(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.05.14
C N 103789546
A (21)申请号 201410042871.X
(22)申请日 2014.01.28
C22B 3/16(2006.01)
C22B 11/00(2006.01)
(71)申请人中国有桂林矿产地质研究院有限
公司
地址541004 广西壮族自治区桂林市辅星路
9号
(72)发明人李尽善 吕智 周卫宁
(74)专利代理机构桂林市持衡专利商标事务所
有限公司 45107
代理人汤凌志
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种硫脲浸金的方法，在用酸
性硫脲溶液浸取金时，针对不同的含金矿源，如氧
难浸硫化矿后的矿浆或焙砂，将矿浆酸度控制在
2.2<pH ≤
3.5之间进行。通过调节、控制浸出溶
液的酸、碱度，来控制三价铁离子浓度，显著降低
了酸的消耗；与氰化浸金体系相比，明显降低了
碱（如氧化钙或氢氧化钙）的用量；在浸出氧化金
矿时，与常用的硫脲浸出条件相比（pH1-2），明显
降低了酸的消耗。在此浸金条件下，不仅降低了
酸、碱用量，同时更为重要的是，更为经济、有效地
控制了三价铁离子浓度、降低了硫脲消耗，并且保
证了金的浸出动力学和浸出回收率。
(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书5页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页(10)申请公布号CN 103789546 A
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1.一种硫脲浸金的方法，其特征在于具体包括以下步骤：
（1）对金矿原料进行氧化处理后形成的酸性矿浆，加入碱中和沉淀三价铁离子，将矿浆的酸度控制并稳定在2.2<pH ≤3.5；
（2）硫脲浸金：向矿浆中加入硫脲进行浸金，在浸金过程中，通过加碱或酸调节溶液pH 值控制并稳定在2.2<pH ≤3.5之间。
2.根据权利要求1所述的一种硫脲浸金的方法，其特征在于：所诉的金矿原料为硫化金矿、氧化金矿，其中，硫化金矿为原生矿或精矿，包括黄铁矿、磁黄铁矿、砷黄铁矿或毒砂。
3.根据权利要求1所述的一种硫脲浸金的方法，其特征在于：所述的金矿原料中，如矿源中有酸溶性三价铁氧化物存在，直接加酸使其溶解作为氧化剂；如果没有或没有足够的酸可溶性三铁的氧化物，在硫脲溶液中加硫酸高铁作氧化剂，三价铁浓度为0.2-0.5克/升或者0.6-1.5公斤/吨矿。
4.根据权利要求1所述的一种硫脲浸金的方法，其特征在于：所述的金矿原料氧化处理技术，包括氧压氧化、生物氧化、化学氧化或焙烧。
5.根据权利要求1所述的一种硫脲浸金的方法，其特征在于：所述的金矿原料氧化处理后的矿浆中，含硫酸、硫酸铁和碱土金属硫酸盐等过高时，需进行固液分离后，滤饼再进行硫脲浸金。
6.根据权利要求1所述的一种硫脲浸金的方法，其特征在于：所述的硫脲浸金的硫脲浓度1-4克/升。
7.根据权利要求1所述的一种硫脲浸金的方法，其特征在于：所述的硫脲浸金的固液比1:2.5-4.0。
8.根据权利要求1所述的一种硫脲浸金的方法，其特征在于：所述的浸取在10-25℃进行。权 利 要 求 书CN 103789546 A
一种硫脲浸金的方法
技术领域
[0001] 本发明属于非氰化无公害提取黄金技术领域，涉及一种能经济、有效地降低硫脲消耗的浸金方法。
背景技术
[0002] 黄金是重要的贵金属之一，在自然界中，它以金属状态高度分散在地壳中。由于特殊的物理和
化学性质，黄金除了用于首饰、金融储备外，在电子、计算机、精密仪器、航空、航天等领域也得到广泛的应用。
