铅盐对金氰化提金工艺的活化和钝化作用

介绍

氰化法是采矿业中广泛应用的一种从矿石中提取黄金的工艺。添加某些化学物质会显著影响该工艺的效率。在这些添加剂中， 铅盐 已经表现出复杂的效应，包括激活和失活， 金氰化法 反应。了解这些影响对于优化 黄金提取 流程、降低成本并最大限度地减少环境影响。

金氰化工艺基础知识

金氰化法，也称为麦克阿瑟-福雷斯特法，涉及金与 氰化物 在氧气存在下，离子会发生反应。这种化学反应使金从矿石基质中溶解到溶液中，从而实现后续的回收。然而，矿石中各种杂质的存在以及反应条件会影响金溶解的速度和完全程度。

铅盐的活化作用

激活机制

电化学反应中的催化作用

铅盐在金氰化过程中可充当催化剂。在低过电位区（-0.35 V vs. Ag/AgCl），添加铅盐已被证实可加速氰化物溶液中的金浸出过程。循环伏安法 (CV) 实验表明，铅参与了金表面发生的电化学反应。在氰化条件下，金与铅形成合金。这些合金在金表面形成微小的电化学电池，氧化和还原反应同时发生。金合金界面处的氧化反应促进了金的分解，而还原反应则涉及溶液中的氧气或其他氧化物质。这种电化学作用显著加快了金的总体溶解速度。

抑制杂质反应

在含铜及其他杂质的矿石中，铅盐发挥着有益的作用。矿石中的铜矿物会消耗氰化物和氧气，与金-氰化反应竞争。铅盐与铜离子或含铜矿物相互作用，形成不溶性化合物，阻止铜矿物溶解。这减少了铜消耗的氰化物量，使更多的氰化物可用于金-氰化反应，从而提高了金的浸出率。在高铜含金矿石中，添加铅盐已被观察到可以降低氰化物溶液中溶解的铜量，从而保持有利于金溶解的比例。

激活的实验证据

实验室和工业研究均证实 激活效应铅盐的用量。一项针对含0.25%方铅矿的含金矿石的研究表明，添加铅盐显著提高了金的浸出率。工业实践也证实了这些发现。在一些金矿，处理特定类型的矿石时，添加适量的铅盐可以降低 氰化钠 由原来的12公斤/吨以上降低到5公斤/吨以下，金回收率提高到98%以上。

铅盐的失活效应

停用条件

存在硅酸盐和某些含铅矿物

在某些情况下，尤其是在存在硅酸盐和特定含铅矿物的情况下，添加铅可以减缓金的氧化。在-0.35 V（相对于Ag/AgCl）的电位下，金的溶解速度会降低。具体原因很复杂，但可能与表面膜的形成或铅物质与金表面的相互作用有关，这些作用会阻止氰化物离子和氧气到达金。例如，一些含铅矿物会与氰化物溶液发生反应，形成覆盖金表面的化合物，阻碍氰化反应的正常进行。

高硫矿石

在高硫矿石中添加铅可能无益，甚至会导致失活。当矿石中硫含量高时，硫化矿物在氰化过程中会被氧化成单质硫。单质硫会在金表面形成一层保护膜，阻止其与氰化物-氧气溶液发生反应。铅可能会促进硫化矿物氧化成硫，进一步抑制金的氰化反应，导致金的溶解速率显著下降。

失活的分析证据

X射线光电子能谱(XPS)分析提供了失活效应的证据。在添加铅的高硫矿石氰化工艺样品中，XPS光谱显示金表面存在含硫物质，表明钝化硫层的形成。电化学测试也证实，在硅酸盐和含铅矿物存在的情况下，金的氧化速率会降低。

影响激活与失活之间平衡的因素

铅盐浓度

氰化体系中添加的铅盐量至关重要。低浓度的铅盐通常具有活化作用，促进金的溶解。但如果浓度过高，则会导致过量反应产物的形成，从而导致失活。例如，过高的铅离子浓度会导致铅-氰化物复合物沉淀，覆盖在金表面，从而阻止氰化反应。

矿石成分

矿石的成分，包括硫化物矿物、硅酸盐和其他杂质的类型和含量，决定了铅盐是作为活化剂还是钝化剂。某些硫化物矿物含量较高的矿石，例如高硫矿石中的黄铁矿，在添加铅后更容易发生钝化。相反，含有大量铜矿物的矿石则可以从铅盐的活化作用中受益。

反应条件

反应条件，例如温度、pH值以及溶液中氧气和氰化物的浓度，也会影响铅盐的活化和钝化效果。较高的温度会加速与铅有关的有益和有害反应。溶液的pH值会影响铅和其他金属离子的存在方式，从而影响它们与金和其他矿物的相互作用。充足的氧气浓度是金-氰化反应正常进行的必要条件，而铅盐会根据条件以不同的方式与氧气相互作用，从而增强或抑制反应。

结语

铅盐对金氰化提金工艺既有活化作用，也有钝化作用。活化作用，例如催化电化学反应和减少杂质干扰，可以显著提高金的提取效率。然而，在某些条件下，例如存在硅酸盐、特定含铅矿物或高硫矿石的情况下，铅盐会通过减缓金的氧化或在金表面形成阻挡层而导致钝化。了解影响这些效应的因素，包括铅盐浓度、矿石成分和反应条件，对于在金氰化提金工艺中成功使用铅盐至关重要。通过精细控制这些因素，采矿业可以优化金的提取，减少试剂消耗，提高盈利能力，并最大限度地减少环境影响。未来的研究可以集中于创建更精确的模型来预测不同矿石加工情况下铅盐的行为，并寻找新的方法来抵消钝化效应。