氰化过程的物理化学

＝ 4
2.76105 ＝ 1.83105
6
即
理
：
实
论 验
上 证
： 实
：
[CN ] [O2 ]
[CN ] [O2 ]
＝ 6 时 ，VAu 最大； ＝ 4.6 ~ 7.4 时，VAu 最
大
。
常压、室温下，空气饱和的氰化液中， [O2 ]＝ 8.2 mg / L＝ 0.26103 M
7、低浓度9线与2线相交的区域表示溶解产生氢气， 其它范围则是络合金被还原。
8、线15表示用强氧化剂（双氧水）时氰基的氧化。 9、线11表示生成剧毒的HCN。
图5-1 氰化法溶金的电位—pH图
4
5.2 氰化过程动力学（电化学腐蚀）
阴极区
阳极区
图2 金在氰化物溶液中的溶解
5
氰化溶解的速度主要取决于：
12
5.3.2 搅拌
加强搅拌能加强氰根及氧的扩散，因此可以大大强化氰化过程。
5.3.3 温度
提高温度会增强扩散但同时减低氧的浓度，以及污染环境， 特别是降低浸出液的纯度，增加氰化物损耗。
溶 液 中O2 的 扩 散 速 度 ；
溶
液
中CN
的
扩
散
速
度
。
VAu
2 A DCN DO2 [CN ][O2 ]
{
D CN
源自文库 [CN
]
4 DO2
[O2 ]}
V 反应速度； A 固液相接触面积； D 扩散系数； δ 扩散层厚度。
当[CN
]
低
时
，VAu
＝
1 2
A
D CN
[CN ]＝ K1 [CN ]；
应使 [ CN ]＝ 6 0.26103 ＝1.56103 M，
相当于 NaCN浓度为 0.01% 。
8
5.3 工业条件下影响氰化速度的因素
5.3.1 氰化物浓度和氧浓度 5.3.2 搅拌 5.3.3 温度 5.3.4 金粒大小和形状 5.3.5 矿浆粘度度的影响 5.3.6 金粒的表面薄膜
氰化过程中，金 伴银 生的 组氰 分化 的溶 氧解 化只 分消 解耗 消很 耗少 大量 量的 的OO22。 ；
常温、常压下，水中的 O2 浓度为 5～10 mg/L。
帕丘卡槽(空气搅拌浸出槽) 的 矿 浆 中 O2 浓 度 比 机 械 搅 拌 槽中高 2 ~ 3 倍。
氰化槽中矿浆含氧量与充气时间的关系
第5章 氰化过程的物理化学
5.1 氰化过程热力学 5.2 氰化过程动力学 5.3 工业条件下影响氰化速度的因素 5.4 氰化物水解和保护碱
1
5.1 氰化过程热力学
氰化物溶液溶解金银的机理：
(1) 金溶解反应分两步完成：
第一阶段：溶金、产生 H2O2：实际占85%
O2 ( g) 2H2O 2e ＝ H2O2 2OH
第二阶段：H2O2再用于溶金：实际占15%
H 2O2 2e ＝ 2OH
E o＝- 0.947V
G2o98＝- 182.75kJ
）2Au 4CN - 2e ＝ 2 Au( CN )2
E o＝- 0.61V
G2o98＝- 117.7kJ
——————————
——————————————
2 Au H2O2 4CN ＝ 2 Au( CN )2 2OH
当[CN ]高 时 ，VAu ＝ 2
A DO2
[O2 ]＝ K2 [O2 ]；
6
反应达到平衡时：
VAu
＝
1 2
A
D CN
[CN ] ＝
2
A DO2
[O2 ]
[CN ] ＝ 4 DO2
[O2 ]
DCN
金的溶解速度最大。
温度 ℃ 18 25 27
平均值
表2 氰根和溶解氧的扩散系数
KCN % —
d. 氰化矿浆中应保持一定的 [CN－] 剩余浓度
随
液 固
比增加，NaCN 的消耗也增加。
e. 浸出金银所消耗的氰化物
理论上：1 g Au — 需 0.5 g NaCN；
f. 机械损失 跑、冒、滴、漏、固液分离、洗涤等作业的损失。
氰化作业中，氰化物的用量一般为理论量的 20~200倍。
11
3、氧浓度
9
5.3.1 氰化物浓度和氧浓度
1、矿浆中氰化物的浓度
最佳浓度约为0.01%，但实际中为了消除杂质干扰 一般为：0.02%～0.05%或更浓。
2、氰化物的消耗 a. 氰化物的自行消耗，生成CO32-和NH3。 b. 氰化物水解。
比氰值化与液p中H[值CN的－关]和系[HCN]的10
c. 伴生组分消耗氰化物 铜矿物、硫化铁矿物、砷锑矿物等及其分解产物与CN－反应；
G2o98＝- 235.42kJ
G2o98＝- 16.6kJ
——————————————
4 Au O2 (溶 解) 8CN 2H2O ＝ 4Au(CN )2 4OH
G2o98＝- 406.7kJ
K ＝ 1.821071
金的反应以第一阶段反应为主，但仍然很容易自发进 行，而银则是两个阶段都彻底进行。
DCN- cm2/s 1.72×10-5
DO2 cm2/s 2.54×10-5
0.03
2.01×10-5 3.54×10-5
0.0175
1.75×10-5 2.20×10-5
1.83×10-5 2.76×10-5
DO2 / DCN1.48 1.76 1.26 1.50
7
[CN ] [O2 ]
G2o98＝- 300.46kJ
K ＝ 4.361052
2
(2) 一步溶金反应
O2 ( g) 2H2O 4e ＝ 4OH 2Au 8CN - 4e ＝ 4Au(CN )2 ）O2(溶 解) ＝ O2( g) ——————————
E o＝ 0.401V
G2o98＝ 154.77kJ
E o＝- 0.61V
E o＝- 0.145V
G2o98＝ 27.98kJ
2Au 4CN - 2e＝ 2Au(CN )2
E o＝- 0.61V
G2o98＝- 117.7 kJ
）O2 (溶 解) ＝ O2 ( g)
G2o98＝- 16.6kJ
——————————
——————————————
2Au O2 (溶 解) 4CN 2H2O ＝ 2 Au(CN )2 H2O2 2OH G2o98＝- 106.24kJ K ＝ 4.171018
3
1、氰化物溶液是金、银的良好溶剂和络合物。 2、反应线9、10在线1和2之间的水稳定区。 3、金的络合物离子比银的稳定，溶金比银容易。 4、pH 9-10时9与1、3的垂直距离最大，溶解最
为有利。
5、9及其下边平行线说明，络离子活动低电极电 位低。容易反应。
6、9和10线在1和3线下，氧和双氧水都是推动溶 解的氧化剂。