增氧條件下的堿性硫脲浸金實驗

白安平，宋永勝，李文娟，屈 偉

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增氧條件下的堿性硫脲浸金實驗

白安平，宋永勝，李文娟，屈 偉

(北京有色金屬研究總院 生物冶金國家工程實驗室，北京 100088)

堿性硫脲浸金需要用氧化劑來調(diào)節(jié)溶液的氧化電勢，氧化劑的氧化電勢既要大于金溶解形成Au[CS(NH2)2]2+的電勢(0.38 V)，由于電勢太高硫脲易被氧化而失效，故氧化劑的氧化電熱不能太高。在堿性溶液中，氧的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為0.40 V，因此，理論上空氣中氧是理想而經(jīng)濟(jì)的氧化劑。然而，水的飽和溶氧量小，自然溶氧速度慢，從而使氧用作氧化劑受到限制。通過在攪拌浸出槽底部接入螺旋空氣管、微孔材料的方法改變發(fā)泡方式，進(jìn)而在持續(xù)增氧(空氣中氧作氧化劑)的條件下對堿性硫脲浸出低品位金礦石進(jìn)行具體地研究。發(fā)泡方式的改變既增大空氣中氧向水中傳遞的速率，又改善攪拌效果。結(jié)果表明：增氧條件下浸出體系的充氧能力越強，堿性硫脲浸金效果則越好。在相同充氣量條件下，微孔材料發(fā)泡增氧的效果最好，浸出率最高。而且在一定范圍內(nèi)，金浸出率隨著充氣量的增加而增大，而充氣量過大時則會降低金浸出率。

增氧；堿性；硫脲；浸金

在眾多非氰浸金藥劑中，硫脲以其低毒環(huán)保、賤金屬耐受性好等優(yōu)點受到關(guān)注。目前，硫脲浸金的研究主要有酸性體系和堿性體系兩類，酸性體系的研究較為充分，堿性體系則研究不多。堿性硫脲浸金克服了酸性體系下存在的一些不足，如強酸嚴(yán)重腐蝕設(shè)備；酸性條件硫脲對伴生金屬(Fe、Co、Ni、Cu等)也有很好的溶解性等[1?4]。

硫脲是一種具有還原性質(zhì)的易溶于水的有機(jī)配合劑，能與很多金屬離子形成絡(luò)合物。硫脲在堿性溶液中易被氧化分解，一般認(rèn)為硫脲首先被氧化為二硫甲脒，二硫甲脒可進(jìn)一步被氧化為硫化物、氨基氰以及硫單質(zhì)等。雖然Na2SO3、Na2SiO3、(NaPO3)6等化學(xué)物質(zhì)(稱之為穩(wěn)定劑)能在一定程度上抑制堿性溶液中硫脲的不可逆分解，但穩(wěn)定效果有限[1, 5]。

堿性硫脲浸金屬于電化學(xué)腐蝕過程。一般浸金過程中，Au被氧化形成Au+，Au+/Au電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為1.68 V；當(dāng)有硫脲存在時，Au+在溶液中形成配離子Au[SC(NH2)2]2+，Au[SC(NH2)2]2+/Au電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為0.38 V，電極電勢的降低使金很容易被氧化溶解于硫脲溶液中。堿性硫脲浸金過程中，溶液的氧化電勢則需要用氧化劑來調(diào)節(jié)，沒有氧化劑參與就不能形成微電池，溶金就無法進(jìn)行。氧化劑電勢越高，氧化能力也就越強，金越易溶解。但是，由于硫脲易被氧化分解，氧化劑氧化能力過強則會造成硫脲大量消耗、金被硫脲分解產(chǎn)物鈍化等負(fù)面影響。這就使得硫脲浸金只有控制在合適的氧化電勢范圍內(nèi)進(jìn)行，保證金被氧化溶解的同時硫脲又不被氧化，才可以實現(xiàn)高的浸出速率和較低的硫脲消耗。所以，選擇適宜的溫和氧化劑是堿性硫脲浸金的關(guān)鍵問題。文獻(xiàn)[6?10]中常用的氧化劑有Na2S2O8、K3Fe(CN)6。

