硫脲法提金.doc

硫脲法提金(硫脲又称为硫化脲素（H2NCSNH2），是一种有机化合物。其粉末晶体易溶于水，25时在水中的溶解度为142g/L，水溶液呈中性，无腐蚀性。硫脲的重要特性是在水溶液中能与过渡金属离子生成稳定的络阳离子，反应的通式可写成：Menx（Thio）Me（Thio）xn式中 Thio硫脲；n化合价；x配位数。硫脲作为一种强酸位体，可以通过氮原子的非键电子对或硫原子与金属离子选择性结合。Au（I）硫脲络阳离子（Au（Thio）2）的阳离子性质与对应的氰络阴离子（Au（CN）2）性质完全不同。虽然前者的稳定性比后者稍差，但除Hg（Thio）42比Au（Thio）2稳定外，其他金属（如Ag、Cu2、Cd2、Pb2、Zn2、Fe2、Bi3）的硫脲配合物都不如Au（Thio）2稳定，故硫脲对Au具有较好的选择性。硫脲在碱性溶液中不稳定，易分解生成硫化物和氨基氰，氨基氰水解则生成尿素，反应式为：SC（NH2）22NaOH=Na2SH2NCN2H2OH2NCNH2O=CO（NH2）2硫脲在酸性溶液中具有还原性能，易被氧化生成二硫甲脒（简写为RSSR），而二硫甲脒进一步氧化、分解成为氨基氰和元素硫，反应试为：2SC（NH2）2=（SCN2H3）22H2e（SCN2H3）2=SC（NH2）2H2NCNS溶液中的硫脲随介质酸度增高而趋于稳定。当介质的pH1.75时，高浓度的硫脲容易氧化，故浸取金时宜使用稀硫脲的酸性溶液。当介质的pH1.75时，硫脲则会发生水解，导致硫脲的消耗量增大和金的浸出速率减慢。由于（SCN2H3）2/SC（NH2）2标准电位为的标准电位为0.42V，而SO42/H2SO4的电位为0.17V，故使用硫酸介质作为pH调整剂，可调整所要求的pH值，并防止硫脲氧化。鉴于硫脲溶液加热时会发生水解，故硫脲浸金时温度不宜过高，而且在酸制矿浆时，应向矿浆中加硫酸之后再加入硫脲，以避免矿浆局部温度过高而造成硫脲的水解损失。硫脲浸金必须使金从零价态氧化成为1价的氧化态。在酸性溶液中有氧化剂，如过氧化氢、高铁离子等存在时，将金氧化的同时硫脲也被氧化。硫脲首先是被氧化成二硫甲脒，此反应是可逆的。当溶液的电位过高时，二硫甲脒会进一步被氧化成氨基氰、硫化氢和元素硫。因此，要严格控制硫脲浸出时的电位，尽量减少硫脲的氧化损失。硫脲浸金的基本反应可以表示为：金的氧化 Au=Aue E=1.69V硫脲溶解金 Au2（Thio）Au（Thio）2e E=0.38V二硫甲脒的生成 2（Thio）=RSSR2H2e E=0.42V金与二硫甲脒的反应 AuRSSR2HeAu（Thio）2 E=0.04V在含Fe3溶液中，Fe3起氧化剂的作用Fe3e=Fe2 E=1.69VAu2（Thio）Fe3Au（Thio）2Fe2 E=0.38V为使硫脲浸金过程顺利进行，需引入适当的氧化剂，如氧气、二氧化锰、过氧化氢、高价铁盐等，并控制溶液的氧化还原电位在140mV左右，使之产生适量的二硫甲脒，而又不使硫脲过多分解。因此，也有在浸出后期用通入SO2还原剂的方法，以避免二硫甲脒进一步氧化，并使部分二硫甲脒还原，减少硫脲的损失。下面简要介绍硫脲浸金的几个较典型的研究结果。一、硫脲浸出黄铁矿金精矿为开发美国加州Jamestown矿，Bacon Donaldso联合公司承担对Sonora黄铁矿金精矿进行了三周750g/h规模的硫脲浸出中间工厂试验；Wright工程设计公司根据中间工厂试验数据，估算了采用硫脲浸出和铝粉置换沉淀法回收金的工业生产成本。