李骞[1]2004年在《重金属离子强化氰化浸金电化学及应用研究》文中研究说明本文采用动电位极化等方法研究了微量重金属离子对金氰化溶解电化学行为的影响。结果表明，金的阳极溶解速度随圆盘电极转速和温度的增大而增大，随pH的增大而减小；氧的阴极还原速度与溶解氧的浓度成正比，添加适量的过氧化氢会大大加快阴极反应速度。添加重金属铊、铋，银、汞及铅离子会大大拓宽金的活性溶解电位区，显着强化金的阳极溶解。研究发现，铅离子强化金溶解的最佳浓度为10~(-6)M，汞、银和铋离子的最佳浓度为10~(-5)M，而铊离子在10~(-6)M～10~(-4)M浓度范围内则随着浓度的增加而浸出速率一直增大。 在详细研究了重金属离子存在条件下金的阳极溶解和氧的阴极还原行为的基础上，构造了重金属强化氰化溶金的混合电位模型，提出了只有在辅以阴极强化的条件下，重金属离子才能最大限度强化金的氰化溶解的观点。 重金属离子强化实际矿物浸出的研究支持了混合电位模型研究的结果。对硫化物金精矿而言，由于含有大量的耗氧矿物，会消耗大量的氧气，只有在添加过氧化氢作为辅助氧化剂的基础上，重金属离子对金的浸出才有强化作用；对于氧化物金矿，仅添加重金属离子时就有强化作用，如果添加过氧化氢作为辅助氧化剂与重金属离子协同强化时，金的浸出率大幅度提高。本研究为重金属离子强化氰化浸金提供了理论依据和技术基础。
杨永斌[2]2008年在《协同强化浸金的电化学动力学与应用研究》文中提出氰化法是黄金生产工业占支配地位的浸金方法,速率慢是其主要问题,一直备受研究者的关注。开展强化浸金的研究对加快浸金速率、提高黄金冶金生产力具有重要意义。本论文提出了协同强化浸金的技术思路,在现有的过氧化氢助浸技术基础上,开展了协同强化浸金研究。通过采用动电位稳态线性极化法系统研究重金属强化金溶解的电极过程动力学特性并建立混合电位模型,揭示了金氰化溶解体系各电极反应对金阳极溶解的影响特性,形成了协同强化浸金的电化学动力学基础。在此基础上对叁种不同类型的含金矿石进行了协同强化浸金研究,获得了显着的效果。对于金在常规浸金溶液体系中的阳极溶解动力学特性,氰化物浓度和溶液pH值具有显着的影响。在低氰化钠浓度(0.002M)下,金的阳极溶解存在极限电流密度,其值接近极限扩散电流密度,无明显钝化现象,过程受CN的扩散控制。氰化钠浓度提高,金的阳极溶解平衡电位下降,电流密度提高,出现电流峰,控制类型发生转变。但是,提高氰化钠浓度促进了钝化的发生,峰电位及峰电流密度均随氰化钠浓度的提高而下降。提高pH值使金的阳极溶解平衡电位提高,溶解电流及峰电流下降,促进了钝化的发生。升高温度可以降低金阳极溶解的平衡电位,同时可以提高溶解速率,但不会改变峰电位。当氰化钠浓度为0.02M时,平衡活化能W_α~0为40kJ/mol左右。因此,金在较高浓度氰化物溶液中的化学氧化反应受界面反应控制,而在活性溶解区各电位下的阳极溶解过程均受电化学反应控制。电极转速对电流密度没有明显影响,进一步证实了金的阳极溶解过程完全受电化学反应控制。在氰化物溶液中加入少量的Pb~(2+)、Bi~(3+)、Tl~+、Hg~(2+)、Ag~+等重金属离子,可大幅提高金的阳极溶解速率,其中Bi~(3+)、Tl~+、Hg~(2+)还可不同程度地抑制金的阳极钝化,扩大金活性溶解的电位区间。Ag~+则虽然不能在原活性溶解区内明显提高阳极电流,但可使阳极电流在原钝化区内随电位正移继续提高,通过显着抑制钝化起到了强化作用。