貴金屬冶金學(xué)教案

重慶科技學(xué)院貴金屬冶金學(xué)教案授課教師：周雪嬌，楊文強(qiáng)授課對(duì)象：冶金普2009授課地點(diǎn)：周三(1,2)D403，周五(5,6)E315授課時(shí)間：2012~20XX年度第1學(xué)期2~12周課程名稱貴金屬冶金學(xué)授課類型講授授課對(duì)象冶金普2009授課教師周雪嬌，楊文強(qiáng)授課時(shí)間2學(xué)時(shí)授課地點(diǎn)D403(周三)，E315(周五)課題0課程簡(jiǎn)介，第一章金銀及其冶煉發(fā)展史教材及參考資料推薦教材：盧宜源、賓萬(wàn)達(dá).《貴金屬冶金學(xué)》．長(zhǎng)沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社．。推薦參考書：孫戩．《金銀冶金》．北京：冶金工業(yè)出版社．。黃禮煌．《金銀提取技術(shù)》．北京：冶金工業(yè)出版社．。屠海令、趙國(guó)權(quán).《有色金屬—冶金材料、再生與環(huán)?！罚本夯瘜W(xué)工業(yè)出版社．。教學(xué)目的與要求：了解貴金屬冶金學(xué)及其研究對(duì)象，了解世界黃金生產(chǎn)發(fā)展簡(jiǎn)史及古代黃金冶煉方法，掌握現(xiàn)代黃金冶煉方法，了解白銀發(fā)展史及其冶煉方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：金銀冶煉方法。教學(xué)方法：講授，多媒體教學(xué)教學(xué)內(nèi)容：課程簡(jiǎn)介：1.1有色金屬的粗略分類：重金屬：相對(duì)密度在5以上的金屬，稱作重金屬。包括銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷、銻、汞、鎘和鉍10種金屬。輕金屬：輕金屬的共同特點(diǎn)是比重小于5，（又有一說是密度小于4.5克/立方厘米），包括鋁、鎂、鈉、鉀、鈣、鍶、鋇。稀有金屬：地殼中豐度很低或分布稀散或不容易經(jīng)濟(jì)地提取的金屬。如鎢、鈦、稀土、釩、鋯、鉭、鈮、鋰、鈹?shù)?。貴金屬：主要是相對(duì)其它的金屬而言，而其它的金屬又可稱為賤金屬(Basemetals)；金屬的貴賤之分主要是從價(jià)格上來(lái)區(qū)分，貴金屬包括了金、銀、鋨、銥、鉑、釕、銠、鈀。其中金、銀是比較熟悉的，而鋨、銥、鉑、釕、銠、鈀則相對(duì)不熟悉，這6種金屬有時(shí)又稱為鉑族金屬(Platinumgroupmetals,PGMS)。1.2本課程內(nèi)容簡(jiǎn)介:（1）銀冶金與金冶金放在一起來(lái)討論，不單獨(dú)設(shè)立章節(jié)（2）由于學(xué)時(shí)數(shù)的限制，主要是金、銀冶金，主要講授金冶金為主，其它的6種貴金屬（鉑族金屬）因?qū)W時(shí)關(guān)系，不作描述。（3）在金銀冶金方面：又重點(diǎn)偏向講授從礦石中提取金銀，而對(duì)從冶金副產(chǎn)品中（如銅電解、鉛電解）的陽(yáng)極泥中回收金銀也將花較少的時(shí)間講授，對(duì)二次金屬資源中回收金銀講得較少。即實(shí)行兩多兩少的原則：金銀冶金講得多，鉑族金屬講得少；從礦石中提取金銀講得多，從冶金副產(chǎn)品、二次資源回收金銀講得少。1.3貴金屬冶金學(xué)教學(xué)要求（1）認(rèn)識(shí)貴金屬：金、銀、鋨、銥、鉑、銠、釕、鈀八個(gè)元（2）掌握貴金屬的主要性質(zhì)（3）了解貴金屬的發(fā)展史及用途（4）了解貴金屬的礦物資源（5）掌握貴金屬的重要提取方法（6）了解貴金屬提取的新發(fā)展金銀及其冶煉發(fā)展史：2.1黃金發(fā)展史（1）皇權(quán)壟斷時(shí)期19世紀(jì)之前。