[0003] 目前，黄金工业普遍采用氰化技术从矿物中提取黄金，因为该技术相对简单、有效和经济。由于毒性很高，成人致死量仅为50毫克，因此，使用已经引起人们对环境方面的担忧。目前，一些国家和地区已经禁止使用；氰化技术提金过程动力学相对较慢，一般情况下需要24小时或更长时间；随着地表易浸金矿的枯竭，发现的原生矿多为硫化矿。对这些含金矿，氰化效果不好，造成消耗过高或金浸取率很低，或两者兼有。为了提高金的回收率，黄金工业已经开发和应用了氧化预处理技术，如化学氧化、氧压（或高压釜）氧化、生物氧化和焙烧（由于环境问题，焙烧技术的应用已受到限制）等。但经氧化预处理后产生的矿浆或焙砂多有过酸形成，如果氰化浸金，需要消耗相当的碱（石灰等）进行中和，造成黄金冶炼成本提高。
[0004] 为了克服以上问题，化学家和冶金学家已经付出大量的努力寻求非氰化无公害酸性浸金试剂以取代，其中，硫脲被认为是最有希望的试剂，因为它几乎无毒、适合酸性溶液、浸金动力又快，是浸金速率的5-10倍。
[0005] 经研究发现，在硫脲浸金体系中，三价铁离子（Fe(III)）是最为经济、有效的浸金氧化剂，因为硫脲/Fe(III)体系浸金速率较快；Fe(III)可就地取之，而不需要另加试剂；一般认为在硫酸盐体系中，
硫脲及硫酸根与Fe(III)能够形成稳定的络合物，硫脲被Fe(III)氧化分解较慢，硫脲消耗较低等优点。然而，在实际应用硫脲-三价铁（Fe(III)）酸性溶液（pH通常在1-2之间）浸金时，硫脲消耗和金的浸出率随浸取操作条件和矿物性质的不同而变化很大，通常与氰化技术相比，硫脲和控制电位的试剂消耗成本较高和金的浸出率较低。为此，硫脲浸金技术的应用受到很大限制。
[0006] 为了降低硫脲消耗，人们曾采用多种措施和方法来控制浸取体系电位或消除过多的三价铁来实现，如在硫脲浸取之前用稀硫酸溶液预先洗涤、添加络合剂稳定三价铁以降
低其活度、加入还原剂（二氧化硫SO
2、亚硫酸钠Na
2
SO
3
、连二亚硫酸钠Na
2
S
2
O
4
等）将三价铁
离子还原成二价铁离子等。这些措施都明显地控制浸取电位或减少铁（III）离子浓度、减低了硫脲消耗，并保证金的浸出速度和浸出率，但操作成本过高和不易操作等现象，以上方法难以为继。用硫脲浸金的研究己有很多，各有优劣。专利CN88102653.0“硫脲铁浸法提金工业生产新工艺”中浸出物料粒度需为-320目，浸出时间需32-40小时，破碎耗时长，成本高，浸出周期太长；专利CN92105962.0“用硫脲提取金、银的方法”有浸出率高，生产周期短等优点，但其浸出过程中需添加含SO
2
的工业烟气，污染生产环境，且不利于人工操作；专利
CN200310110091.6“难浸金精矿的生物氧化-硫脲树脂矿浆法提金工艺”预处理工艺繁琐、耗时长；专利CN200810136957.3“一种硫脲炭浆提金工艺”有回收率高、环保等优点。但以上专利都未提供在浸取过程中，如何控制浸出电位或Fe（III）浓度以及硫脲消耗等技术问题。
[0007] 现有硫脲浸金技术在浸取过程中，存在硫脲消耗过高和控制Fe（III）浓度方法不足，亟需一种能经济、有效地降低硫脲消耗的硫脲浸金方法。发明内容
[0008] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种经济、高效的硫脲浸金的方法，通过调节浸金溶液的酸碱度来控制三价铁离子浓度或浸取电位，在保证溶金动力学的情况下显著降低硫脲的消耗，并能提高金的回收率的硫脲浸金的方法。
[0009] 为了获得本发明的方法，本发明申请人通过对硫脲浸金体系理论分析显示，在应用硫脲-Fe(III)体系从矿物提金时，金的溶解需要消耗的Fe（III）离子量是非常低的，如每吨矿物中含金10克，只需要消耗2.84克的Fe(III)。但在实际浸金过程中，为了金的溶解需要维持浸金溶液一定的氧化电位或一定的Fe（III）浓度。另外，经本发明人研究发现，在简单溶液中硫脲被Fe(III)氧化分解的速率分别与硫脲和Fe(III)浓度各为一级反应。如果Fe（III）过多，将造成硫脲大量分解或硫脲消耗过高。因此，如何控制Fe(III)在浸金体系中的必要、合适的浓度又能确保浸金速率，是该体系降低硫脲的最关键技术之一。[0010] 硫脲浸金时三价铁离子作为氧化剂，在现有技术中矿浆酸度或pH值普遍控制在pH1-2之间，这是因为根据溶液化学，Fe(III)离子在pH2.2时产生沉淀。当pH值高于2.2
）与溶液pH值有如下关系:
