用硫脲从低品位尾矿中提取金的试验研究

许世伟，王建英，郑 升，郑春丽

（1.内蒙古科技大学 数理生物工程学院生物质能源化利用重点实验室，内蒙古 包头 014010；2.内蒙古包头市泉山金矿，内蒙古 包头 014012）

据报道，我国品位在0.5g／t以上的含金尾矿资源达10亿t［1］，随着金矿资源的日益匮乏，从尾矿中回收金越来越受重视，但目前还没有从尾矿中回收金的成熟技术。本试验旨在探求一种从尾矿中回收金的高效、清洁方法。硫脲浸金速度快、选择性好，适用于处理难处理金矿石［2－5］。试验研究了用硫脲从含金尾矿中浸出金。

1 试验原料、方法

试验所用含金尾矿取自内蒙古包头市泉山金矿，粒度－200目，化学组成见表1。

表1 尾矿化学组分质量分数 %

首先对含金尾矿进行焙烧，然后按一定液固体积质量比将尾矿与一定质量浓度的硫脲溶液混合，加入一定量Fe2（SO4）3，搅拌均匀，用浓硫酸调节pH，用超声波处理一定时间后搅拌60min。滤出溶液，用原子吸收法测定其中金的质量浓度，计算金浸出率。

浸出装置为不锈钢槽，底部装有4个超声波发射器，搅拌装置为六叶圆盘涡轮搅拌器。

2 酸性硫脲浸金原理

酸性硫脲溶解金的基本反应为

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

酸性硫脲溶解金的过程中，有氧化剂Fe3＋存在时，反应过程为

氧化剂Fe3＋的存在使硫脲溶解金的速率大大提高，但Fe3＋过量时，Fe3＋不但会氧化金，同时也会氧化硫脲：

所以Fe3＋的量要严格控制。

3 试验结果与讨论

3.1 液固体积质量比对金浸出率的影响

硫脲质量浓度15g／L，Fe2（SO4）3质量分数为0.4%，用浓硫酸调pH为2.0，浸出温度25℃，超声处理40min，浸出60min。液固体积质量比对金浸出率的影响试验结果如图1所示。

图1 液固体积质量比对金浸出率的影响

由图1可知，增大浸出时的液固体积质量比，金浸出率变化不大。液固体积质量比不宜太高，综合考虑，以2∶1为宜。

3.2 浸出温度对金浸出率的影响

硫脲质量浓度15g／L，Fe2（SO4）3质量分数为0.4%，用硫酸调pH为2.0，超声波处理40 min，浸出时间60min，液固体积质量比为2∶1。温度对金浸出率的影响试验结果如图2所示。

图2 浸出温度对金浸出率的影响

由图3可知，温度对金浸出率影响较大：温度在25～45℃之间，金浸出率随温度升高变化不大；温度超过45 ℃后，由于硫脲开始分解，浓度开始下降，因而金浸出率也随着下降。综合考虑，温度不宜过高，适宜的温度确定为25～45℃。

3.3 体系pH对金浸出率的影响

硫脲质量浓度15g／L，Fe2（SO4）3质量分数0.4%，浸出温度25℃，超声波处理40min，浸出时间60min，液固体积质量比2∶1。体系pH对金浸出率的影响试验结果如图3所示。

图3 pH对金浸出率的影响

由图3可知：pH在1.0～3.0之间变化时，对金浸出率影响不大；pH高于3.0时，金浸出率明显降低。这是因为，pH在1.0～3.0之间时，硫酸浓度较大，起调节电位作用的同时还保护硫脲防止其分解；而pH高于3.0后，硫酸浓度下降，硫脲受保护作用降低，开始发生水解，消耗量增大，金浸出率降低。综合考虑，确定pH为2.0。

3.4 硫脲质量浓度对金浸出率的影响

Fe2（SO4）3质量分数为0.4%，用硫酸调pH为2.0，浸出温度25℃，超声波处理40min，浸出时间60min，液固体积质量比2∶1。硫脲质量浓度对金浸出率的影响试验结果如图4所示。

图4 硫脲质量浓度对金浸出率的影响

由图4看出：随硫脲浓度增大，金浸出率逐渐提高；硫脲质量浓度为15g／L时，金浸出率达最大；继续增大硫脲质量浓度，金浸出率几乎不变。这是因为，当硫脲质量浓度达到一定时，已经可以使浸出反应充分完成。因此，综合考虑，硫脲最佳用量确定为15g／L。

3.5Fe2（SO4）3质量分数对金浸出率的影响

硫脲质量浓度15g／L，Fe2（SO4）3质量分数为0.4%，用硫酸调pH为2.0，浸出温度25℃，超声波处理40min，浸出时间60min，液固体积质量比2∶1。Fe2（SO4）3质量分数对金浸出率的影响试验结果如图5所示。

图5 Fe2（SO4）3质量分数对金浸出率的影响

由图5可知：随Fe2（SO4）3质量分数增大，金浸出率升高；但Fe2（SO4）3质量分数过高时，金浸出率反而降低。这是因为适量的Fe3＋会促进硫脲溶解金的过程，金浸出率会提高；而当Fe3＋用量过大时，发生反应（3），Fe3＋与硫脲发生氧化还原反应，消耗硫脲，使金浸出率下降。

3.6 超声波处理时间对金浸出率的影响

硫脲质量浓度15g／L，Fe2（SO4）3质量分数为0.4%，用硫酸调pH为2.0，浸出温度25℃，液固体积质量比为2∶1。超声波处理时间对金浸出率的影响试验结果如图6所示。

图6 超声波处理时间对金浸出率的影响

由图6看出：在总浸出时间相同（60min）条件下，随超声处理时间延长，金浸出率相应增大；超声处理40min后，金浸出率变化不大，趋于平稳。这是因为浸出刚开始时，体系中硫脲浓度相对较高，超声作用会使物质扩散速率大大加快，故金浸出率增长迅速；而随着反应的进行，体系中硫脲浓度及金的含量都在降低，即使有超声作用，反应速率也开始慢慢降低，金浸出率趋于稳定。

3.6 综合试验

根据条件试验结果，控制液固体积质量比为2∶1，浸出温度25℃，体系pH为2.0，硫脲质量浓度为15g／L，Fe2（SO4）3质量分数为0.4%，超声处理40min，搅拌浸出60min，进行综合试验。试验结果表明，金浸出率可达77.50%。

4 结论

用酸性硫脲体系从低品位氰化尾矿中浸出金是可行的，最佳条件下，金浸出率可达77.50%。该方法流程简短，操作方便，试剂无毒，对于低品位含金尾矿的处理是一种可供选择的方法。

［1］衣成玉，杨玉洁，任向军.某黄金尾矿再回收金选矿试脸研究［J］.金属矿山，2010（增刊）：817－819.

［2］朱萍，古国榜.从酸性硫脲浸金溶液中回收金的方法［J］.黄金，2001，22（11）：28－32.

［3］和晓才，谢刚，李怀仁，等.用加压氧化－硫脲浸出法从滇西低品位金矿石中回收金［J］.湿法冶金，2012，31（2）：99－102.

［4］王艳丽，黄英.硫脲提金技术发展现状［J］.湿法冶金，2005，24（1）：1－4.

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