黃金價(jià)值高，產(chǎn)量稀少，運(yùn)送成本高，鑄造困難的特性，使得黃金的價(jià)格十分穩(wěn)定，這決定了其具備充當(dāng)貨幣功能的屬性。特點(diǎn)：①極其稀有帝王獨(dú)享，專有制。②供奉和祭祀用品。③裝飾神靈的用品。④16世紀(jì)殖民者血腥掠奪黃金。⑤自由交換市場(chǎng)受到嚴(yán)重干擾。（2）金本位時(shí)期金本位制始于1816年的英國(guó)，到19世紀(jì)末，世界上主要的國(guó)家基本上都實(shí)行了“金本位”。金本位形成原因：金屬貨幣在流通當(dāng)中發(fā)生自然磨損。②打磨硬幣牟取私利的現(xiàn)象普遍存在。③造假?gòu)亩约俪湔?。④造幣者充?dāng)了“造假者”的角色。金本位的崩潰：①第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)。②黃金生產(chǎn)量的增長(zhǎng)幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于商品生產(chǎn)增長(zhǎng)的幅度。③黃金存量各國(guó)分配不平衡。④金本位通行了100年，為各國(guó)普遍貨幣貶值、推行通貨膨脹政策打開了方便之門。導(dǎo)致匯價(jià)的劇烈波動(dòng)，沖擊著世界匯率制度。（3）布雷頓森林體系1944年5月-1973年。1944年5月，美國(guó)邀請(qǐng)參加籌建聯(lián)合國(guó)的44國(guó)政府的代表在美國(guó)布雷頓森林舉行會(huì)議，簽定了“布雷頓森林協(xié)議”布雷頓森林體系特點(diǎn)：按照美國(guó)制定的原則，實(shí)現(xiàn)美國(guó)經(jīng)濟(jì)霸權(quán)的體制。各國(guó)在世界貿(mào)易中，購(gòu)買石油、煤炭、礦石、糧食等都需要美元，所以美元供應(yīng)需求急速擴(kuò)大。美元的大量流通，促進(jìn)了美國(guó)金融業(yè)及實(shí)體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，穩(wěn)固了美國(guó)在世界經(jīng)濟(jì)中的霸主地位。布雷頓森林體系解體：①美國(guó)黃金儲(chǔ)備減少。②美國(guó)通貨膨脹加劇。③美國(guó)國(guó)際收支持續(xù)逆差。（4）黃金迎來(lái)了非貨幣功能的時(shí)代美國(guó)總統(tǒng)尼克松宣布正式取消黃金雙價(jià)制，這意味著國(guó)際貨幣體系中黃金非貨幣化的法律過程已經(jīng)完成。2.2黃金礦石冶煉方法黃金是人類最早發(fā)現(xiàn)和使用的金屬之一，其迷人的金屬光澤和優(yōu)良特性，贏得人們的喜愛。在幾千年以來(lái)，它成為了財(cái)富的同義詞，在人類的政治、經(jīng)濟(jì)、文化生活中起著重要作用。因此人類從遠(yuǎn)古時(shí)代就開始開采和冶煉黃金。有人斷言，它在7萬(wàn)年以前就與人類結(jié)緣。黃金到底是怎樣煉成的?本文談?wù)匋S金從開采到冶煉的全貌，以及黃金給現(xiàn)代淘金者帶來(lái)的巨大變化。遠(yuǎn)古時(shí)代煉金術(shù)：焰火爆石煉金術(shù)：用燃燒的木頭燒礦石，再撥以冷水，礦石熱脹冷縮爆裂破碎。采金者再將其研磨成粉，以水用碗篩淘。洪荒淘金術(shù)：淘金者先要去挖礦沙，然后再一點(diǎn)一點(diǎn)地放進(jìn)木制的淘盒工具里去淘洗，利用金子比重大的特點(diǎn)，讓水沖刷掉泥沙，留下金沙金屑。