金氰化浸出的基本原理

黄金氰化法是一种关键的湿法冶金工艺，一直是 黄金提取 自1890世纪XNUMX年代商业化以来，氰化浸金工艺已应用一个多世纪。本文深入探讨了氰化浸金工艺的核心化学和物理机制，旨在全面了解这一金矿开采行业不可或缺的技术。

化学反应：氰化反应的核心

氰化工艺依赖于金在存在 氰化物离子 (CN⁻) 和氧化剂（通常是空气中的氧气）反应。基本化学反应可以概括如下：四摩尔金 (Au) 与八摩尔 氰化钠 (NaCN)、一摩尔空气中的氧气 (O₂) 和两摩尔水 (H₂O) 生成四摩尔氰金酸钠 (I) (Na[Au(CN)₂]) 和四摩尔氢氧化钠 (NaOH)。

在该反应中，金原子被氧化为+1氧化态，并形成稳定的二氰金酸盐(I)络合物[Au(CN)_2]^-。氰离子作为络合剂，稳定溶液中的金离子，而氧气作为电子受体，驱动金的氧化。这种氧化还原络合机理使得即使在相对较低的温度下也能从矿石中选择性溶解金。 氰化物 浓度（0.01 - 0.1%）。

物理过程：质量传递和浸出动力学

除了化学反应之外， 金氰化 受物质传递和扩散等物理过程控制。总浸出速率受反应物（氰化物和氧气）向金表面的扩散以及形成的二氰金酸盐复合物远离表面的扩散影响。根据收缩核模型，金的浸出分为三个连续步骤：

1. 外部质量转移：氰化物和氧气通过金粒子周围的边界层扩散。

2. 表面反应：氧化和络合发生在金-溶液界面处。

3. 内部扩散：形成的金-氰化物络合物从颗粒中扩散出来。这些步骤中最慢的步骤决定了总浸出速率，通常是外部质量转移或表面反应，具体取决于操作条件。

影响氰化效率的因素

有几个关键因素显著影响着金氰化提金的效果：

• 氰化物浓度：需要足量的氰化物才能形成稳定的络合物，但过量使用会导致成本增加和环境问题。最佳浓度因矿石特性而异。

• 氧气供应量：充足的氧气供应对于氧化反应至关重要。采用机械搅拌或空气鼓泡等曝气方法来增强氧气的传递。

• pH 控制：该工艺通常在高pH值（9-11）下进行，以抑制有毒氢氰酸（HCN）气体的形成。通常使用石灰来维持所需的pH值。

• 矿石矿物学：硫化物、碳质物质和其他矿物的存在会干扰氰化反应。例如，硫化物会消耗氰化物和氧气，而碳质物质则会吸附金-氰化物复合物，导致“抢金”。

提高氰化效果的方法

为了提高黄金提取效率，采用了各种增强技术：

• 预处理：可对难处理矿石进行焙烧、加压氧化或生物氧化，以去除干扰矿物并露出金表面。

• 添加剂：可以添加硫脲或氨等化合物来提高溶解速度或抑制副反应。

• 优化设备设计：具有改进的混合和传质能力的先进浸出反应器（例如搅拌釜反应器或堆浸系统）可以提高整体工艺性能。

总而言之，金氰化浸出是一个复杂而高效的过程，它结合了化学反应、物理传质以及对多个操作参数的精确控制。了解这些基本原理对于优化金矿开采工艺、确保经济可行性以及最大限度地减少金矿开采行业的环境影响至关重要。随着对黄金需求的持续增长，正在进行的研究重点是开发更高效、可持续且环保的氰化浸出技术。