓度，再加稳定剂、介质调节剂、催化剂等，即可从矿石中进行提金。从1990年至今，杨丙雨、兰新哲、张箭等先后对国内不同省区的含金氧化矿、硫化物矿、原矿、金精矿、易处理矿和难处理矿进行了试验研究，认为用石硫合剂法对高硫、高铅、高铜等多金属矿的处理均优于经典的氰化法，其适应性也比氰化法强。应用情况见表6。