（3）土法煉金：人在井下開采出金礦石以后，把礦石放進(jìn)筐里，像打水一樣用轆護(hù)把筐提出來(lái)。然后再用錘子把礦石砸成小塊，放在石磨上磨，磨成玉米面那樣粗細(xì)的粉，再用水進(jìn)行拉溜，讓金砂沉到水底，再用火燒進(jìn)行煉金。此后黃金生產(chǎn)逐步由土法向半機(jī)械化發(fā)展，采用了風(fēng)鉆鑿巖、炸藥爆破、小礦車運(yùn)輸、水泵抽水等方法?，F(xiàn)代黃金生產(chǎn)的流程現(xiàn)在招遠(yuǎn)的黃金生產(chǎn)全部采用機(jī)械化、電腦控制，白動(dòng)化生產(chǎn)。根據(jù)地質(zhì)隊(duì)用鉆打出的礦石巖芯，化驗(yàn)出黃金在底下哪一層、多少米，然后開采。建國(guó)40年來(lái)，黃金冶煉和綜合回收發(fā)展較快，冶煉技術(shù)和工藝裝備水平不斷提高，冶煉成本日益降低，促進(jìn)了黃金生產(chǎn)的發(fā)展。（1）黃金礦山金的就地冶煉70年代以前，黃金生產(chǎn)處于初步發(fā)展階段，除少數(shù)礦山開始采用氰化法提金工藝外，礦山就地產(chǎn)金王要是從砂礦重選所得的自然金和精礦的冶煉，以及混汞法提金工藝產(chǎn)出的汞膏為原料就地冶煉，就地產(chǎn)金量?jī)H占金產(chǎn)量的30%，70%的金依靠有色冶煉廠回收。1970年以后，黃金生產(chǎn)逐步發(fā)展，氰化法提金工藝日益廣泛地應(yīng)用，礦山就地產(chǎn)金量日漸增多，1985年礦山成品金的產(chǎn)量已占全國(guó)黃金產(chǎn)量的70%，選廠產(chǎn)出的精礦產(chǎn)品大部分就地氰化冶煉產(chǎn)出成品金。礦山就地冶煉多數(shù)采用傳統(tǒng)的柑端法熔煉，因生產(chǎn)工藝和處理物料性質(zhì)不同，所產(chǎn)合質(zhì)金的合金量也不一樣，直接交售銀行因合金量不高或合銀不計(jì)價(jià)等原因，有的礦山為提高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益采取了化學(xué)法除雜再次熔煉或電解法進(jìn)行金銀分離精煉。焦家金礦曾于1984年試驗(yàn)采用水冶新工藝，將氰化金泥經(jīng)電氯化除去賤金屬(用水溶液氯化法提金和氨浸法提銀)獲得合金品位99.9%成品金和含銀99.9%的銀錠，金泥中的銅、鉛也同時(shí)回收(用濕法處理金泥有被推廣的趨勢(shì))。招遠(yuǎn)金礦成功地研制出一種轉(zhuǎn)爐熔煉金泥，取代了過去的柑塌熔煉，降低了成本，改善了勞動(dòng)條件。這一方法在一些黃金礦山得到推廣應(yīng)用，效果較好。（2）有色冶煉廠伴生金的回收在黃金生產(chǎn)中，多金屬礦石伴生金的回收占有相當(dāng)?shù)牡匚?。金和銅、鉛等有色金屬一道被選入精礦中，在銅、鉛冶煉中，金、銀得到回收。為增產(chǎn)黃金，全國(guó)一些有色冶煉廠先后建起貴金屬綜合回收車間，伴生金的產(chǎn)量，占全國(guó)伴生金總產(chǎn)量的90%以上，是我國(guó)黃金生產(chǎn)的一支重要力量。這些企業(yè)伴生金的回收系基于在銅鉛冶煉過程中，金銀富集在粗銅和粗鉛內(nèi)，電解精煉粗銅和粗鉛時(shí)，金銀沉積于電解陽(yáng)極泥中，因此，從陽(yáng)極泥中提取金銀是回收伴生金銀的王要途徑。銅陽(yáng)極泥的處理工藝，得到了較快的發(fā)展，通過不斷改革和創(chuàng)新，使傳統(tǒng)的火法生產(chǎn)流程更加成熟和完善，半濕法聯(lián)合流程和全濕法工藝新流程試驗(yàn)成功并先后投入生產(chǎn)，使我國(guó)冶煉技術(shù)和裝備水平都有較大的提高。