硫脲法处理难浸金矿石

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摘 要 随着近年对难浸含金矿石处理的需要，以及对环境保护的需求，无毒代氰提金工艺方法有了新发展，其中硫脲浸金工艺以其独特的优点得到广泛认可。此方法的研究意义主要有两方面：一是由于硫脲浸金工业需要在酸性条件下进行，对含硫高砷难处理金矿石，氰化法是无效的，我们可以通过预处理可以改变被浸金矿物颗粒的表面状态，从而提高浸出率；二是硫脲作为无毒试剂可替代氰化工艺中的剧毒药剂氰化钠，来达到消除环境污染的目的。本文主要是对难浸矿石的硫脲提金工艺进行探讨总结与发展展望。

关键词 代氰试剂；硫脲提金；难浸含金矿石

中图分类号TD98 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）101-0138-02

0引言

当今随着金矿石的开采，世界黄金资源的总体来说是富矿、易处理矿日益减少和枯竭，而复杂矿、难处理矿逐渐成为黄金生产的主要资源。在我国已经探明的黄金储量中，约1/3属于复杂矿、难处理矿，而这一比例也将随富矿、易处理矿的开采而进一步增加，所以现在金矿开发研究的当务之急是寻找一种高效、快速、无毒、方便的浸金试剂。近几年新研究发现的浸出试剂有酸性硫脲、硫氰酸盐、硫代硫酸盐等以其低毒、高选择性的优点可以代替氰化钠来做浸金试剂，本文主要探讨硫脲浸金工艺。

1 难浸金矿石的硫脲浸金工艺

1.1 难浸金矿石的预处理

难浸金矿石，又称难处理金矿石，通常指经打细研磨后仍有相当一部分金不能用常规氰化法有效浸出的金矿石。一方面，这类金矿石中的金或被毒砂包裹、或是与黄铁矿硫化物结合，微金本身镶嵌在一些矿物质的晶格中，难以被浸取剂所接触而溶解出来；另一方面，矿物质中的有害成分（如砷、硫等）在浸出的过程中容易产生化学钝化，这类矿石要先预处理，将嵌于难浸含金矿石毒砂晶格中的微粒状态的金出来，之后进行金的浸取溶解。矿石的预处理较为系统的研究源自“九五”国家科技攻关项目，长春黄金研究院、北京有色金属研究院等科研院所对氧化焙烧工艺、碱性热压氧化工艺和细菌氧化工艺这三大项预处理工艺进行科技攻关并且取得阶段性研究成果。以下是几种常见的预处理方法：

1.1.1焙烧氧化法

焙烧氧化法是目前预处理难浸金矿石最有效的方法之一，通过高温充气将包裹金的硫化物分解为多孔的氧化物，从而暴露矿石中的金粒，焙烧法是一种成熟的预处理方法，该方法技术可靠，适应性强，但是传统的焙烧法会产生大量二氧化硫、三氧化二砷等有害气体，对环境造成污染；炉气收尘净化装置复杂，需较高操作费用。目前发展了加盐固硫、砷焙烧法，减轻了尾气净化与除尘负担。

1.1.2生物氧化法

生物氧化法是近年来发展的预处理难浸金矿石的重要方法之一。它是利用细菌氧化矿石中包裹的金的硫化物和砷化物从而使金粒出来的预处理方法，既可让浸矿细菌附着于矿石表面，与硫化矿物直接作用，也可利用细菌新陈代谢所产生的三价硫酸高铁盐来氧化包裹金的硫和砷。此方法对环境友好、对硫化物包裹型金精矿适应性强、流程简单、成本低，但对因浸矿细菌对矿浆浓度、酸碱度、温度要求苛刻、氧化处理慢而造成生产率低、生产周期长。

1.1.3 化学氧化法

化学氧化法是向通过矿浆体系中添加强氧化剂来氧化预处理含金矿石的方法，除去金粒表面的包裹体，使金粒暴露解离。分为氯化氧化法、电化学氧化法、硝酸氧化法、重铬酸钾氧化法。化学氧化法反应速度较快，但是对设备材质要求较高。

1.1.4热压氧化法

热压氧化法是在高温、高压、有氧条件下，加入酸或碱来分解矿石中包裹金的硫、砷化物，以暴露金粒准备下一步浸金。此方法属于湿法工艺，过程中产生的氧化物气体可溶，对环境友好，对于不易浮选富集的金矿石更有效，但是对于含碳高的矿石处理效果不理想，对操作要求较严格。

