用硫脲從低品位尾礦中提取金的試驗(yàn)研究

許世偉，王建英，鄭 升，鄭春麗

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 數(shù)理生物工程學(xué)院生物質(zhì)能源化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 包頭 014010；2.內(nèi)蒙古包頭市泉山金礦，內(nèi)蒙古 包頭 014012）

據(jù)報(bào)道，我國品位在0.5g／t以上的含金尾礦資源達(dá)10億t［1］，隨著金礦資源的日益匱乏，從尾礦中回收金越來越受重視，但目前還沒有從尾礦中回收金的成熟技術(shù)。本試驗(yàn)旨在探求一種從尾礦中回收金的高效、清潔方法。硫脲浸金速度快、選擇性好，適用于處理難處理金礦石［2－5］。試驗(yàn)研究了用硫脲從含金尾礦中浸出金。

1 試驗(yàn)原料、方法

試驗(yàn)所用含金尾礦取自內(nèi)蒙古包頭市泉山金礦，粒度－200目，化學(xué)組成見表1。

表1 尾礦化學(xué)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù) %

首先對(duì)含金尾礦進(jìn)行焙燒，然后按一定液固體積質(zhì)量比將尾礦與一定質(zhì)量濃度的硫脲溶液混合，加入一定量Fe2（SO4）3，攪拌均勻，用濃硫酸調(diào)節(jié)pH，用超聲波處理一定時(shí)間后攪拌60min。濾出溶液，用原子吸收法測定其中金的質(zhì)量濃度，計(jì)算金浸出率。

浸出裝置為不銹鋼槽，底部裝有4個(gè)超聲波發(fā)射器，攪拌裝置為六葉圓盤渦輪攪拌器。

2 酸性硫脲浸金原理

酸性硫脲溶解金的基本反應(yīng)為

由于 Au［SC（NH2）2］2＋／Au的電位（0.36 V）比 Au＋／Au的電位（1.68V）低的多，因此金在酸性硫脲溶液中易氧化溶解。

酸性硫脲溶解金的過程中，有氧化劑Fe3＋存在時(shí)，反應(yīng)過程為

氧化劑Fe3＋的存在使硫脲溶解金的速率大大提高，但Fe3＋過量時(shí)，F(xiàn)e3＋不但會(huì)氧化金，同時(shí)也會(huì)氧化硫脲：

所以Fe3＋的量要嚴(yán)格控制。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 液固體積質(zhì)量比對(duì)金浸出率的影響

硫脲質(zhì)量濃度15g／L，F(xiàn)e2（SO4）3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，用濃硫酸調(diào)pH為2.0，浸出溫度25℃，超聲處理40min，浸出60min。液固體積質(zhì)量比對(duì)金浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 液固體積質(zhì)量比對(duì)金浸出率的影響

由圖1可知，增大浸出時(shí)的液固體積質(zhì)量比，金浸出率變化不大。液固體積質(zhì)量比不宜太高，綜合考慮，以2∶1為宜。

3.2 浸出溫度對(duì)金浸出率的影響

硫脲質(zhì)量濃度15g／L，F(xiàn)e2（SO4）3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，用硫酸調(diào)pH為2.0，超聲波處理40 min，浸出時(shí)間60min，液固體積質(zhì)量比為2∶1。溫度對(duì)金浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 浸出溫度對(duì)金浸出率的影響

由圖3可知，溫度對(duì)金浸出率影響較大：溫度在25～45℃之間，金浸出率隨溫度升高變化不大；溫度超過45 ℃后，由于硫脲開始分解，濃度開始下降，因而金浸出率也隨著下降。綜合考慮，溫度不宜過高，適宜的溫度確定為25～45℃。

3.3 體系pH對(duì)金浸出率的影響

硫脲質(zhì)量濃度15g／L，F(xiàn)e2（SO4）3質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%，浸出溫度25℃，超聲波處理40min，浸出時(shí)間60min，液固體積質(zhì)量比2∶1。體系pH對(duì)金浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 pH對(duì)金浸出率的影響