如火法脫銅工序的改進(jìn)，有價(jià)元素的綜合回收，爐體的改進(jìn)和吸塵系統(tǒng)的完善等等。還有電解槽的改造，中頻爐的推廣應(yīng)用等都使火法冶煉工藝逐漸成熟和完善，使技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提高。由于火法冶煉工藝流程具有技術(shù)條件穩(wěn)定，工藝成熟、綜合利用程度高，對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)，處理能力大，成本費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，至今仍是沈冶、株冶和上冶等冶煉廠昔遍應(yīng)用的方法。富春江冶煉廠、武漢冶煉廠、重慶冶煉廠先后采用全濕法流程新工藝都取得明顯效果。云南冶煉廠、天津電解銅廠采用選冶聯(lián)合流程獲得成功并投產(chǎn)，也取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。硫酸燒渣捍金工藝的試驗(yàn)成功與應(yīng)用，也為我國(guó)黃金生產(chǎn)和充分利用資源創(chuàng)出了新路。2.3白銀發(fā)展史及其提煉方法（1）舊世界的白銀（公元前4000年-公元1500年）安納托利亞（現(xiàn)在的土耳其）被認(rèn)為是首個(gè)開采白銀的主要發(fā)源地，為小亞細(xì)亞地區(qū)的工匠提供原料。安納托利亞地區(qū)為近東、克里特和希臘地區(qū)的西方文明提供白銀資源。銀器工匠主要集中在小亞細(xì)亞和希臘各島，以及希臘大陸上邁錫尼文明統(tǒng)治的地區(qū)。銀礦集中開采大約是在公元前3000年開始的。首次成熟的銀礦石加工是在公元前2500年，占星家使用“灰吹法”從鉛銀礦中提取出白銀。當(dāng)時(shí)對(duì)銀器的需求，主要來(lái)自于繁榮的克里特文明和稍后的邁錫尼文明，令現(xiàn)今是亞美尼亞的地區(qū)對(duì)銀礦的定位和開采逐漸發(fā)展起來(lái)?；谀壳暗臍v史文獻(xiàn)和檔案，從公元前300年到公元1000年期間，白銀產(chǎn)量不太可能較Laurium地區(qū)的每年大約150萬(wàn)盎司有大幅增加。西班牙礦產(chǎn)在公元后一千年內(nèi)風(fēng)光無(wú)限，同一時(shí)期的Laurium和小亞細(xì)亞逐漸衰弱。白銀產(chǎn)量的實(shí)際擴(kuò)張是在公元1000-1500年間的500年以內(nèi)，那時(shí)礦產(chǎn)地?cái)?shù)量增加，采礦和加工技術(shù)也開始提高。（2）新世界的白銀（1500年-1875年）技術(shù)上的巨大變革以及1492年“新大陸”的發(fā)現(xiàn)，引發(fā)了白銀產(chǎn)量數(shù)量級(jí)式的增長(zhǎng)，尤其是在汞齊化加工方法發(fā)展后?！靶率澜纭睍r(shí)期首個(gè)主要開采地是玻利維亞的Potosi地區(qū)。雖然很難準(zhǔn)確衡量玻利維亞1500-1800年間的實(shí)際產(chǎn)量，但西班牙的歷史記錄顯示當(dāng)時(shí)生產(chǎn)了大約10億盎司。同時(shí)，墨西哥在1700-1800年內(nèi)生產(chǎn)了大約15億盎司的白銀。秘魯?shù)母弋a(chǎn)更持久一些，在1600-1800年內(nèi)平均每年產(chǎn)量超過3百萬(wàn)盎司。