從電化學(xué)角度出發(fā)，堿性硫脲浸金氧化劑的氧化電勢必須大于金溶解形成Au[SC(NH2)2]2+的電勢0.38 V，浸金過程才能順利進(jìn)行。在堿性介質(zhì)中，氧的氧化還原反應(yīng)為：

由式(1)可知，理論上空氣中的氧是堿性硫脲浸金理想而又便宜的氧化劑，但水的飽和溶氧量小，自然溶氧速度又慢，而且礦漿含泥多，黏稠度大，與空氣接觸面小，因而氧溶解就更少了。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，溫度為29 ℃時水的飽和溶氧量僅有7.77 mg/L[11?12]。水的飽和溶氧量是純水在一定的溫度、大氣壓力下，通過水表面氣液膜(雙膜)，向水中溶解氧氣而能達(dá)到的最大值。水表面膜的溶氧性能在給定大氣壓與溫度下是不能改變的，氧也不會由低濃度向高濃度擴(kuò)散，所以通過水表面膜向水體中溶解氧氣，無論運用何種方式都不可能使水體中的溶氧值大于其飽和溶氧值[13]。

但是，利用空氣泵向水中不斷鼓入空氣形成氣泡，增大氣液接觸面積，可以加速空氣向水中傳遞氧的過程。本文作者通過在攪拌浸出槽底部接入螺旋空氣管、微孔材料的方法改變發(fā)泡方式，進(jìn)而在持續(xù)增氧(空氣中氧作氧化劑)的條件下對堿性硫脲浸出低品位金礦石進(jìn)行具體研究。發(fā)泡方式的改變既增大了空氣中氧向水中傳遞的速率，又強化了攪拌效果。結(jié)果表明在相同充氣量條件下，發(fā)泡方式的不同對堿性硫脲浸金效果有顯著影響。

1 實驗

1.1 樣品

1.1.1 樣品的采取與制備

試驗樣品由埃塞俄比亞 NMIC 公司采自埃塞俄比亞 Werri Gold and base mine。樣品經(jīng)四段破碎篩分后，使其粒度全部在2 mm以下，混勻后取樣2 kg進(jìn)行球磨，磨礦時間為14 min，使樣品中粒徑＜74 μm的顆粒含量占95 %以上，再次混勻，然后采用割環(huán)法將樣品分為100份實驗用樣，每份20 g左右。

1.1.2 樣品的性質(zhì)樣品的多元素分析結(jié)果見表1。

表1 樣品化學(xué)多元素分析

試驗樣品是含金、銀、鉛、鋅、銅等元素的多金屬硫化物礦石。其中貴金屬元素金、銀的礦物量極少，對樣品光片進(jìn)行顯微鏡下觀察及 MLA分析，均未見有任何含金礦物出露。通過對富集后的重砂樣品進(jìn)行掃描電鏡(見圖1)、能譜分析(見圖2)及 MLA 分析可以確定：該樣品中的含金礦物主要是銀金礦[Au，Ag]，另有微量自然金[Au]。

圖1 含金礦物的SEM像

圖2 銀金礦和金銀礦的EDS分析結(jié)果

1.2 儀器設(shè)備與藥劑

儀器設(shè)備：采用美國Agilent Technologies 700系ICP?OES進(jìn)行化學(xué)多元素分析；Nippon Tekno JSM?6510型SEM-EDS對重砂樣品進(jìn)行觀察分析；XMQ?67型240×90錐形球磨機(jī)進(jìn)行磨礦；JJ?4B數(shù)顯六聯(lián)電動攪拌器進(jìn)行攪拌浸出試驗；GGX?9原子吸收分光光度計進(jìn)行活性炭富集原子吸收光譜法分析金；梅特勒AG?285型電子分析天平進(jìn)行藥劑稱量；JPB?607A型便攜式溶解氧測定儀測定溶解氧；采用空氣泵進(jìn)行鼓氣增氧；用玻璃轉(zhuǎn)子流量計進(jìn)行充氣量調(diào)節(jié)及測量。

