硫代硫酸盐浸金中硫代硫酸盐稳定性研究状况_字富庭

关键词： 硫代硫酸盐； 浸金； 稳定性； 铜氨络离子； 铁离子 中图分类号： TF831 文献标识码： A
doi： 10. 3969 / j. issn. 10057854. 2012. 03. 010
STUDY DEVELOPMENT OF THIOSULFATE STABILITY IN GOLD LEACHING
缓冲剂的使用
1
铜氨体系的改进
铜氨络离子研究起步较早， 同时其使用条件和
由于溶解在水中的 CO2 能促使 Na2 S2 O3 分解，
〔18 〕 影响溶液的稳定性 。 Na2 S2 O3 + CO2 + H2 O→NaHSO3 + NaHCO3 + S
硫代硫酸盐在弱碱性条件下稳定存在要求一致 ， 此 外大多矿石伴生铜元素， 其来源较为便利， 在浸金过
而铜以游离铜离子存在仅仅发生以下反应 ： 5－ 2Cu2 + + 8S2 O3 2 － →2［ Cu（ S2 O3 ） 3］ + S 4 O6 2 － （ 4） ［ Cu （ S2 O3 ） 3］ 难以被水中 在无氨存条件下， 的溶解氧氧化成 Cu 耗。 1. 1. 3
2+ 5－
， 因而硫代硫酸盐不会持续消
〔19 〕
李汝雄等
研究表明在 pH 较低时（ 约 8. 10 ） ， 硫代
硫酸盐消耗率较小， 但当 pH 到 10. 10 以后， 消耗率 会明显增大。这是由于在较低 pH （ 小于 8. 0 ） ， 氨主 要以铵根离子的形式存在， 无法与铜离子络合形成
字富庭等： 硫代硫酸盐浸金中硫代硫酸盐稳定性研究状况
· 35·
， 在一定氮 但 气氛中浸金可以明显降低硫代硫酸盐的消耗率 ， 通过氧气与氮气氛对比试验发现 同时浸金率也有明显下降。 白成庆
〔23 〕
〔22 〕
2+ ［ Cu（ NH3 ） 4］ + 4OH －
（ 12 ）
研究结果表
Na2 SO3 的加入可以防止金银表面 由上式可知， 有利于提高浸金反应速率。 上硫和硫化物的沉积， 另有试验研究表明 若浸金液中含有大量的硫离 子或浸金矿石为硫化矿， 则在其溶液中加入亚硫酸
2－ 铜 氨 络 离 子 与 溶 液 中 的 CO3 形 成 Cu 碱 性， （ NH3 ） 2 CO3 ， Cu2 CO3 （ OH ） 2 等物质， 减少了铜氨络
研究工作较多可归结为两个大的方面： 一是改善热 主要通过改变溶液条件来改变硫代硫酸 力学平衡， 盐氧化反应平衡体系， 及控制溶液的电位等； 二是从 控制铜离子浓 动力学角度包括控制溶液中酸碱度， 度。 1. 1 浸金液离子浓度调节 1. 1. 1 Cu（ Ⅱ） 的浓度 童雄等
〔313 〕
， 主要问题是金在纯硫代硫酸盐溶液中溶
2+
解很慢， 加入铜离子可加速金的溶解， 为了稳定铜离 研究者多采用 Cu 子， － NH3 － S2 O3 2 － 体系， 这也是 目前标准硫代硫酸盐浸金体系。 虽然加入铜氨络离子能促进金的溶解， 但也导 致试剂消耗急剧上升。这是由于硫代硫酸根是一种 亚稳定状态硫氧化物， 仅在中性和弱碱性条件下能 稳定存在。因此在硫代硫酸盐浸金体系中， 不但涉 及金的氧化溶出以及与硫代硫酸根离子的络合反
0210 收稿日期： 2012基金项目： 国家自然科学基金项目（ 51064013 ） ； 云南省自然科 学基金项目（ 2011FB031 ） ； 云南省教育厅基金重点项目（ 2001Z018 ） 作者简介： 字富庭， 讲师， 博士研究生， 从事应用化学与矿物加工 教学工作。
〔2 〕 〔1 〕
具有产业化前景的方法。国内外科研机构开展了大 量研究工作，美国 Newmont 矿业公司还曾做过工业 试验
〔26 〕
明在初始阶段有氧和无氧状态下浸金量基本没有差 3 h 后与空气相通的一份浸金液的浸金量要略 别，
2+ Cu （ NH3 ） 4］ 无氧的浸金液中［ 逐渐消耗， 没有 高， 足够的氧将还原产物氧化为铜氨络离子， 导致浸金
盐可能会发生如上反应， 有助于促进体系中 Cu2 S 生 CuS 沉淀的溶解， 保证体系稳定， 利于浸金。 但 成， 由于 SO3 SO3 多，
摘 要： 阐述了硫代硫酸盐浸金过程中保持浸金试剂稳定性的主要方法，包括标准氨性硫代硫酸盐
浸金体系的改进和非铜氨体系 。标准氨性硫代硫酸盐浸金体系的改进主要通过加入螯合剂控制溶液中 控制溶解氧、 改变溶液离子强度和加入相关硫氧化合物等方式， 非铜氨体系主要讨 铜氨络离子的浓度、 论了铁螯合物， 同时概括了研究发展趋势 。
2+ 程 中，在 氧 气 作 用 下 ［Cu （ NH3 ） 4 ］ 与 ［Cu 5－ （ S2 O3 ） 3］ 之间处于循环状态， 因而关于铜氨体系
（ 5） 且水中的 CO2 还能降低溶液 pH 值， 利于硫细 菌生长， 造成溶液中硫代硫酸盐的损失， 为使硫代硫 在配制溶液时加入少量 Na2 CO3 ， 使 酸盐溶液稳定， 之形成缓冲溶液以控制溶液的 pH 值为 9 ～ 10 ， 因此 碳酸根离子经常作为硫代硫酸根离子的稳定剂 。段 〔19 〕 加入 Na2 CO3 对硫代硫酸盐消 玲玲等 研究证明， 耗影响并不明显， 还会导致浸金量有所降低。 在浸 金条件下， 溶液含有大量的铜氨络离子， 且溶液中为