從歷史來(lái)看，塞羅德帕斯科(CerrodePasco)地區(qū)一直是秘魯最主要的銀產(chǎn)地之一。西班牙人到墨西哥開發(fā)銀礦是從14世紀(jì)初期開始。在1500-1800年間，玻利維亞、秘魯和墨西哥占世界白銀生產(chǎn)和貿(mào)易的份額超過85%。其余份額主要來(lái)源于德國(guó)、匈牙利和俄羅斯等歐洲國(guó)家，以及智利和日本。在1850年后，一些其他國(guó)家白銀產(chǎn)量上升，尤其是美國(guó)發(fā)現(xiàn)了內(nèi)華達(dá)州的康斯托克礦。全球白銀產(chǎn)量持續(xù)擴(kuò)大，到17世紀(jì)70年代，已經(jīng)從每年4,000萬(wàn)盎司增加至8,000萬(wàn)盎司。（3）北美崛起（1876年-1920年）1876-1920年間全球產(chǎn)銀技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)地開發(fā)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。19世紀(jì)最后25年內(nèi)白銀年產(chǎn)量是前75年平均產(chǎn)量的4倍，達(dá)到近1.2億盎司。美國(guó)境內(nèi)新礦的發(fā)現(xiàn)為全球產(chǎn)量增加添色不少，尤其是內(nèi)華達(dá)州的康斯托克礦，科羅拉多州的Leadville以及猶他州一些地區(qū)。同樣地，澳大利亞、中美洲以及歐洲也在全球產(chǎn)量增加中居功至偉。在隨后的1900-1920年間，加拿大、美國(guó)、非洲、墨西哥、智利、日本及其他部分國(guó)家繼續(xù)發(fā)現(xiàn)新礦，產(chǎn)量也因此擴(kuò)大一半，至每年1.9億盎司。技術(shù)方面的升級(jí)包括蒸汽鉆井、采礦、脫水，拖運(yùn)技術(shù)的改善也是一個(gè)重大突破。采礦技術(shù)的進(jìn)一步升級(jí)增強(qiáng)了礦石處理的能力，能夠同時(shí)處理更多含有銀的礦石。比如說，一種從鋅中提取貴金屬、被稱為fuming的技術(shù)，能從中等級(jí)別的礦石中提煉出有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的貴金屬。（4）當(dāng)代（1921年-現(xiàn)在）上個(gè)世紀(jì)早期的許多進(jìn)步讓世界各地白銀產(chǎn)量都有所提高。由于到18世紀(jì)末期，世界上許多高等級(jí)礦石都已經(jīng)被耗盡，所以這些進(jìn)步顯得格外有意義。這些進(jìn)步包括：批量采礦方法，包括應(yīng)用于地表和地下，能夠處理大量含有一定銀的低等級(jí)賤金屬礦石。提煉技術(shù)，能夠從礦石中分離出不同種類的賤金屬濃縮液。改進(jìn)礦石分離技術(shù)，尤其是能從鉛、鋅和銅濃縮液中分離出銀的浮選技術(shù)（1910年后）。改進(jìn)電解精煉技術(shù)，能夠從精煉粘土中分離出銀和其他賤金屬，也逐漸成為提煉銀的一個(gè)重要來(lái)源。貫穿20世紀(jì)的各種基礎(chǔ)金屬產(chǎn)量爆炸式增長(zhǎng)，令含銀殘?jiān)漠a(chǎn)量增加，最終提高了提煉得出銀的產(chǎn)量。

