用硫脲從低品位尾礦中提取金的試驗研究

許世偉，王建英，鄭 升，鄭春麗

（1.內蒙古科技大學 數理生物工程學院生物質能源化利用重點實驗室，內蒙古 包頭 014010；2.內蒙古包頭市泉山金礦，內蒙古 包頭 014012）

據報道，我國品位在0.5g／t以上的含金尾礦資源達10億t［1］，隨著金礦資源的日益匱乏，從尾礦中回收金越來越受重視，但目前還沒有從尾礦中回收金的成熟技術。本試驗旨在探求一種從尾礦中回收金的高效、清潔方法。硫脲浸金速度快、選擇性好，適用于處理難處理金礦石［2－5］。試驗研究了用硫脲從含金尾礦中浸出金。

1 試驗原料、方法

試驗所用含金尾礦取自內蒙古包頭市泉山金礦，粒度－200目，化學組成見表1。

表1 尾礦化學組分質量分數 %

首先對含金尾礦進行焙燒，然后按一定液固體積質量比將尾礦與一定質量濃度的硫脲溶液混合，加入一定量Fe2（SO4）3，攪拌均勻，用濃硫酸調節pH，用超聲波處理一定時間后攪拌60min。濾出溶液，用原子吸收法測定其中金的質量濃度，計算金浸出率。

浸出裝置為不銹鋼槽，底部裝有4個超聲波發射器，攪拌裝置為六葉圓盤渦輪攪拌器。

2 酸性硫脲浸金原理

酸性硫脲溶解金的基本反應為

由于 Au［SC（NH2）2］2＋／Au的電位（0.36 V）比 Au＋／Au的電位（1.68V）低的多，因此金在酸性硫脲溶液中易氧化溶解。

酸性硫脲溶解金的過程中，有氧化劑Fe3＋存在時，反應過程為

氧化劑Fe3＋的存在使硫脲溶解金的速率大大提高，但Fe3＋過量時，Fe3＋不但會氧化金，同時也會氧化硫脲：

所以Fe3＋的量要嚴格控制。

3 試驗結果與討論

3.1 液固體積質量比對金浸出率的影響

硫脲質量濃度15g／L，Fe2（SO4）3質量分數為0.4%，用濃硫酸調pH為2.0，浸出溫度25℃，超聲處理40min，浸出60min。液固體積質量比對金浸出率的影響試驗結果如圖1所示。

圖1 液固體積質量比對金浸出率的影響

由圖1可知，增大浸出時的液固體積質量比，金浸出率變化不大。液固體積質量比不宜太高，綜合考慮，以2∶1為宜。

3.2 浸出溫度對金浸出率的影響

硫脲質量濃度15g／L，Fe2（SO4）3質量分數為0.4%，用硫酸調pH為2.0，超聲波處理40 min，浸出時間60min，液固體積質量比為2∶1。溫度對金浸出率的影響試驗結果如圖2所示。

圖2 浸出溫度對金浸出率的影響

由圖3可知，溫度對金浸出率影響較大：溫度在25～45℃之間，金浸出率隨溫度升高變化不大；溫度超過45 ℃后，由于硫脲開始分解，濃度開始下降，因而金浸出率也隨著下降。綜合考慮，溫度不宜過高，適宜的溫度確定為25～45℃。

3.3 體系pH對金浸出率的影響

硫脲質量濃度15g／L，Fe2（SO4）3質量分數0.4%，浸出溫度25℃，超聲波處理40min，浸出時間60min，液固體積質量比2∶1。體系pH對金浸出率的影響試驗結果如圖3所示。

圖3 pH對金浸出率的影響

由圖3可知：pH在1.0～3.0之間變化時，對金浸出率影響不大；pH高于3.0時，金浸出率明顯降低。這是因為，pH在1.0～3.0之間時，硫酸濃度較大，起調節電位作用的同時還保護硫脲防止其分解；而pH高于3.0后，硫酸濃度下降，硫脲受保護作用降低，開始發生水解，消耗量增大，金浸出率降低。綜合考慮，確定pH為2.0。

