专利名称：一种稳定的碱性硫脲体系及其选择性浸金方法
技术领域：
本发明涉及一种高稳定性的碱性硫脲体系及其选择性浸金方法，特别是涉及一种由温和氧化剂、碱性硫脲及其稳定剂组成的高效浸金体系，以及用该体系从金矿或含金废料中高效选择性浸金的方法。
背景技术：
自十九世纪发现金能溶解于碱性氰化物溶液以来，黄金的提取冶炼得到了蓬勃发展，尤其是炭浆法、炭浸法、树脂矿浆法和氰化堆浸等先进技术的应用，使氰化提金技术日臻完善。氰化物浸金作为一种经典方法，操作简单、金回收率高、生产成本低，氰化物是目前处理矿物或废金件最有效的浸金试剂，已广泛应用于黄金工业，且占据了统治地位。但因氰化物剧毒，对环境污染危害较大，金的溶解动力学较慢，生产周期长等缺陷，寻找一种高效、无毒代氰浸金试剂已成为该领域研究的热点。
近年来研究开发的一些新的浸金试剂主要有酸性硫脲、硫代硫酸盐、硫氰酸盐等。硫氰酸盐浸金体系在较高电势下易被氧化为硫酸盐、碳酸盐、氨及其质子化物质，并不是合适的浸金剂。硫代硫酸盐溶液自身易被不可逆氧化为系列含硫化合物，使得浸金体系复杂化，严重影响浸金过程的进行。硫脲法提金自从1941年首次报道以来，世界各国对其提金理论及工艺开展了广泛的研究，但仅限于酸性介质。酸性硫脲浸金过程中硫脲首先被氧化为二硫甲脒，其进一步不可逆分解为氨基氰导致了硫脲的过多消耗；硫脲易与金矿中其它金属反应致使其浸金效率降低、溶液再生与净化工序复杂；而且酸性溶液容易引起设备的腐蚀，这些均限制了酸性硫脲的工业化应用。一般认为，硫脲在碱性介质中比在酸性介质中更加不稳定，极易分解为硫化物和氨基氰，有结果报道硫脲溶金时pH值必须小于1.78，否则金不能溶解；即使金在不稳定的碱性硫脲溶液中有极少溶解，也几乎没有实际意义。
发明内容
为了寻求一种更加高效无毒的代氰浸金试剂，克服硫脲提金过程存在的缺点，本发明从解决碱性硫脲的稳定性入手，提供一种碱性硫脲浸金体系，并提供一种利用该体系从含金废料或金矿石中选择性浸金的方法。
本发明依据稳定剂对碱性硫脲起稳定作用的“构效关系”，利用电化学方法优选碱性硫脲的高效稳定剂及氧化剂，组成碱性硫脲体系，利用碱性硫脲体系从金矿和含金废料中选择性浸金。
本发明以低硫含量的金矿、焙砂或含金废料为原料，以碱性硫脲为无毒的代氰浸出剂，以亚硫酸钠或硅酸钠为碱性硫脲的稳定剂，组成高稳定性碱性硫脲体系，浸出过程中以具有适中电势的铁氰化钾为温和氧化剂。亚硫酸钠、硅酸钠以其特定的结构和化学性质与硫脲结合为稳定的环状结构作，在温和氧化剂存在时，硫脲逐步分解为二硫甲脒，二硫甲脒作为强活性氧化剂迅速氧化含金原料中的金使其失去电子，金离子与硫脲形成配位阳离子，迅速溶解进入浸出液，再过滤。浸出液经活性炭吸附回收金后，用容量法分析其中各组分的含量，浓度进行调整后，循环再利用。
高稳定性碱性硫脲体系硫脲浓度0.1～0.2mol·L-1，稳定剂亚硫酸钠浓度0.1～0.25mol·L-1，(或)硅酸钠浓度0.1～0.25mol·L-1；原料与硫脲体系的浸出固液比1∶5～10，氧化剂浓度0.1mol·L-1；浸出条件为pH 10-13，浸出时间3-4小时，浸出在室温下进行。
本发明所用主体设备为带搅拌的浸出反应釜。
本发明适合于含金废料、低硫含量的金矿或硫化矿的焙砂。
本发明的应用从根本上解决了碱性硫脲的稳定性问题，而且成功地实现碱性硫脲从金矿或含金废料中快速、高效、无毒浸金，有利于推动硫脲法的广泛应用，促进黄金工业的持续协调发展。本发明所用试剂硫脲、稳定剂、氧化剂均无毒；碱性硫脲溶液溶金的速度很快，反应只需3-4小时，浸金率达80％；碱性条件下金矿中的伴生金属或废金件的基体金属如Fe，Co，Ni，Cu，Ag等基本不受腐蚀，溶金具有选择性，从浸出液中回收金较为方便；相对于酸性溶液而言，碱性溶液对设备几乎无腐蚀性；设备设计、运行要求低。
图1本发明工艺流程示意图。