〔17 〕
研究试验结果表明 Cu（ Ⅱ ） 的浓度越
2+
Cu （ NH3 ） 4］ 加 大， 硫代硫酸盐消耗率就越大。 ［ 从而影响了浸金速 入也会导致阴极特性发生改变， 率。必须控制铜离子用量， 才能控制硫代硫酸盐的 〔12 〕 消耗。姜涛等 为了控制铜离子浓度对消耗的影 响， 采用不外加铜离子的方法， 利用氨和矿石中的铜 反应所产生的铜氨离子作为氧化剂， 达到了控制硫 代硫酸盐消耗目的， 并得到了较为广泛的应用。 1. 1. 2 pH 值 童雄
］
－ 2 （ n － 3 /2 ）
+ S 4 O6
2－
（ 1） “铜则认为 氨氧” 中
Byerley 等〔15〕推测 S2 O3 2 － 通过形成“铜氨氧” 中间体氧化，M. I. Jeffrey 等
〔16 〕
+ S4 O6 2 － + 8NH3 4 ［Cu （ S2 O3 ） 3 ］ （ NH3 ） 4］ + 12S2 O3
2－ 2－ 在体系中会被氧化， 若 SO3 加入量过 2－ 会消耗大量的溶解氧变成 SO4 ， 溶液中 的铜氨络离子等也会受到亚硫酸盐的影响 ： 2－
2－ S 4 O6 2 － ， S5 O6 2 － 及 SO3 2 － 等， 产物可能有 S3 O6 ， 最 2－ 终氧化产物为 SO4 。 但其反应历程仍然不清楚。
Senanayake〔14〕 认 为 铜 离 子 通 过 以 下 反 应 氧 化 S2 O3 2 － 生成 S4 O6 2 － ： 2［ Cu （ NH3 ） p （ S2 O3 ） n］－ 2（ n － 1） → 2［Cu （ NH3 ） （ S 2 O3 ）
2+ 5－ 2－
（ 2） + O2 + 16NH3 → 4 ［Cu （ 3）
而是通过“铜氨硫代硫酸根 ”中间体 间体不存在， ， ， 氧化 因此其反应机理不清 难以有效调控反应进 程。 由于标准氨性硫代硫酸盐浸金体系存在试剂消 耗大、 硫代硫酸盐降解产物众多、 浸金溶液成分复 金的回收等问题， 目前尚无法产业化生产。控制 杂、 试剂消耗率是该技术产业化前需要解决的首要问 题。为了解决这一问题， 研究者主要从两方面入手。
ZI Futing1 HE Suqiong1 HU Xianzhi1 ZHANG Wenbin2
（ 1. Faculty of Science， Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093 ，China； 2. Faculty of Land and Resource Engineering， Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093 ，China） ABSTRACT： The main approaches of maintaining gold leaching reagent stability during thiosulfate gold leaching procedure are described，including the improvement of standard ammoniathiosulfatecopper system and noncopperammonia system in thiosulfate solutions. The improvement of standard ammonium thiosulfate gold leaching system is mainly realized by adding chelant to control the content of copperammonia complex ion，control the dissolved oxygen，and change the solution iconic strength，or adding related oxygen sulfur compounds. The noncopperammonia system is mainly iron chelate. The paper summarized the research development trend as well. KEY WORDS： thiosulfate； gold leaching； stability； copper ammonia collaterals ion； iron ion 长期以来， 氰化法是黄金提取的最主要方法 。 但由于环保问题， 近来一些国家和地区禁止使用氰 化物提取黄金 。此外氰化法选择性差， 对杂质敏 － ， Au （ CN ） “ ” 感 且 在炭上吸附造成 劫金 现象， 使 2 得氰化法对于复杂金矿难以有效处理 。 硫代硫 酸盐由于对环境友好、 对一些贱金属不敏感、 浸金速 度快等优点， 在试剂消耗量不高条件下， 硫代硫酸盐 。 浸金比氰化物便宜 因而被认为是取代氰化法的最