Pb~(2+)、Bi~(3+)、Tl~+、Hg~(2+)显着降低了平衡活化能W_α~0,提高了电化学反应速率,使电极过程速率提高到了速率控制类型由电化学控制转变为混合控制。温度对金阳极溶解速率的影响比无重金属时小,而电极转速的影响则变得明显。此外,重金属离子的存在还改变了氰化物浓度的影响特性,并显着降低了pH值的影响程度。随着氰化物浓度的提高,峰电流显着提高,且峰电位不变,致使金活性溶解电位区间加宽。重金属离子强化作用效果受其浓度影响很大。Pb~(2+)、Ag~+、Bi~(3+)分别在浓度为10~(-6)M、10~(-5)M、10~(-5)M时强化作用最好,继续提高离子浓度将使阳极峰电流密度下降。Tl~+浓度增加到10~(-3)M时,金阳极溶解峰电流密度仍可继续提高。Hg~+则在10~(-5)M以上继续提高浓度,峰电流密度没有明显的下降趋势,但平衡电位及峰电位发生正移。氧在金电极上的阴极还原过程受扩散控制,提高溶解氧浓度、电极转速、温度、以及降低溶液pH值均可提高氧阴极还原电流密度。阴极还原过程主要以2e反应进行,反应的总电子数随阴极电位的负移而增加,随pH的提高而减少。当pH达到13.0时,各电位下总电子数均接近2e,极化曲线有明显的“平台”区。重金属Pb~(2+)、Bi~(3+)、Tl~+、Hg~(2+)、Ag~+等的存在均可促进氧的阴极还原,使氧阴极还原电流密度得到提高。其作用随重金属浓度的提高而有所增强。强化的原因是增加了氧阴极还原的总电子数,可使氧阴极还原极化曲线出现代表极限电流密度的“平台”区段。此外,重金属还提高了氧阴极还原的电化学反应环节的速率。添加一定量过氧化氢是一种高效的阴极过程强化方法,不仅使阴极电流密度在纯氧还原的基础上大幅度提高,还可使阴极平衡电位正移。为了揭示电化学溶解体系中各独立电极反应的相互作用关系,将各独立电极反应极化曲线以及阴、阳两极总极化曲线绘于同一座标系建立了混合电位模型,为协同强化浸金技术思路的提出奠定了理论基础。模型表明,在电化学溶解反应体系中,共存阳极反应对溶解反应有抑制作用,而共存阴极反应则对溶解反应有促进作用。对溶解过程进行电化学强化时,混合电位负移表示阳极强化效果大于阴极,阴极过程对溶解反应的限制程度增强;反之,混合电位正移则表示阴极强化效果大于阳极,阳极过程对溶解反应的限制程度增强。根据混合电位模型,金在无强化剂的条件下的溶解受控于阴极过程,属于氧扩散控制反应,活化能为7.99kJ/mol。在重金属和过氧化氢协同强化的条件下,金的溶解速率比单独强化阴极和单独强化阳极时都有显着提高,突破了单独过氧化氢强化时的理论极限速率。铅、铋和过氧化氢协同强化时,过高的过氧化氢浓度可使金钝化;而铊、汞和过氧化氢协同强化时,因其金阳极活性溶解区间大,阳极电流峰宽,不会发生明显的钝化;银协同强化时,金溶解速率随过氧化氢浓度的提高持续提高,不发生钝化现象。对于实际矿石中金的浸出,同时添加重金属和过氧化氢实现了协同强化。对难浸硫化物金矿、易浸硫化物金精矿及低品位氧化物金矿叁种不同类型的含金矿石,协同强化浸金的效果均很明显。对于难浸硫化物金精矿,重金属单独强化对浸出过程的作用并不明显,而在添加过氧化氢助浸的基础上,Bi~(3+)、Tl~+、Hg~(2+)具有较好的协同强化浸金的作用,金浸出速率和浸出率均有明显提高。对于易浸硫化物金精矿,重金属单独强化和过氧化氢助浸都可明显加速金的浸出,且协同强化浸金作用效果明显,金浸出速率均在重金属单独强化和过氧化氢单独助浸的基础上有明显的进一步提高。对于低品位氧化物金精矿,Bi~(3+)和Tl~+无论是单独强化还是与过氧化氢协同强化都有明显效果。