由圖3可知：pH在1.0～3.0之間變化時(shí)，對(duì)金浸出率影響不大；pH高于3.0時(shí)，金浸出率明顯降低。這是因?yàn)?，pH在1.0～3.0之間時(shí)，硫酸濃度較大，起調(diào)節(jié)電位作用的同時(shí)還保護(hù)硫脲防止其分解；而pH高于3.0后，硫酸濃度下降，硫脲受保護(hù)作用降低，開始發(fā)生水解，消耗量增大，金浸出率降低。綜合考慮，確定pH為2.0。

3.4 硫脲質(zhì)量濃度對(duì)金浸出率的影響

Fe2（SO4）3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，用硫酸調(diào)pH為2.0，浸出溫度25℃，超聲波處理40min，浸出時(shí)間60min，液固體積質(zhì)量比2∶1。硫脲質(zhì)量濃度對(duì)金浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 硫脲質(zhì)量濃度對(duì)金浸出率的影響

由圖4看出：隨硫脲濃度增大，金浸出率逐漸提高；硫脲質(zhì)量濃度為15g／L時(shí)，金浸出率達(dá)最大；繼續(xù)增大硫脲質(zhì)量濃度，金浸出率幾乎不變。這是因?yàn)椋?dāng)硫脲質(zhì)量濃度達(dá)到一定時(shí)，已經(jīng)可以使浸出反應(yīng)充分完成。因此，綜合考慮，硫脲最佳用量確定為15g／L。

3.5Fe2（SO4）3質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)金浸出率的影響

硫脲質(zhì)量濃度15g／L，F(xiàn)e2（SO4）3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，用硫酸調(diào)pH為2.0，浸出溫度25℃，超聲波處理40min，浸出時(shí)間60min，液固體積質(zhì)量比2∶1。Fe2（SO4）3質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)金浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 Fe2（SO4）3質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)金浸出率的影響

由圖5可知：隨Fe2（SO4）3質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，金浸出率升高；但Fe2（SO4）3質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高時(shí)，金浸出率反而降低。這是因?yàn)檫m量的Fe3＋會(huì)促進(jìn)硫脲溶解金的過程，金浸出率會(huì)提高；而當(dāng)Fe3＋用量過大時(shí)，發(fā)生反應(yīng)（3），F(xiàn)e3＋與硫脲發(fā)生氧化還原反應(yīng)，消耗硫脲，使金浸出率下降。

3.6 超聲波處理時(shí)間對(duì)金浸出率的影響

硫脲質(zhì)量濃度15g／L，F(xiàn)e2（SO4）3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，用硫酸調(diào)pH為2.0，浸出溫度25℃，液固體積質(zhì)量比為2∶1。超聲波處理時(shí)間對(duì)金浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 超聲波處理時(shí)間對(duì)金浸出率的影響

由圖6看出：在總浸出時(shí)間相同（60min）條件下，隨超聲處理時(shí)間延長，金浸出率相應(yīng)增大；超聲處理40min后，金浸出率變化不大，趨于平穩(wěn)。這是因?yàn)榻鰟傞_始時(shí)，體系中硫脲濃度相對(duì)較高，超聲作用會(huì)使物質(zhì)擴(kuò)散速率大大加快，故金浸出率增長迅速；而隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系中硫脲濃度及金的含量都在降低，即使有超聲作用，反應(yīng)速率也開始慢慢降低，金浸出率趨于穩(wěn)定。

3.6 綜合試驗(yàn)

根據(jù)條件試驗(yàn)結(jié)果，控制液固體積質(zhì)量比為2∶1，浸出溫度25℃，體系pH為2.0，硫脲質(zhì)量濃度為15g／L，F(xiàn)e2（SO4）3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，超聲處理40min，攪拌浸出60min，進(jìn)行綜合試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，金浸出率可達(dá)77.50%。

4 結(jié)論

用酸性硫脲體系從低品位氰化尾礦中浸出金是可行的，最佳條件下，金浸出率可達(dá)77.50%。該方法流程簡短，操作方便，試劑無毒，對(duì)于低品位含金尾礦的處理是一種可供選擇的方法。

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