試驗藥劑：硫脲、六偏磷酸鈉、氫氧化鈉、無水亞硫酸鈉、氯化鈷，均為分析純。

1.3 堿性硫脲浸金試驗

稱取礦石試樣20 g置于浸出槽中，量取60 mL蒸餾水調(diào)節(jié)礦漿液固比為3:1，用分析天平稱取適量六偏磷酸鈉、硫脲，并攪拌溶解于礦漿中，滴加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)礦漿pH≈11.5。將空氣泵、玻璃轉(zhuǎn)子流量計與浸出槽導(dǎo)氣管進(jìn)行連接，設(shè)置電動攪拌器攪拌槳轉(zhuǎn)速為300 r/min，持續(xù)增氧條件下攪拌浸出12 h。浸出過程完成后，礦漿經(jīng)真空過濾機(jī)固液分離得到浸渣。浸渣經(jīng)干燥箱干燥后利用原子吸收分光光度計運用活性炭富集原子吸收光譜法分析金含量[14]，然后根據(jù)(2)式計算浸出率()[15]。

1.4 發(fā)泡方式及特點

1.4.1 常規(guī)發(fā)泡

采用將內(nèi)徑4 mm的導(dǎo)氣管直接接入浸出槽底部的方式對浸金溶液進(jìn)行不間斷鼓氣增氧，如下圖3所示。此方式產(chǎn)生的氣泡直徑明顯較大，空氣泡在出氣口處形成并快速合并進(jìn)一步增大，迅速從溶液底部上升至溶液表面破裂，逸出空氣。氣泡主要集中于出氣口及其上方，向周圍溶液擴(kuò)散的效果較差，增加的氣液接觸面積十分有限。

圖3 常規(guī)發(fā)泡示意圖

1.4.2 螺旋空氣管發(fā)泡

采用將內(nèi)徑4 mm、用直徑0.4 mm串珠針均勻打孔的橡膠導(dǎo)氣管螺旋狀平鋪于浸出槽底部的方式對浸金溶液進(jìn)行不間斷鼓氣增氧，相鄰小孔間距、管體間距約3 mm，如下圖4所示。此方式產(chǎn)生的氣泡直徑較小，微小空氣泡在通氣小孔處不斷形成，小氣泡脫離管壁快速上升，上升過程中不斷與其他氣泡合并增大，直至到達(dá)溶液表面破裂，逸出空氣。氣泡在溶液中，整體分布較為均勻，氣泡直徑由下層至上層逐漸增大，但由于管體氣孔密度有限及管體間隙存在，氣泡在溶液中的密集程度不高。

圖4 螺旋空氣管發(fā)泡示意圖

1.4.3 微孔材料發(fā)泡

采用由白剛玉、金剛砂高溫?zé)Y(jié)而成的微孔材料鋪滿浸出槽底部的方式對浸金溶液進(jìn)行不間斷鼓氣增氧，如圖5所示。此方式產(chǎn)生的氣泡直徑更小，空氣泡在多微孔材料表面大量形成，脫離表面后快速上升，上升過程中不斷與其它氣泡合并增大，直至到達(dá)溶液表面破裂，逸出空氣。氣泡在溶液中，由下層至上層呈直徑逐漸遞增式分布，而且整體分布更加密集，產(chǎn)生很大的氣液接觸面。

圖5 微孔材料發(fā)泡示意圖

1.5 氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)測定

影響氧轉(zhuǎn)移的因素有水質(zhì)、水溫、氧分壓、氣液接觸面積和時間、水的絮流程度等。氧轉(zhuǎn)移的機(jī)理主要是雙膜理論：在氣液兩相接觸界面兩側(cè)存在著氣膜和液膜，氣體分子從氣相以分子擴(kuò)散的方式經(jīng)過氣膜和液膜進(jìn)入液相，氧轉(zhuǎn)移的動力為氣膜中的氧分壓梯度和液膜中的氧濃度梯度，傳遞的阻力主要存在于液膜中。液膜內(nèi)氧轉(zhuǎn)移的基本方程式為

式中：d/d為水中氧轉(zhuǎn)移速率，mg/(L·min)；s為液膜內(nèi)氣液界面處飽和溶解氧濃度，mg/L；為水體中溶解氧濃度，mg/L；La為氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，min?1；L為氧分子在液膜中的擴(kuò)散系數(shù)，m2/min；為氣液兩相接觸界面面積，m2；L為液膜厚度，m；為曝氣液體積，m3。

氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)La是評價增氧系統(tǒng)氧傳遞速率快慢的指標(biāo)。采用蒸餾水充氧實驗分別測定3種發(fā)泡方式增氧的La值。在浸出槽中加入200 mL蒸餾水，將無水亞硫酸鈉20 mg與氯化鈷0.4 mg溶解于水中進(jìn)行脫氧，使水中溶解氧為0。然后調(diào)節(jié)充氣量為0.6 L/min用空氣泵增氧，從溶解氧測定儀讀數(shù)產(chǎn)生變化開始每隔10 s記錄一次溶解氧值。

將(3)式積分可得：

以ln(s?)為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，作ln(s?)和的關(guān)系曲線，其斜率即為La值[16]。

2 結(jié)果與討論

2.1 充氧能力評價

分別在常規(guī)發(fā)泡、螺旋空氣管發(fā)泡、微孔材料發(fā)泡3種發(fā)泡方式增氧條件下對浸出槽進(jìn)行蒸餾水充氧實驗，測定不同發(fā)泡方式增氧的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)La值，測量時水溫為29 ℃，s取7.77 mg/L，結(jié)果如圖6 所示。

實驗結(jié)果顯示，常規(guī)發(fā)泡、螺旋空氣管發(fā)泡、微孔材料發(fā)泡3種發(fā)泡方式增氧的La值分別為0.43、1.00、1.27 min?1，證明微孔材料發(fā)泡增氧的充氧能力最強，即微孔材料發(fā)泡增氧時空氣中氧向水中傳遞的速率最快，堿性硫脲浸金過程中礦漿中氧含量補充最及時，更有利于金的快速溶解，使空氣中氧作為堿性硫脲浸出低品位金礦石的氧化劑成為可能。

圖6 不同發(fā)泡方式的ln(ρs?ρ)與t關(guān)系

2.2 浸金效果

2.2.1 發(fā)泡方式的影響

采用常規(guī)發(fā)泡、螺旋空氣管發(fā)泡、微孔材料發(fā)泡3種不同的發(fā)泡方式，在持續(xù)增氧條件下進(jìn)行堿性硫脲浸金試驗，固定充氣量為0.6 L/min，硫脲用量為0.03 g，試驗結(jié)果如表2所列。

表2 不同發(fā)泡方式下的浸金試驗結(jié)果

試驗結(jié)果顯示，在常規(guī)發(fā)泡、螺旋空氣管發(fā)泡、微孔材料發(fā)泡方式下增氧得到的金浸出率依次增大，且增長幅度較為顯著，發(fā)泡方式是增氧條件下堿性硫脲浸金的重要影響因素。其中，微孔材料發(fā)泡方式下的浸出率可達(dá)54.09%，效果最佳。在相同充氣量條件下，微孔材料發(fā)泡所產(chǎn)生的氣泡直徑最小、氣泡密集程度最高，生成的氣液接觸面積最大，理論上具有更快的氧傳遞速率以及更好的攪拌效果。

堿性硫脲浸金體系中，當(dāng)采用空氣中的氧作為氧化劑時，金與硫脲形成配位陽離子溶解于溶液的反應(yīng)方程式為[17]：

反應(yīng)式(6)中Tu是SC(NH2)2的縮寫，Au與O2的化學(xué)計量數(shù)之比為4:1，而試驗取礦石試樣20 g，金品位2.2 g/t，含金44 μg，假設(shè)金全部溶解理論上僅需耗氧約1.8 μg。試驗中加水體積60 mL，水中溶解氧在飽和值內(nèi)可以滿足溶解全部金。但礦漿中含有大量其他耗氧物質(zhì)，礦漿氧含量更快得到補充則有利于金更快溶解，硫脲易分解的特性使得越快地溶金能夠獲得越高的浸出率。另外，微孔材料發(fā)泡所產(chǎn)生的攪拌效果使得礦漿中形成大量局部湍流，可以顯著增大礦漿中藥劑分子與礦物顆粒表面接觸的機(jī)率，同時也可以加快Au[SC(NH2)2]2+從金微粒礦漿界面向液相中擴(kuò)散，最終加速整個浸出過程的進(jìn)行，提高金浸出率。所以，氧傳遞速率最快、附加攪拌效果最好的微孔材料發(fā)泡增氧能夠獲得最高的浸出率。

