含金硫化矿碱性氧化过程金硫自配位溶解机理

Considering the risk of severe environmental pollution caused by traditional roasting—cyanide leaching technology, a feasible approach of self-coordination dissolution of gold and sulfur of gold-bearing sulfide ore in the alkaline oxidation environment was suggestted. That’s to say, the sulfide minerals were oxidized to gold leaching reagents, such as SX2- and S2O32-, for the following non-cyanide leaching process in the alkaline oxidation environment.Simultaneous sulfide oxidation and gold leaching of a gold–bearing sulfide ore is considered as the goal of this research in order to solve the difficulty in the eco-friendly utilization of a refractory gold concentrate. The following studies were carried out based on the theory and method in solution chemistry, electrochemistry, coordination chemistry and mineral processing:（1）The mechanism of sulfide oxidized into SX2- and S2O32- and control mechanism of them; (2) Surface passivation inhibition mechanism analysis of sulfide ore particles; (3) Stable complexing and control mechanism of sulfide and gold. The electrochemical kinetics theory system and control method of sulfide oxidation and gold-leaching could be established under the condition of alkaline oxidation by Na(OH)-O3-H2O solution. This research result could provide the exact theoretical basis for the green metallurgy of refractory gold ore resources.

针对传统焙烧-氰化浸金工艺对环境污染严重问题，本项目提出含金硫化矿碱性氧化金硫自配位溶解提金的研究思路，即在碱性氧化环境下通过化学氧化，使载金硫化矿物中的硫以SX2- 和S2O32-等浸金络合剂的形式产出，直接溶解硫化矿中的金，实现金的同步非氰浸出。本研究以硫化矿氧化与金的同步高效溶出为目标，采用Na(OH)-O3-H2O作为碱性氧化体系，应用溶液化学、电化学、配位化学、矿物加工学等理论和方法，进行含金硫化矿“预氧化-浸金”一步提金技术的基础理论研究。主要内容包括：（1）碱性氧化体系中硫化矿向SX2- 和S2O32-氧化转化的机理和调控机制；（2）硫化矿物表面氧化钝化的产生机理和阻滞机制；（3）金硫稳定络合的机理与调控机制。通过本研究，将建立碱性条件下硫化矿氧化与金溶解的电化学动力学作用理论体系，确立“氧化—浸出”过程中硫氧化与金溶出调控新方法，为含硫难处理金矿资源的绿色冶金提供理论基础。

本项目立项目的是针对含金硫化矿，通过研究其在碱性环境下氧化转化为多硫离子并同步溶出金的机理，为开发绿色“预氧化—浸出”一步提金技术、实现含硫难处理金精矿的绿色化高效提金提供理论基础。.本次研究通过采用溶液化学、电化学以及现代分析测试手段，基本揭示了含金硫化矿碱性氧化发生机理及钝化过程的形成机理，并探明了钝化产物及钝化消除机制；以硫化矿纯矿物和实际金精矿为对象，采用适宜的催化体系，进行了金硫同步溶出的多因素耦合工艺研究，得到了适宜的金硫同步溶出工艺条件，实现了金硫自配位同步溶出，达到了该项目立项目的。.热力学研究结果表明，黄铁矿在碱性条件下会自发氧化生成大量具有溶金作用的硫代硫酸根离子，且能较稳定存于强碱性溶液中，这为黄铁矿碱性氧化原位生成浸金离子提供了理论基础。动力学研究结果表明，在碱性氧化反应前期，氧化速率受化学反应控制，其活化能为37.08 kJ/mol；反应后期，氧化速率受扩散控制，其活化能为18.08 kJ/mol。电化学及溶液化学研究表明，最适宜的氧化溶蚀pH=12，S2O32-和Sx2-是主要溶金离子，Fe(OH)3、Fe2O3和Fe2(SO4)3·nH2O等是硫化矿氧化钝化层的主要成分。含金黄铁矿碱性氧化反应的控制步骤主要为电荷转移控制。乙二胺四乙酸四钠对含金黄铁矿中的黄铁矿和金表面表现出较好的钝化消除作用。.含金硫化矿碱性氧化多因素耦合工艺研究结果表明，采用擦洗搅拌方式，能够大幅度提高金的预氧化效果，碱性氧化产生的溶金离子硫代硫酸根浓度可达93.81 g/L以上，在适宜条件下得到的金的氰化浸出率可达到91.42 %。当不用氰化钠时，在同步溶金过程中，适量加入镍氨催化体系是比较合适的，镍离子浓度为0.025M，在pH 11时浸出3 h，金浸出率即可达到90%以上。表观活化能的计算表明，镍氨催化浸金过程的活化能为3.50 kJ/mol，是受扩散控制的。