課程名稱貴金屬冶金學(xué)授課類型講授授課對(duì)象冶金普2009授課教師周雪嬌，楊文強(qiáng)授課時(shí)間2學(xué)時(shí)授課地點(diǎn)D403(周三)，E315(周五)課題第二章金銀性質(zhì)和用途教學(xué)目的與要求：了解金銀的物理性質(zhì)，掌握金銀的化學(xué)性質(zhì)，了解世界金銀儲(chǔ)量及產(chǎn)量，了解金銀的主要用途。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：金銀化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)方法：講授，多媒體教學(xué)教學(xué)內(nèi)容：一、金銀物理性質(zhì)：物理性質(zhì)銀金原子序數(shù)4779原子量107.9196.7周期表中的位置5周期，ⅠB族6周期，ⅠB族電子排布Ag474s24p64d105s1Au795s25p65d106s1晶格結(jié)構(gòu)面心立方面心立方硬度(金剛石=10)2.52.5密度g﹒cm-310.5~19.31顏色銀白色金黃熔點(diǎn)℃9601064.43沸點(diǎn)℃21642808可鍛性良好，可碾成0.025mm銀箔良好，可碾成0.23×10-3mm金箔延展性良好，可拉成0.001mm細(xì)絲良好，1g金可拉成3500m細(xì)絲導(dǎo)熱性（熱容J﹒g-1）良好(0.234)良好(0.129)導(dǎo)電性(電阻率μΩ/cm﹒℃)良好(1.59)良好(2.06)熔融狀態(tài)的揮發(fā)性大于金，正常熔煉溫度(1100~1300℃)下，小于1%很小吸氣性21VO2/1VAg37~46VH2/1VAu；33~48VO2/1VAu氧化態(tài)0、+10、+1、+3二、金的化學(xué)性質(zhì)：金在水溶液中的標(biāo)準(zhǔn)電極電位：(1)

Au在空氣中，甚至有水分也不發(fā)生反應(yīng)；(2)與各類酸堿的反應(yīng)a.Au不溶于任何堿，不溶于任何單一的無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸的水溶液中。b.在強(qiáng)氧化劑存在下，Au才能溶于濃H2SO4中。c.Au易溶于王水（HCl：HNO3=3：1）d.Au能溶于Cl2飽和的鹽酸。(3)與鹽的反應(yīng)(4)Au(4)Au在有機(jī)溶劑中的溶解O2,O2,Cl2,Fe3+,作氧化劑時(shí)，Au能溶于酸性硫脲溶液。，金金在化合物中的氧化態(tài)：+1、+3。金的一切化合物都不穩(wěn)定，易還原為金屬。金的主要化合物①金的氯化物：金的氯化物有氯化亞金AuCl和三氯化金AuCl3，它們可呈固態(tài)存在，但在水溶液中不穩(wěn)定，分解生成絡(luò)合物。金粉與氯氣作用生成三氯化金。三氯化金溶于水時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榻鹇人帷＝鹇人?HAuCl4·3H2O)呈黃色的針狀結(jié)晶形態(tài)產(chǎn)出，將其加熱至120℃時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿然?。?40～150℃下將氯氣通入金粉中，可獲得吸水性強(qiáng)的黃棕色三氯化金，它易溶于水和酒精中，將其加熱至150～180℃時(shí)，分解為氯化亞金和氯氣，加熱至200℃以上時(shí)，分解為金和氯氣。氯化亞金為非晶體檸檬黃色粉末，不溶于水，易溶于氨液或鹽酸液中，常溫下，能緩慢分解析出金，加溫時(shí)，分解速度加快。溶于氨液中的氯化亞金，用鹽酸酸化時(shí)可析出AuNH3Cl沉淀。氯化亞金與鹽酸作用生成亞氯氫金酸。a.a.c.c.溶液中的Au(Ⅰ、Ⅲ)易被還原還原劑：SO2、Fe2+鹽、草酸、甲酸、對(duì)苯二酚、聯(lián)氨、乙炔、木炭及Mg、Zn、Fe、Al等。