2.2.2 硫脲量的影響

選用浸金效果最好的微孔材料發(fā)泡方式，在持續(xù)增氧條件下進(jìn)行堿性硫脲浸金試驗，固定充氣量為0.6 L/min，不同硫脲用量下的金浸出率如圖7所示。

圖7 硫脲用量對金浸出率的影響

試驗結(jié)果顯示，硫脲添加量從0.01g增加到0.09g時，金的浸出率增長平緩，且用量過大時浸出率略有下降趨勢，表明硫脲用量在大于0.01g時，已基本滿足反應(yīng)需要；當(dāng)硫脲用量過大時，反而不利于金浸出，可能是硫脲被氧化分解生成的硫化物等對金有鈍化影響。雖然硫脲用量在0.07g時浸出率最高，但相比用量在0.03g時浸出率僅提高3.18%，故選擇0.03g為最佳用量更為合適。

2.2.3 充氣量的影響

選用微孔材料發(fā)泡方式，在持續(xù)增氧條件下進(jìn)行堿性硫脲浸金試驗，固定硫脲用量為0.03 g，不同充氣量條件下的金浸出率如圖8所示。

試驗結(jié)果顯示，在一定充氣量范圍內(nèi)，金浸出率隨著充氣量的增加而增大，且在0.6 L/min到1.0 L/min的充氣量范圍內(nèi)浸出率增幅變得平緩；當(dāng)充氣量達(dá)到1.0 L/min時，浸出率達(dá)到最高；當(dāng)充氣量達(dá)到1.2 L/min時，浸出率反而略有下降。表明在一定范圍內(nèi)，充氣量越大浸金效果越好，但當(dāng)充氣量過大時，則會對浸出產(chǎn)生不利影響，觀察發(fā)現(xiàn)充氣量過大時，溶液中氣泡太過密集且氣泡流對溶液產(chǎn)成很大擾動，加速了氣泡的合并與上升逸出速度，不利于空氣中氧向水中的傳遞，從而惡化了浸出效果。所以最佳充氣量選擇在能耗較低、浸出率較高的區(qū)間0.6 L/min到0.8 L/min之內(nèi)較為合適。

綜合上述試驗結(jié)果可知，最佳條件下堿性硫脲浸金的浸出率最高可達(dá)60%左右，而剩余的金難以浸出可能是因為硫脲氧化分解的部分難溶產(chǎn)物會粘附在礦物顆粒表面，阻礙溶金反應(yīng)的進(jìn)行。

圖8 充氣量對金浸出率的影響

3 結(jié)論

1) 增氧條件下堿性硫脲浸金體系的充氧能力越強，氧傳遞速率越快，越有利于金快速溶解，浸出效果則越好。

2) 在相同充氣量條件下，常規(guī)發(fā)泡、螺旋空氣管發(fā)泡、微孔材料發(fā)泡3種方式中，微孔材料發(fā)泡增氧的效率最高，浸出率最大。

3) 微孔材料發(fā)泡增氧條件下，在一定范圍內(nèi)，堿性硫脲浸金率隨著充氣量的增加而增大，充氣量過大時，則會惡化浸金效果。

[1] 劉有才, 朱忠泗, 符劍剛, 李麗峰, 林清泉, 陳凱達(dá), 李志輝. 堿性硫脲浸金的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 貴金屬, 2013, 34(2): 78?81.LIU You-cai, ZHU Zhong-si, FU Jian-gang, LI Li-feng, LIN Qing-quan, CHEN Kai-da, LI Zhi-hui.Investigation status and development trend of leaching gold with alkaline thiourea[J]. Precious Metals, 2013, 34(2): 78?81.

[2] 白成慶. 非氰浸金試劑的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 礦業(yè)快報, 2008, 476: 12?17. BAI Cheng-qing. Application status and development of non-cyanide gold leaching reagents[J]. Express Information of Mining Industry, 2008, 476: 12?17.