1.2 难浸金矿石的硫脲浸金工艺

目前从难浸金矿石中提金方法有很多，硫脲法浸金以其环境污染小，浸出速度快，选择性高等优点已成为当今迅速发展的提金工艺。

硫脲浸金时的浸出率受介质PH值、氧化剂类型及用量、硫脲用量、矿物组成、浸出温度、浸出时间、金粒大小及浸金工艺等因素的影响。

1.2.1硫脲浸金的原理

硫脲（CH4N2S）易溶于水，是一种具有还原性质的有机配合剂，可以与许多金属离子形成络合物。硫脲在酸性溶液中硫脲法浸金是在酸性（pH

Au+Fe3++2SC（NH2）2 =Fe2++Au[SC（NH2）2]2++ e

1.2.2 硫脲浸金的主要影响因素

通过研究硫脲用量、氧化剂用量等因素对浸出率的影响关系，可以确定最优的浸出工艺，减小成本、提高浸出率、获得最大的经济、环境效益。

1）硫脲浓度、氧化剂Fe3+浓度的影响

硫脲与金在酸性条件下生成Au[SC（NH2）2]2+，其中Fe3+是有效的氧化剂，在一定范围内，硫脲、Fe3+浓度越高，金的浸出率越高；但若硫脲或者Fe3+过剩，都会使硫脲被氧化为二硫甲眯而损失，一般使硫脲质量分数在0.4%～1%范围内，Fe3+浓度0.008mol/L时浸出效果较理想 。

2）温度的影响

硫脲加热时会发生水解，故硫脲浸金的温度不宜过高，一般以室温20～30oC为宜 。实际生产中，宜先加酸后加硫脲，且分槽加入硫酸和硫脲；或是将酸分批加入，以防矿浆局部过热引起浸出温度升高从而影响浸金效果。

3）浸出时间的影响

硫脲浸金时间太短，反应不充分，影响金的，浸出率不高；时间太长，经济不划算。一般使浸金时间为3h。另外，采用炭浆法、炭浸法提金工艺都可以显著缩短提金时间。

4）酸度的影响

硫脲在酸性溶液中较为稳定，而在碱性溶液中不稳定，易分解为硫化物和氨基氰。因此硫脲提金常在酸液中进行，以PH小于1.5为宜，但酸度不能过大，否则会增加杂质的酸溶量。

5）矿样细度、固液比的影响

矿样细度在-200目时，固液比为1：5（g/ml）浸出效果较好，这样矿样与浸出液充分接触，有利于金粒的溶出。

2难浸金矿石硫脲浸金工艺的优缺点分析与发展前景

2.1难浸金矿石硫脲浸金工艺优缺点分析

硫脲浸金工艺有其独特的优点：金的回收率大大提高且浸金时间明显变短，在经济预算上是可行的；无毒的特性也减少使用的安全隐患，环保；对原料中的杂质不太敏感，铜、锌、砷等不易被溶解，简化了回收工艺；在浸出时，对与其他矿物共生的金、银分解较为彻底。

缺点是：硫脲价格昂贵，消耗量大；提供的浸金体系呈酸性，腐蚀设备，日常维护成本高。

2.2难浸金矿石硫脲浸金工艺发展前景

目前开发利用难浸矿石的提金生产工艺主要是两类：一是矿山选场通过预处理技术或强化浸金措施实现的就地产金方式；另一类是矿山通过采用浮选或其他工艺富集的方式产出金精矿，集中销售到冶炼厂。

就已探明的黄金地质储量而言，我国约有1000吨左右属于难浸金矿，虽然我国难浸金矿所占比例较大，但是开发利用程度相对较低，若能将这一部分金矿有效开采，将创造出可观的经济效应。近期是硫脲浸金工艺发展的黄金时期，国外许多国家对难浸金矿石的硫脲浸金工艺展开了研究，其中澳大利亚、法国、美国、加拿大、巴西以及南非已经有小规模工业试验应用的阶段性成果。我们在自主开发新技术、新工艺的同时，要加大科研投入，并不断借鉴引用国外的先进技术经验，使难浸金矿石的选矿技术实现从实验室研究到工业化生产的跨越式发展。

许多金的应用化学家和冶金学家正在积极大力优化、发展硫脲浸金工艺，以期实现难浸金矿石的硫脲法工业化冶金。如今的研究重点是：1）回收利用硫脲提金废液；2）降低硫脲的合成成本；3）将现代的电、磁、声等物理化学手段与冶金工艺结合，将电脑控制引入浸金过程，实现生产智能化；4）根据金矿石的特点选择适用的、经济的预处理方法和浸出工艺；5）在投入生产时全面考虑，灵活构建以满足不同用户、不同层次、不同规模的开发需求。

参考文献

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