刘晓亮[3]2013年在《金溶解阳极过程强化剂性效关系的研究》文中指出本论文以Hg2+、Tl+、Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+为重金属离子添加剂,开展了阳极强化剂在金氰化溶解过程中性效关系的研究,这对黄金产业中加快浸金速率、缩短浸金时间具有重要现实意义。论文以旋转圆盘金电极为研究对象,通过重金属离子的配位化学行为和采用电化学方法等系统地研究了重金属离子在金电极表面的沉积行为特性,并结合重金属自身属性和对氰化浸金效果的影响,阐明了金溶解阳极过程强化剂的性效关系。配位化学行为的研究表明,在氰化溶液体系中,T1+以简单水合离子的形式存在,Pb2+、Bi3+和Cu2+的碱式配位特征决定其浓度的变化,而氰化配位特征决定Hg2+、Cd2+浓度的变化。重金属离子在金电极表面的沉积行为特性研究表明,重金属沉积状况与重金属离子总浓度、OH-浓度和CN浓度有关；在氰化浸金过程中,Hg2+、Tl+、Pb2+、Bi3+能够实现具有分散性特点的有效欠电势沉积,而Cd2+、Cu2+则不能；欠电势沉积的重金属原子在金表面的桥链型结构产物-Au-C=N-Au-中形成一系列断点,能够有效阻碍AuCN形成致密连续的覆盖层,显着活化金的氰化溶解,其中,已沉积Pb的氧化剥落行为使其不能有效抑制金的钝化,其它已沉积的重金属原子不易发生剥落行为,使其能够扩大金的阳极溶解电位区间,并不同程度地抑制金的钝化,而Cd2+、Cu2+对金的氰化浸出过程没有实质性影响。
陈利娟[4]2013年在《金阳极溶解过程强化剂的表面作用机理研究》文中研究说明氰化法浸金一直都是从矿石中提取金的主流方法,但该法存在浸出速率慢的问题,且多年来都没有实质性突破。因此,从浸金的本质出发开展强化浸金的理论研究,对推进浸金技术的发展意义重大。本研究针对金的氰化溶解过程,综合利用循环伏安等电化学方法和扫描电镜等检测手段,研究了重金属Hg、T1、Bi、Pb对金电极表面的双电层行为和界面产物特性的影响,揭示了金氰化溶解的阳极钝化机理与重金属的强化作用机理。电化学研究表明,金氰化溶解过程有致密的中间产物在表面发生沉积,形成一层钝化膜,导致电极表面逐步失活。重金属的添加使钝化膜表现出微观缺陷,使金能在更低的电位发生溶解,同时显着增大电流强度,电极反应过程由电化学控制转向电化学和浓差极化的混合控制。重金属还减小了金阳极放电所遇的阻力,对中间产物的沉积结构、性质造成影响,不同重金属影响效果不一界面产物特性研究表明,钝化膜的主要成分为AuCN,为-Au-C≡N-Au-桥链线型结构,其溶解主要发生在表面棱、角等边界断点上。重金属均能在金表面发生不同程度的沉积,造成更多的边界断点和边界线,使溶蚀后金片表面分别呈现胞状或密集长条晶状、丘峦状、羽状、碎瓦砾状形貌。此为典型的腐蚀行为表象,是中间产物AuCN在沉积的重金属基点上发生选择性溶解的表现。机理研究表明,金的阳极溶解是分两步进行的,第一步Au+CN-+O2+H2O=AuCN+OH-+e,第二步AuCN+CN-=Au(CN)2-,共中第一步的反应速率远比第二步快,导致不溶性中间产物在表面积累,形成连续的产物层覆盖面,而第二步的反应只能在产物层覆盖面的边界发生。随着产物层在表面的覆盖度增加,彼此相接,覆盖面边界数量减少,金的溶解速率也随之下降,钝化程度随之增加,直至溶解停止,进入完全钝化状态。而在重金属强化体系中,随着不溶性中间产物AuCN在表面形成并积累,重金属也发生沉积并在中间产物覆盖区分散分布,形成无数断点,破坏了覆盖面的连续性,而这些断点就形成了中间产物AuCN溶解所需的边界线和点,加速了中间产物AuCN的溶解,活化了金的溶解过程。图80幅,表8个,参考文献103篇。