[3] 趙留成, 孫春寶, 李紹英, 龔道振. 石硫合劑對金精礦浸出特性的影響[J]. 中國有色金屬學(xué)報, 2015, 25(3): 786?792. ZHAO Liu-cheng, SUN Chun-bao, LI Shao-ying, GONG Dao-zhen. Effects of lime sulphur synthetic solution on leaching characteristic of gold concentrates[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2015, 25(3): 786?792.

[4] 楊喜云, 劉政坤, 郭孔彬, 徐 徽, 石西昌. 硫脲?硫氰酸鈉浸出難處理金礦及浸出劑的穩(wěn)定性[J]. 中國有色金屬學(xué)報, 2014, 24(8): 2164?2170. YANG Xi-yun, LIU Zheng-kun, GUO Kong-bin, XU Hui, SHI Xi-chang. Leaching of Au from refractory gold ore in thiourea-thiocyanate solutions and stability of lixiviants[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2014, 24(8): 2164?2170.

[5] 張 靜, 蘭新哲, 宋永輝, 王碧霞, 邢相棟. 酸性硫脲法提金的研究進(jìn)展[J]. 貴金屬, 2009, 30(2): 75?82. ZHANG Jing, LAN Xin-zhe, SONG Yong-hui, WANG Bi-xia, XING Xiang-dong. Study on the extraction of gold with acidic thiourea[J]. Precious Metals, 2009, 30(2): 75?82.

[6] 鄭 粟, 王云燕, 柴立元, 張曉飛. 高穩(wěn)定性堿性硫脲體系對不同類型金礦的適應(yīng)性[J]. 過程工程學(xué)報, 2005, 5(3): 289?294. ZHENG Su, WANG Yun-yan, CHAI Li-yuan, ZHANG Xiao-fei. Adaptability of gold leaching from different ores in highly stable alkaline thiourea solutions[J]. The Chinese Journal of Process Engineering, 2005, 5(3): 289?294.

[7] 王云燕, 柴立元. 硫脲在堿性介質(zhì)中的電化學(xué)行為[J]. 中國有色金屬學(xué)報, 2008, 18(4): 733?737. WANG Yun-yan, CHAI Li-yuan. Electrochemical behaviors of thiourea in alkaline medium[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2008, 18(4): 733?737.

[8] 鄭 粟, 王云燕, 柴立元. 基于配位理論的堿性硫脲選擇性溶金機(jī)理[J]. 中國有色金屬學(xué)報, 2005, 15(10): 153?159. ZHENG Su, WANG Yun-yan, CHAI Li-yuan. Mechanism of gold dissolution selectively in alkaline thiourea solutions based on complex theory[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2005, 15(10): 153?159.

[9] 涂 博, 張亞輝, 尤大海, 黃俊瑋. 難處理金礦非氰提金方法研究現(xiàn)狀[J]. 貴金屬, 2013, 34(4): 73?81. TU Bo, ZHANG Ya-hui, YOU Da-hai, HUANG Jun-wei. Research status of non-cyanide leaching technologies for refractory gold ores[J]. Precious Metals, 2013, 34(4): 73?81.

[10] 鐘 俊. 非氰浸金技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 黃金科學(xué)技術(shù), 2011, 19(6): 57?61. ZHONG Jun. Research and application status of non-cyanide gold leaching technology[J]. Gold Science and Technology, 2011, 19(6): 57?61.

[11] 嚴(yán)永謀, 孟 奇, 崔毅琦, 朱 坤, 楊 富, 楊同正. 硫脲浸金技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 黃金, 2014, 35(2) : 50?53. YAN Yong-mou, MENG Qi, CUI Yi-qi, ZHU Kun, YANG Fu, YANG Tong-zheng. Current study situations of gold leaching technology by thiourea[J]. Gold, 2014, 35(2): 50?53.

[12] 張朝能. 水體中飽和溶解氧的求算方法探討[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 1999 , 12(2): 57?58. ZHANG Chao-neng. Study on calculation method of saturation values of dissolved oxygen in waters[J]. Research of Environmental Sciences, 1999, 12(2): 57?58.