②金的氰化物有O2存在時(shí)，Au可溶于氰化物溶液中：金化合物在氯化合物溶液或氰化合物溶液中，金幾乎均呈絡(luò)陰離子形態(tài)存在，如[AuClO]2-、[AuCl2]-，[AuCl4]-，[Au(CN)2]-等。氰化液中的金常用鋅(鋅絲或鋅粉)、鋁等還原劑將其還原，也可采用電解還原法將金還原析出。③金的硫脲化合物有O2存在時(shí)，Au可溶于酸性硫脲溶液中：金在酸性硫脲液中呈絡(luò)陽(yáng)離子形態(tài)存在。④金-汞齊Au與Hg可以任何比例形成合金——金-汞齊。依金含量的不同，金-汞齊可為固體或液體狀態(tài)存在。將金塊浸泡在汞液中，且持續(xù)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，隨著金的吸汞作用，從金塊的表面至心部，汞的濃度逐漸下降，形成的金汞齊將以各種中間相和固溶體形態(tài)出現(xiàn)，若沿金塊的橫斷面切開可見如圖所示的變化，從心部開始逐漸變化的順序?yàn)椋汗腆w金、Hg在Au中的固溶體、Au3Hg、Au2Hg、AuHg2、液態(tài)含金的汞、純汞液體。銀的化學(xué)性質(zhì)：提銀工藝中最主要的銀化合物為：提銀工藝中最主要的銀化合物為：銀的主要化合物：①①AgNO3無(wú)色透明斜方晶體②②Ag2SO4無(wú)色結(jié)晶，微溶于水（25℃,0.8gAg2SO4/100g水）③AgCl③AgCl自然界中呈角銀礦形態(tài)存在用Zn、Cu、Na2S及電解法，可從氰化液中還原出Ag。④⑤混汞時(shí)，Hg使Ag2S分解，生成的Ag與多余的Hg生成Ag-Hg齊。⑥Ag-Hg齊金銀產(chǎn)量自古以來(lái)的世界黃金年產(chǎn)量t時(shí)間產(chǎn)量經(jīng)歷的總年數(shù)平均年產(chǎn)量產(chǎn)量累計(jì)公元前4000～公元前50年768539501.957685公元前50～公元500年25725504.710257公元500～1000年9345001.911191公元1000年～1492年15384923.112729公元1493年～1800年416610738.916895公元1801年～1900年1230310012329198公元1901年～1972年76451721062105649公元1973年～1980年1100081375116649公元1981年～2000年>4000020>2000>160000世界銀產(chǎn)量t年代產(chǎn)量t平均年產(chǎn)量年代產(chǎn)量t平均年產(chǎn)量1493～160023232215198211722117221601～170039561396198312247122471701～180057562576199413801138011801～185033103662199716379163791851～19001254802510199817039170391901～19251524486098199917007170071926～195016993067972000(預(yù)測(cè))17220172201951～1960693306933至2000年合計(jì)11000001961～19707503275031971～1980895098951至1980合計(jì)870290金銀用途發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家各應(yīng)用領(lǐng)域黃金用量（t）

