金与硅相互作用机理及金回收研究

There commonly exist quartz and silicate minerals in gold ores. Gold likely interacts with silicates, forming special Au-Si structures with the aid of thermochemical activation in pyrometallurgical processing or mechanochemical activation during fine grinding in hydrometallurgical processing. The Au-Si structures are not readily soluble in mineral acids,and being difficult to be reduced, the Au-Si structures deport into glass phase.This part of gold is not extractable. With the combination of quantum chemistry computation and advanced structure and surface analytical techniques such as X-ray microstructure absorption spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and Auger spectroscopy, the proposed project aims to understand the mechanisms for gold and silicate interactions using the knowledge of structure chemistry, silicate chemistry, metallurgical physicochemistry and mineralogy, in an attempt to study mechanisms for gold-silicon interaction, and determine "physical wrapping" and blinding action of silicate glass in gold smelting. Molecular structures with Au-Si bonds are to be determined and operational parameters influencing silicate activation and hence formation of Au-Si structures, are to be identified. Correlation will be established between Au-Si structures and gold leaching behavior. Effect of activated silica gel fractions on cathode and anodic reaction in gold dissolution is determined by electrochemical study.A new type of leach aid will be developed, and the reagent characteristics, leaching performance and involved mechanisms will be investigated.The outcomes can enrich and advance the theory for metallurgical extraction of gold and provide scientific basis for process enhancement in gold recovery.

金矿石中普遍含石英及硅酸盐类矿物。金在火法冶炼中热化学活化或湿法选冶过程中的细磨等机械化学活化作用下，可能与石英及硅酸盐类矿物相互作用，形成特殊的Au-Si结构。该结构稳定，既不易溶于无机矿物酸，也不能在火法冶炼中被还原而进入玻璃相，更无法实现对其有效利用。本项目拟采用量子化学计算与X射线微结构吸收光谱、X射线光电子能谱及俄歇能谱等结构和表面分析技术相结合，利用结构化学、硅酸盐化学、冶金物理化学及矿物学知识，研究金与硅相互作用机理，确定硅酸盐玻璃相对熔解金的“包裹”和隐蔽行为。揭示形成Au-Si 键的分子结构，影响硅酸盐活化及形成Au-Si 结构的因素;研究硅酸盐活性及Au-Si结构对金浸出行为的影响;通过电化学研究确定活性硅胶组分对金溶解过程的阴、阳极反应的影响。开发新型高效助浸剂, 研究助浸剂性质、助浸效果和助浸机理。研究成果可丰富和完善金矿选冶理论，为改进金的提取工艺提供科学依据。

金矿石的加工利用常需要磨矿、搅拌或高温作用，且金矿石中普遍存在石英及硅酸盐类矿物。机械或高温活化作用下，含硅矿物与金的作用、金-硅作用对浸金的影响及助浸研究具有重要意义。.将石英和氯化金混合，进行磨矿、搅拌和洗脱等试验及吸附动力学模型分析。结果表明，石英细度、作用时间、金溶液浓度增加，吸附率增加；矿浆浓度增加，吸附率降低。石英在研磨条件下与金发生强烈吸附的量多于搅拌；碘浸出剂能降低石英对溶液中金的吸附量；搅拌作用下，吸附为物理吸附，研磨作用下，吸附为物理吸附或物理吸附化学吸附同时存在。.进行石英和高岭石在不同搅拌时间、初始金浓度、矿浆浓度和搅拌转速条件下，对溶液中Au(S2O3)23-的吸附试验及IR、SEM检测、MS计算模拟。结果表明，石英和高岭石与Au(S2O3)23-能发生吸附作用，既有物理吸附，又有化学吸附。.金矿石中也常含有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿及毒砂等硫化矿。以硫化矿及石英为研究对象，在不同焙烧条件、硫化矿组合下，进行含金焙渣氰化浸出试验和不含金焙渣对氰化金的吸附试验。结果表明，含金焙渣中金的浸出难度加大；不含金焙渣对氰化金吸附能力加大； MS计算表明，Au、[Au(CN)2]-中Au、N与石英(101)表面的Si-12形成键合作用。.采用电化学试验及表面分析手段表明，石英、钠长石、白云母和高岭石的存在可加快金氰化溶解速率；含硅矿物对溶液中金有吸附作用；粒度越细，溶解和吸附能力越强； SEM、EDS和IR分析认为，含硅矿物与AuCN吸附时，有利于钝化膜的脱落，加快氰化浸金速率；含硅矿物与[Au(CN)2]-吸附时，降低金的浸出率。助浸剂研究表明，其可使钝化的金表面恢复活性，提高矿浆中的溶解氧量，其中的–OH和–COO能吸附于含≡SiO–的矿物表面，减少含硅矿物与金及其络合物的相互作用，缩短浸出时间，改善浸出效果。.以柠檬酸三钠、过氧化镁和十二烷基硫酸钠为助浸剂，在适宜条件下，对金品位为1.29、6.33、1.81 g/t的氧化矿型、硫化矿型和碳质金矿石进行助浸试验，氰化物用量和浸出时间比常规浸出显著减少，金的浸出率明显提高。