3.4 硫脲質量濃度對金浸出率的影響

Fe2（SO4）3質量分數為0.4%，用硫酸調pH為2.0，浸出溫度25℃，超聲波處理40min，浸出時間60min，液固體積質量比2∶1。硫脲質量濃度對金浸出率的影響試驗結果如圖4所示。

圖4 硫脲質量濃度對金浸出率的影響

由圖4看出：隨硫脲濃度增大，金浸出率逐漸提高；硫脲質量濃度為15g／L時，金浸出率達最大；繼續增大硫脲質量濃度，金浸出率幾乎不變。這是因為，當硫脲質量濃度達到一定時，已經可以使浸出反應充分完成。因此，綜合考慮，硫脲最佳用量確定為15g／L。

3.5Fe2（SO4）3質量分數對金浸出率的影響

硫脲質量濃度15g／L，Fe2（SO4）3質量分數為0.4%，用硫酸調pH為2.0，浸出溫度25℃，超聲波處理40min，浸出時間60min，液固體積質量比2∶1。Fe2（SO4）3質量分數對金浸出率的影響試驗結果如圖5所示。

圖5 Fe2（SO4）3質量分數對金浸出率的影響

由圖5可知：隨Fe2（SO4）3質量分數增大，金浸出率升高；但Fe2（SO4）3質量分數過高時，金浸出率反而降低。這是因為適量的Fe3＋會促進硫脲溶解金的過程，金浸出率會提高；而當Fe3＋用量過大時，發生反應（3），Fe3＋與硫脲發生氧化還原反應，消耗硫脲，使金浸出率下降。

3.6 超聲波處理時間對金浸出率的影響

硫脲質量濃度15g／L，Fe2（SO4）3質量分數為0.4%，用硫酸調pH為2.0，浸出溫度25℃，液固體積質量比為2∶1。超聲波處理時間對金浸出率的影響試驗結果如圖6所示。

圖6 超聲波處理時間對金浸出率的影響

由圖6看出：在總浸出時間相同（60min）條件下，隨超聲處理時間延長，金浸出率相應增大；超聲處理40min后，金浸出率變化不大，趨于平穩。這是因為浸出剛開始時，體系中硫脲濃度相對較高，超聲作用會使物質擴散速率大大加快，故金浸出率增長迅速；而隨著反應的進行，體系中硫脲濃度及金的含量都在降低，即使有超聲作用，反應速率也開始慢慢降低，金浸出率趨于穩定。

3.6 綜合試驗

根據條件試驗結果，控制液固體積質量比為2∶1，浸出溫度25℃，體系pH為2.0，硫脲質量濃度為15g／L，Fe2（SO4）3質量分數為0.4%，超聲處理40min，攪拌浸出60min，進行綜合試驗。試驗結果表明，金浸出率可達77.50%。

4 結論

用酸性硫脲體系從低品位氰化尾礦中浸出金是可行的，最佳條件下，金浸出率可達77.50%。該方法流程簡短，操作方便，試劑無毒，對于低品位含金尾礦的處理是一種可供選擇的方法。

［1］衣成玉，楊玉潔，任向軍.某黃金尾礦再回收金選礦試臉研究［J］.金屬礦山，2010（增刊）：817－819.

［2］朱萍，古國榜.從酸性硫脲浸金溶液中回收金的方法［J］.黃金，2001，22（11）：28－32.

［3］和曉才，謝剛，李懷仁，等.用加壓氧化－硫脲浸出法從滇西低品位金礦石中回收金［J］.濕法冶金，2012，31（2）：99－102.

［4］王艷麗，黃英.硫脲提金技術發展現狀［J］.濕法冶金，2005，24（1）：1－4.

［5］范斌.礦石中金的硫脲浸出研究［J］.濕法冶金，1999（2）：23－25.