涂博[5]2014年在《高砷高硫难处理金矿提金新方法研究》文中进行了进一步梳理金作为一种贵金属，由于其良好的物理化学特性而被广泛的应用于各个行业，对于国民经济的发展具有重要意义。随着工业的发展，易选金矿已经被开发殆尽；同时，各国越来越重视环保，氰化法因其剧毒性而要求被取代；且随着人们对金需求量的日益增加，如何保持黄金工业的可持续发展显得尤为重要。难处理金矿在金矿资源中所占比重较大，而高砷高硫金矿又是其中较为典型的一种，因此，对高砷高硫金矿处理工艺进行研究具有重要意义。原矿中含金12.8g/t、砷2.56%、硫7.52%，属于高砷高硫金矿。采用氰化、硫脲、氯化等方法直接浸出时，浸出率均小于16%，因此必须采用预处理的方法使金裸露出来。结合相关文献及实际试验研究，采用“焙烧预处理-氯化浸出”工艺。焙烧预处理研究表明，采用低温氧化焙烧工艺，通过加入氧化剂对包裹金的黄铁矿和砷黄铁矿进行氧化，使其包裹结构破裂，从而使金暴露。对影响焙烧过程的各个因素进行了单因素试验，考察了各因素对最终的浸出结果造成的影响，其最优的焙烧条件为:氧化剂（氯酸钠和过硫酸铵）质量为原矿质量的18%，焙烧药剂配比为7:3（氯酸钠:过硫酸铵），焙烧温度500℃，焙烧时间120min，该焙烧条件下金浸出率为80.59%。并对氧化焙烧的机理进行了分析，首先是药剂的分解，在150℃~200℃时，过硫酸铵分解放出SO2和O2，生成的SO2和氯酸钠发生作用释放出Cl2，包裹金的黄铁矿和砷黄铁矿一方面与氯酸钠发生反应，另一方面被Cl2氧化，最终硫以SO2的形式，As以As2O3的形式被固定下来。浸出试验研究表明，由于酸性条件下氯酸钠分解会放出氯气，而氯气是金的有效浸出剂，同时氯酸钠具有强氧化性，在二者的共同作用下，金以AuCl4-的形式被浸出。对影响浸出的各个因素进行了单因素试验和正交试验，分析考察了药剂用量、浸出温度、浸出时间等因素对于浸出率的影响。其最佳浸出条件为:氯酸钠用量90kg/t，氯化钠用量32kg/t,,浸出温度为80℃，浸出时间120min，搅拌强度为700r/min，得到84.1%的金浸出率。各因素对浸出率影响的顺序为：氯酸钠用量>浸出温度>浸出时间>液固比>氯化钠用量。从浸出热力学和动力学的角度对金氯化浸出的机理进行了简单分析。分别绘制了25℃和80℃条件下Au-Cl-H2O系E-pH图，其浸出过程为扩散控制和化学反应控制共同作用，化学反应占主导时，表观活化能为11.43KJ/mol
参考文献：
[1]. 重金属离子强化氰化浸金电化学及应用研究[D]. 李骞. 中南大学. 2004
[2]. 协同强化浸金的电化学动力学与应用研究[D]. 杨永斌. 中南大学. 2008
[3]. 金溶解阳极过程强化剂性效关系的研究[D]. 刘晓亮. 中南大学. 2013
[4]. 金阳极溶解过程强化剂的表面作用机理研究[D]. 陈利娟. 中南大学. 2013
[5]. 高砷高硫难处理金矿提金新方法研究[D]. 涂博. 武汉理工大学. 2014
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