金在水中不起任何反应,也不溶于强酸或强碱中。因此,要使金成为易溶而又稳定的金离子,必须使它转化为络合物离子。在氧存在浸出金时,络合能力最强的络合剂是氰化物,其次是硫脲和氯离子,此即所谓氰化法、硫脲法和水溶液氯化法。
氰化法是用氰化物(KCN或NaCN)溶液浸出矿石中的金银,然后再从浸出液中提取金银的方法。氰化法的金银回收率高,对矿石的适应性强。但氰化物有剧毒,且提取速度慢,又易被其他金属离子的干扰。 在氧存在的条件下,氰化物对金银溶解的反应为: 2Au+4KCN+H2O+1/2O2=2KAu(CN)2+2KOH 2Ag+4KCN+H2O+1/2O2=2KAg(CN)2+2KOH 金矿中的其他成份对氰化过程有影响。铜矿物可形成可溶性络盐,所以铜矿物多时,常用较弱的氰化物溶液;以降低铜矿物的溶解速度,或预先焙烧使铜变成氰化溶液中溶解度很小的铁酸铜。铁、汞和硫化锌都不与氰化物作用。但铁的化合物与氰离子生成铁化钠或其他化合物,硫化亚铁氧化消耗氧会降低氰化速度,所以,含有黄铁矿的矿石须先经焙烧或氰化师鼓入空气。HgOg会消耗氰化剂: HgO+4NaCN+H2O=Na2Hg(CN)4+2NaOH 氧化锌和碳酸锌也能与氰化物反应,故含锌金矿不能预先焙烧: ZnO+4 NaCN+H2O= Na2Zn(CN)4+2NaOH 含砷锑较多的金矿应先焙烧使其挥发除去,以减少其对氰化过程的影响。硫化铅与氰化物作用很弱,但时间长时会生成NaCNS和Na2PbO2。 氰化溶金可用渗滤法或矿浆搅拌法。氰化物的消耗比理论值多20~100倍。浸出后的矿浆经浓缩、过滤和洗涤后,含金银的氰化溶液送去加锌沉淀金银: 2NaAu(CN)2+Zn=2Au+Na2Zn(CN)4 2NaAg(CN)2+Zn=2Ag+Na2Zn(CN)4 沉金要在足够量的氰化物和游离碱的溶液中进行。此时放出氢气,并可防止可溶性锌酸钠水解沉淀和锌的络盐分解: Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑ Na2ZnO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2NaOH Na2Zn(CN)4=Zn(CN)2↓+2NaCN 氧对沉金是不利的。上式产生的氢起到了脱氧作用,减少了沉金的反溶。沉金前的氰化液要预先抽真空脱氧。脱氧可防止Zn+1/2O2+H2O=Zn(OH)2反应的发生,降低锌的消耗和避免锌粉表面形成妨碍置换的Zn(OH)2薄膜。 从浸出液中沉淀金还有炭浆法、离子交换法和点解沉淀法。 金银沉淀可用锌丝或锌粉。锌丝沉淀的设备是木制的多格长方形槽子,叫沉金器。溶液和锌丝在沉金器内逆向运动,锌丝由沉金器后面的各格向前免的各格迁移,在后面的各格中补充新鲜的锌丝。通过各格下方的栅网沉到沉金器底部的黑色金粉末称为金泥,它含有金很少超过20%Au,其余成分主要是锌。锌粉沉淀是将锌粉加到溶液中进行搅拌,然后用压滤机分离出沉淀的金银。 经洗涤后的含金沉淀物品位明显提高(大于50%Au),而锌含量则明显下降(小于5%Zn),经压滤和烘干后进行焙烧。 焙烧可在隔焰炉或电炉中进行,也可用铁锅焙烧。焙烧温度6000C左右,即既使碳酸盐、硫酸盐、氰化物等能分解,又不使炉料溶化。焙烧时不要搅动炉料,以免金的飞扬损失。 焙烧后的金泥加入碳酸钠、二氧化硅。硼酸等溶剂、在坩埚炉、小反射炉或小转炉熔炼。此时金泥中的杂质氧化物与溶剂造渣,金银组成合金。此合金在硼砂保护下再溶化铸锭,送往精炼工序。 |