时，Fe(III)的活度（a
Fe(III)
[0011] log a Fe(III)=3.417-3pH (1)
[0012] 根据（1）式可计算出Fe(III)在不同pH值的活度。如果在稀溶液或离子强度较低条件下，Fe(III)的活度系数计为1.0，经计算pH为2.3、2.5、3.0、3.5时Fe(III)的溶解浓度分别如下：
[0013]
[0014] 以上热力学计算结果显示，即在简单水溶液中当pH>2.2时，自由三价铁离子的浓度太低而不能满足浸金的要求。但在硫酸盐介质的硫脲-Fe（III）浸金体系中，三价铁离子与硫酸根离子和硫脲分子或单独与硫脲分子可形成稳定的络合物：
[0015] Fe3++SO42-+SC(NH2)2=[FeSO4SC(NH2)2]+
[0016] βmix=4.26×106 (2)和
[0017] Fe3++SC(NH2)2=[FeSC(NH2)]3+
[0018] β1=1.58×102
[0019] (3)
[0020] Fe3++2SC(NH2)2=[Fe(SC(NH2)2)2]3+
[0021] β2=2.75×108
[0022] (4)
[0023] 假定在浸金体系中只发生络合反应（2）、[SO42-]=0.1摩尔、[SC(NH2)2]=0.03摩尔和各种溶
解物的活度系数计为1.0，在pH值大于2.2的情况下，根据热力学数据粗略计算，
浸金溶液中Fe(III)的溶解浓度或[FeSO
4（SC(NH
2
)
2
）]+络合离子浓度与pH有如下关系：
[0024] log a[FeSO4SC(NH2)2]+=log[[FeSO4（SC(NH2)2）]+]=7.547-3pH
[0025] (5)
[0026] 在不同pH值，根据（5）式计算出的与沉淀物Fe(OH)3平衡的络合离子[FeSO4
（SC(NH
2)
2
）]+的浓度（假定活度系数为1.0）如下：
[0027]
[0028]
[0029] 从上述初步热力学计算结果可以看出，与沉淀物Fe(OH)3平衡的Fe(III)在硫酸盐（硫酸根0.1摩尔）-硫脲（0.03摩尔或2.19克/升）溶液中的溶解度是很高的，譬如，在pH2.5为1.114摩尔/升，在pH
3.0时为0.035摩尔/升。经试验测定，如果在pH值高于
2.3的情况下，（[FeSO
4（SC(NH
2
)
2
）]+，即（Fe3+、SO
4
2-、SC(NH
2
)
2
之间的络合物）络合离子所形
成的氧化-还原电位足以溶解元素金，那么，通过溶液化学控制pH值来控制Fe(III)在浸金体系中的Fe(III)浓度或氧化电位是完全可行的。
[0030] 本发明的目的是通过以下技术方案来完成的，具体操作过程如下：
[0031] （1）对金矿原料进行氧化处理后形成的酸性矿浆，加入碱中和沉淀三价铁离子，将矿浆的酸度控制并稳定在2.2<pH≤3.5；
[0032] （2）硫脲浸金：向矿浆中加入硫脲进行浸金，在浸金过程中，通过加碱或酸调节溶液pH值控制并稳定在2.2<pH≤3.5之间。
[0033] 本发明所述的金矿原料为硫化金矿、氧化金矿，其中，硫化金矿为原生矿或精矿，包括黄铁矿、磁黄铁矿、砷黄铁矿或毒砂。
[0034] 所述的金矿原料中，如矿源中（例如氧化金矿）有酸溶性三价铁氧化物存在，直接加酸使其溶解作为氧化剂；如果没有或没有足够的酸可溶性三铁的氧化物，在硫脲溶液中加硫酸高（三价）铁作氧化剂，硫酸高（三价）铁浓度为0.2-0.5克/升或者0.6-1.5公斤/吨矿。
[0035] 所述的对硫化金矿原料氧化处理技术，包括氧压氧化、生物氧化、化学氧化或焙烧。
[0036] 所述的金矿原料氧化处理后的矿浆中，含硫酸、硫酸铁和碱土金属硫酸盐等过高时（以加氧化钙中和时形成的硫酸钙、氢氧化铁等，对矿浆粘度或对硫脲浸金是否有明显影响为判断依据），需进行固液分离后，滤饼再进行硫脲浸金。
[0037] 所述的碱优选石灰粉或石灰乳。
[0038] 所述的硫脲浸金，优选硫脲浓度1-4克/升、优选固液比1:2.5-4.0、优选浸取时间
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