矿石中金、银提取工艺 - 水溶液氯化法及其浸金的原理是什么?

2023-11-06 10:38:01 来源：中冶有色技术网

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简介：水溶液氯化法在20世纪70年代末曾有不少专利。卡林(Carlin)公司用二次氯化法建立日处理500t矿石的连续试验装置，使氯气消耗大大降低，美国专利曾报道在328kPa氧压下(160℃)用氯化物溶液浸出，金浸出率高于98.5%。

水溶液氯化法在20世纪70年代末曾有不少专利。卡林(Carlin)公司用二次氯化法建立日处理500t矿石的连续试验装置，使氯气消耗大大降低，美国专利曾报道在328kPa氧压下(160℃)用氯化物溶液浸出，金浸出率高于98.5%。

液氯化法(又称湿法氯化或溶液氯化)是在盐或酸的水溶液中，加入氯或其他氯化剂，使金被氯化而浸出提取。此法初期采用氯水或硫酸加漂白粉的溶液从矿石中成功地浸出金，并用硫酸亚铁从浸出液中沉淀出金。后经发展成为19世纪末的主要浸金方法之一。一般来说，原料中凡是王水可溶的物质，液氯化法也可以溶解。采用液氯化法，金的浸出率比氰化法高，可达90%～98%,氯的价格比氰化物低，氯的消耗量(处理精矿)约为0.7~2.5kg/t。液氯化法问世后，氰化法工艺在19世纪末也相继出现，并开始广泛应用于从矿石中直接浸出金，故几乎在同一时间液氯化法在各工厂停止采用，近些年来，由于一些湿法冶金方法污染环境，液氯化法又重新被用来提取金、银，今后它有可能再次成为金、银重要的冶金方法之一。

该工艺的特点是投资少、回收率高、有利于环保。液氯化法实质上是一种氧化浸出。氯溶于水后，发生水解反应生成氧化性极强的次氯酸使金氯化成HAuCl₄或NaAuCl₄,再用二氧化硫、硫酸亚铁还原沉淀。按使用的氯化剂和介质的不同，液氯化分为：盐酸介质水溶液氯化、次氯酸盐(次氯酸钠或次氯酸钙)氯化和电氯化三种主要工艺。

水氯化法浸金原理是：金在饱和有Cl₂的酸性氯化物溶液中被氧化，形成三价金的络阴离子。氯是一种强氧化剂，能与大多数元素起反应。对金来说，它既是氧化剂又是络合剂。在Au-H₂O-Cl-体系的电位-pH图中，金被氯化而发生氧化并与氯离子络合，故称水氯化浸出金，其化学反应为：

2Au+3Cl₂+2HCl= 2HAuCl₄ (8-15)

2Au+3Cl2+2NaCl= 2NaAuCl₄ (8-16)

以上反应是在溶液中氯浓度明显增高的低pH值条件下快速进行的。三价金在氯化物溶液中电位相当高：

Au+4Cl^-= AuCl₄^-+3e E^（-）=1.00V (8-17)

因此，已溶金很易被还原，故矿石浸出时溶液中必须饱和氯气。水氯化法的最大优点是便宜，浸出速度快，用于液氯化法的浸出剂主要是(湿)氯和氯盐。由于氯的活性很高，不存在金粒表面被钝化的问题。在给定的条件下，金的浸出速度很快，一般只需浸出1~2h。这种方法更适于处理碳质金矿、经酸洗过的含金矿石、锑渣、含砷精矿或矿石等，并且从溶液中回收金很容易。但是，水氯化法也存在严重的局限性：当硫化矿浸出时，会有一部分或大部分MeS溶解，这使废液处理复杂化，所以，对于含S<0.5%的酸性矿石，用水氯化法可能是适合的，除此，水氯化法还存在Cl₂对现场的危害以及设备复杂化的问题，但是随着复合金属的应用，设备问题可能会迎刃而解。