硫脲浸出由两个浸出段组成，每段有6个串联的浸出槽，每个浸出槽的容积为2L。两段浸出（每段浸出2h），金的浸出率达96%。浸出的最佳工艺参数是：40，矿浆浓度40%固体，硫脲5g/L（其中约20%50%被氧化成二硫甲脒），硫酸15g/L。使用添加H2O2氧化剂和通入SO2气体还原二硫甲脒的方法来控制溶液的氧化还原电位，用铂甘汞电极通过4个电位控制器进行监控。在每个浸出段的第一个浸出槽中加入5%H2O2保持氧化条件，在第三个和第五个浸出槽中通入SO2气体保持还原条件。浸出液再用SO2气体还原，使其中的二硫甲脒全部还原成硫脲，然后用雾化铝粉置换法从溶液中回收金，铝粉加入量为600mg/L，反应时间30min，金的置换回收率为99.5%，过滤后溶液返回浸出用。该工艺的硫脲消耗量是：当第一段溶液的50%返回到第二段时，硫脲耗量为4.1kg/t；如果溶液的返回量增加到80%时，硫脲耗量为1.9kg/t。其他试剂消耗量为：硫酸11.0kg/t、H2O21.7kg/t、SO23.2kg/t、铝粉0.75kg/t。Wright公司估算一个日处理200t金精矿的硫脲浸出工厂的费用是：总投资240万美元，年生产黄金13万oz，年总操作费1500万美元（11.57美元/oz）。二、硫脲浸出含金的黄铜矿精矿加拿大魁北克地区有含金黄铜矿精矿，含Au5153g/t，Ag87g/t，Cu17%，Fe35%；主要矿物是黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿及少量的石英、绿泥石等。采用硫脲浸出的试验条件是：磨矿粒度100%325mesh，矿浆浓度20%，25，2h，硫脲6g/L（0.013mol/L），硫酸0.178mol/L。用O2（1L/min）作氧化剂时，金浸出率为92%；用Na2O2（2g/L）作氧化剂时，金浸出率为82%；用O3（1g/L）作氧化剂时，浸出时间30min，金浸出率达95%，浸出速度大大加快。三、硫脲浸出含金的锑精矿澳大利亚新南威尔士的含金辉锑矿，含Sb4.5%和Au9g/t。经重选富集后得辉锑矿精矿，含金品位提高到2kg/t，由于用氰化法处理效果不佳，曾试验用硫脲浸出法处理。当硫脲消耗量为2kg/t时，金的浸出率85%。我国湖南含金锑精矿，含Au60.4g/t，Sb31.7%，S30.81%，曾试验用酸性硫脲浸出法处理，然后用铁粉置换金。经一段浸出6h，金的浸出率为40.9%，锑基本上不被浸出，达到金、锑分离的目的。四、硫脲浸出含砷锑硫的浮选金精矿加拿大Lakefield研究所对含砷锑硫浮选金精矿（含Au75g/t），先用加压氧化浸出法预处理脱砷后，然后对此含有Fe3的酸性矿浆直接用硫脲浸出，在浸出过程中Fe3起氧化剂的作用。金的浸出率是随着硫脲浓度由2g/L增到10g/L、温度由15升至40而不断提高。往矿浆中通入适量的SO2气体，使溶液电位保持在200250mV范围内，这时金的浸出率可达96%98%。五、硫脲浸出铁板置换步法提金我国黄金研究所对广西龙水金精矿提出了硫脲浸出铁板置换一步法提金的新工艺，即酸性硫脲浸出金与铁板置换沉淀金同在一个装置内完成。该工艺曾在现场进行了工业试验，其主要操作条件和技术经济指标如下：处理能力为10t/d，磨矿粒度94%325mesh，矿浆浓度33%，金精矿品位（Au2535g/t，Fe39.4%，S43.87%，As0.28%。