[13] 茆晴生. 高密度養(yǎng)魚增氧方法分類與溶解氧超飽和度及水中氣泡直徑大小閾值的關(guān)系研討[J]. 漁業(yè)機(jī)械儀器, 1987, 4: 3?5, 9. MAO Qing-sheng. Deliberation of the relation between classification of aerating methods for high density fish farming and supersaturation of dissolved oxygen and a value range of air bubbles in the water[J]. Fishery Machinery and Instrument, 1987, 4: 3?5, 9.

[14] 羅永紅, 韋真周. 活性炭富集?原子吸收分光光度法測定金[J]. 濕法冶金, 2014, 33(4): 332?334. LUO Yong-hong, WEI Zhen-zhou. Determination of gold by activated carbon adsorption-atomic absorption spectro- photometry[J]. Hydrometallurgy of China, 2014, 33(4): 332?334.

[15] 劉有才, 朱忠泗, 符劍剛, 李麗峰, 林清泉, 李志輝. 某金礦石的石硫加堿催化合劑法浸金研究[J]. 稀有金屬, 2013, 37(1): 123?129. LIU You-cai, ZHU Zhong-si, FU Jian-gang, LI Li-feng, LIN Qing-quan, LI Zhi-hui. Leaching gold ores by lime-sulphur- synthetic-solution with alkali-catalyzed process[J]. Chinese Journal of Rare Metals, 2013, 37(1): 123?129.

[16] 袁金華, 王有樂. 清水充氧實驗中飽和溶解氧值確定方法的探討[J]. 水資源保護(hù), 2008, 24(2): 79?81. YUAN Jin-hua, WANG You-le. Saturation values of dissolved oxygen in oxygenated clean water experiments[J]. Water Resources Protection, 2008, 24(2): 79?81.

[17] WEI Da-wei, CHAI Li-yuan, ICHINO R, OKIDO M. Gold leaching in an alkaline thiourea solution[J]. Journal of the Electrochemical Society, 1999, 146(2): 559?563.

(編輯 李艷紅)

Gold leaching of alkaline thiourea under oxygen supplementation

BAI An-ping, SONG Yong-sheng, LI Wen-juan, QU Wei

(National Engineering Laboratory of Biohydrometallurgy,General Research Institute of Nonferrous Metals, Beijing 100088, China)

During alkali thiourea Au-leaching process, the oxidation potential of the solution is needed to be adjusted by oxidation reagents. The oxidation potential should be higher than 0.38 V, which is the potential for gold to dissolve, and to form Au[CS(NH2)2]2+. However, the thiourea will be decomposed rapidly if the oxidation potential level is too high. In alkaline solution, the standard electrode potential of oxygen is 0.40V, which indicates that theoretically oxygen in the air is an economical oxidant for alkali thiourea Au-leaching system. The use of oxygen as oxidant is negatively impacted due to the low saturation and the slow natural dissolution rate of oxygen in water. The bubble generation type was changed by adding spiral air ducts or microporous material at the bottom of agitating leaching tank, and then the alkali thiourea Au-leaching system for low grade gold ore was studied under the condition of continuous oxygen supplementation (oxygen used as oxidant in the air). The change of bubble generation not only increases the oxygen transfer rate from air to water, but also improves the mixing effect. The test results show that the stronger the oxygenation capacity of the leaching system is, the better the leaching effect of gold with alkaline thiourea will be. Under condition of the same aeration rate, the foaming efficiency of microporous material with the highest leaching rate is the best. Within a certain range, the gold leaching rate increase with the aeration rate increasing, but an extremely high aeration rate will decrease the gold leaching rate.

oxygen supplementation; alkaline; thiourea; gold leaching

Project(51504031) supported by the National Natural Science Foundation of China

2016-06-28;

2017-04-07

LI Wen-juan; Tel: +86-10-82241312; E-mail: juanzi88888@126.com

10.19476/j.ysxb.1004.0609.2017.11.23

1004-0609(2017)-11-2363-07

TD953

A

國家自然科學(xué)基金資助項目(51504031)

2016-06-28；

2017-04-07

李文娟，高級工程師，碩士；電話：010-82241312；E-mail: juanzi88888@126.com