图2稳定剂对碱性硫脲溶液开路电势的影响；图3稳定剂对碱性硫脲分解率的影响。
具体实施例方式
实施例1碱性硫脲体系在0.1mol·L-1的硫脲溶液中添加0.25mol·L-1的稳定剂Na2SO3组成一种硫脲体系，添加0.2mol·L-1的稳定剂Na2SiO3组成另一种硫脲体系，调节溶液pH值均为12.5。温度为25℃时，以金电极为工作电极，扫描速度取10mV·s-1考察溶液的开路电势，采用容量法测定硫脲的浓度考察两种体系中硫脲分解率的变化。
随着Na2SO3、Na2SiO3的慢慢加入，0.1mol·L-1碱性硫脲溶液的起始开路电势从-0.2V分别降至-0.25V和-0.29V，且溶液500秒左右即可达到稳定状态，稳定电势均为-0.27V，硫脲的分解率为72.5％。随稳定剂的加入，碱性硫脲分解率逐渐降低；Na2SiO3对碱性硫脲的稳定效果明显优于Na2SO3，当Na2SiO3浓度达到0.2mol·L-1时，硫脲的分解率为33.8％。如图2。
实施例2高稳定性碱性硫脲体系的浸金原料为经过微生物处理后的氧化金矿，主要物相为SiO2，金含量为51.4g/t。浸出工艺的主要步骤如下先往带有空气搅拌和机械搅拌的反应釜中加入一定量的水，在机械搅拌的情况下，依次加入0.25mol·L-1稳定剂Na2SiO3和硫脲0.15mol·L-1，并均匀混合；按固液比1∶10将一定量的氧化金矿倒入反应釜中，与浸出溶液充分混合，再加入计量的氧化剂，并调节溶液的pH值为12.5；停止机械搅拌，开动空气搅拌，在室温下浸出4小时；待反应结束后，进行过滤；浸出液经活性碳吸附，分析后调整各组分浓度，返回进行循环浸出。浸出完成后分析渣中金含量，得到金的浸出率达82.68％。
实施例3高稳定性碱性硫脲体系的浸金原料为经过微生物处理后的氧化金矿，主要物相为SiO2，金含量为51.4g/t。浸出工艺的主要步骤如下首先往带有空气搅拌和机械搅拌的反应釜中加入一定量的水，在机械搅拌的情况下，依次加入0.15mol·L-1稳定剂Na2SiO3和硫脲0.15mol·L-1，并均匀混合；按固液比1∶8将一定量的氧化金矿倒入反应釜中，与浸出溶液充分混合，再加入计量的氧化剂，并调节溶液的pH值为12.5；停止机械搅拌，开动空气搅拌，在室温下浸出4小时；待反应结束后，进行过滤；浸出液经活性碳吸附，分析后调整各组分浓度，返回进行循环浸出。浸出完成后分析渣中金含量，得到金的浸出率为80.47％。
权利要求
1.一种稳定的碱性硫脲体系及其选择性浸金方法，其特征在于以低硫含量的金矿、焙砂或含金废料为原料，以碱性硫脲为无毒的代氰浸出剂，以亚硫酸钠或硅酸钠为碱性硫脲的稳定剂，组成高稳定性碱性硫脲体系，浸出过程中以具有适中电势的铁氰化钾为温和氧化剂，具体工艺参数如下硫脲浓度0.1～0.2mol·L-1，稳定剂浓度0.1～0.25mol·L-1；原料与硫脲体系的浸出固液比1∶5～10，氧化剂浓度0.1mol·L-1；浸出条件为pH10-13，浸出时间3-4小时，浸出在室温下进行。
全文摘要
一种稳定的碱性硫脲体系及其选择性浸金方法。本发明以低硫含量的金矿、焙砂或含金废料为原料，以碱性硫脲为无毒的代氰浸出剂，以亚硫酸钠或硅酸钠为稳定剂，组成高稳定性碱性硫脲体系，浸出过程中以具有适中电势的铁氰化钾为温和氧化剂。本发明从根本上解决了碱性硫脲的稳定性问题，本发明所用试剂均无毒；溶金速度快，反应只需3－4小时，浸金率达80％；溶金具有选择性，碱性条件下金矿中的伴生金属或废金件的基体金属如Fe，Co，Ni，Cu，Ag等基本不受腐蚀，从浸出液中回收金较为方便；相对于酸性溶液而言，碱性溶液对设备几乎无腐蚀性；设备设计、运行要求低。
文档编号C22B3/00GK1667140SQ200410022969
公开日2005年9月14日 申请日期2004年3月10日 优先权日2004年3月10日
发明者柴立元, 王云燕, 闵小波, 彭兵 申请人:中南大学