C0.996%）,硫脲用量4kg/t，硫脲起始浓度0.2%，硫酸用量50kg/t，溶液pH=11.15，浸出置换时间共10h，铁板置换面积2.2m2/m3，金泥擦洗间隔时间2h，金泥擦洗间隔时间2h，金泥品位1%3%，金泥产率0.5%0.7%，尾矿品位0.300.35g/t，贵液品位16.51g/L，贫液品位0.166g/L，金浸出率91.45%，金置换率98.94%，硫脲单耗3.79kg/t，硫酸单耗47.3kg/t，单位成本75.3元/t矿。存在的主要问题是：硫脲消耗量高、金泥品位低以及金的实收率较低等。硫脲浸金法具有无毒、浸出速度快等明显优点。但由于硫脲试剂单耗量过高，在经济上尚难于与常规氰化浸金法相竞争，因此有待做更多的工作以取得新的突破。 简介：硫脲又名硫化尿素，分子式为SCN2H4，白色具光泽菱形六面体，味苦，密度为1。405克/立方厘米，易溶于水，水溶液呈中性。硫脲毒性小，无腐蚀性，对人体无损害。硫脲能溶金为试验所证实，在氧化剂存在下，金呈.硫脲又名硫化尿素，分子式为SCN2H4，白色具光泽菱形六面体，味苦，密度为1。405克/立方厘米，易溶于水，水溶液呈中性。硫脲毒性小，无腐蚀性，对人体无损害。硫脲能溶金为试验所证实，在氧化剂存在下，金呈Au（SCN2H4）2+络阳离子形态转入硫脲酸性液中。硫脲溶金是电化学腐蚀过程，其他化学方程式可用下式表示：Au + 2SCN2H4 = Au（SCN2H4）+2 +e选择适宜的氧化剂是硫脲酸性溶金的关键问题，较适宜的氧化剂为Fe3+和溶解氧，因此硫脲溶金的化学反应式可表示为：Au+2SCN2H4 +Fe3+ = Au（SCN2H4）+2 +Fe2+Au +1/4O2 +H+ +2SCN2H4 = Au（SCN2H4）+2 +1/2H2O硫脲溶金所得贵液，根据其所含金量的高低，可采用铁、铝置换或电积方法沉金，金泥溶炼得到合质金。金泥溶炼工艺与氰化金泥相同。硫脲溶金时的浸出率主要取决于介质PH值、氧化剂类型与用量、硫脲用量、矿物组成及金粒大小、浸出温度、浸出时间及浸金工艺等因素。硫脲在碱性液中不稳定，易分解为硫化物和氨基氰。但硫脲在酸性介质中较稳定。因此从硫脲的稳定性考虑，硫脲提金时一般采用硫脲的稀硫酸溶液作浸出剂，而且应该注意先加酸后加硫脲，以免矿浆局部温度过高而使硫脲水解失效。介质酸度与硫脲浓度有关，酸度在随硫脲浓度提高而降低，在常温硫脲用量条件下介质PH值小于1。5为宜，但酸度不宜太大，否则会增加杂质的酸溶量。硫脲溶金时需增加一定量的氧化剂，较为理想的氧化剂为二氧化锰、二硫甲脒、高价铁盐和溶解氧。硫脲酸性液溶金时只要维持矿浆中溶解氧的浓度，高价铁盐可得到再生。硫脲为有机络合物，在酸性液中可以和许多金属阳离子形成络阳离子，除汞外，其他金属的硫脲络阳离子的稳定性小，因此硫脲酸性液溶金具有较高的选择性。但原料中的铜、铋氧化物会酸溶，并与硫脲络合而降低硫脲浸金效果和增加硫脲用量，原料中含较多量的酸溶物（如二价铁、碳酸盐、有色金属氧化物等）和还原性组分时会增加氧化剂及硫酸的消耗，并降低金的浸出率。但铜、砷、锑、铅等硫化矿物对硫脲溶金的有害影响较小，因此硫脲酸性液溶金可以从复杂的难选金矿物原料选择性提取金银。金粒大小是影响金浸出率的因素之一。硫脲溶金速度随浸出温度上升而提高，但硫脲的热稳定小，温度过高易发生水解而失效，矿浆温度不宜超过55度，一般在室温下进行硫脲提金