發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展中國(guó)家年份首飾紀(jì)念幣金幣首飾紀(jì)念幣金幣1985580.73.466.5631.311.052.71986593.34.2297.1598.57.651.21987586.96.5166.2650.99.536.41988672.17.687.6874.311.641.91989813.57.987.81115.012.647.41990866.08.589.41203.313.028.61991879.68.9121.11268.917.817.91992923.06.076.91567.822.812.5199381427.318.515.51994893.82.756.81455.621.513.6金——被稱為“現(xiàn)代新金屬”傳統(tǒng)：用做首飾、美術(shù)工藝、貨幣的原料、金融儲(chǔ)備。敏感材料：是現(xiàn)代發(fā)展最快的傳感器的基礎(chǔ)和核心，在信息技術(shù)體系和高新技術(shù)、現(xiàn)代工業(yè)及人們生活中都占有十分重要的位置，被人形象的喻為“電五官”。電接觸材料：貴金屬滑動(dòng)接觸材料主要用于航空和宇航儀表中高精密長(zhǎng)壽命的各種電接觸元件，如繞線電位器的繞組、電刷、導(dǎo)電滑環(huán)、整流片、換向片等焊接材料：電鍍材料：常用的有金及Au-Co系，Au-Ag、Au-Cd、Au-In、Au-Ag-Ni、Au-Co-In等系列。醫(yī)療：金的藥物中應(yīng)用最有效的是金諾芬(Auronafin)，即2,3,4,6-四乙酰-β-D-1-硫代葡糖三乙基膦金，是治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的特效藥，且副作用??；牙科材料主要用作充填材料、錘造金屬箔、鑄造牙冠、鑲嵌體、牙橋、假牙托、銷釘和釬料。開發(fā)了Au(-Ag)(-Cu)-PGM(PGM一鉑族金屬)、Au-Pt-Pd、Au-Pd-In及Au-Pd-Sn等合金。用于工業(yè)用于工業(yè)用于醫(yī)藥、醫(yī)療

課程名稱貴金屬冶金學(xué)授課類型講授授課對(duì)象冶金普2009授課教師周雪嬌，楊文強(qiáng)授課時(shí)間2學(xué)時(shí)授課地點(diǎn)D403(周三)，E315(周五)課題第三章金銀的礦物資源教學(xué)目的與要求：了解生產(chǎn)金銀的礦物原料及其性質(zhì)，了解可以從哪些有色金屬冶煉副產(chǎn)中提取金銀，了解含金銀廢舊材料的回收方法。教學(xué)方法：講授，多媒體教學(xué)教學(xué)內(nèi)容：一、金礦物原料金的分布金在地球中的分布：據(jù)估計(jì)，地球中金的總含量為48×1014t。海水含金一般為0.001～0.04mg/m3；海水總體積1.4×109km3，所以全世界海洋應(yīng)含金近3000萬(wàn)t。天然淡水平均含金0.03PPb。動(dòng)植物體內(nèi)含金：世界上最著名的金礦資源集中在威特沃特斯蘭德（Witwatersrand)我國(guó)的金礦資源分布在山東、河南、陜西、吉林、河北、遼寧、四川、廣東、湖南等省。其中山東的招遠(yuǎn)、尹格莊、三山島、焦家、新城、玲瓏；河南、陜西間的小秦嶺，江西金山，河南銀洞坡，四川的東北寨，貴州爛泥溝，云南鎮(zhèn)沅，甘肅格爾柯，新疆阿希金礦，黑龍江的烏拉嘎和吉林的渾春、夾皮溝，河北張家口，廣東河臺(tái)和臺(tái)灣北港等都是有名的特大型或大型金礦床產(chǎn)地。二、銀礦物原料我國(guó)的銀礦特點(diǎn)①產(chǎn)地分布廣泛，儲(chǔ)量相對(duì)集中②伴生銀資源豐富，產(chǎn)地多，但貧礦多，富礦少③大、中型產(chǎn)地少，占有的儲(chǔ)量多；小型產(chǎn)地多，占有儲(chǔ)量少。④銀多與鉛鋅礦共生或伴生三、有色金屬冶煉副產(chǎn)金銀原料四、含金銀的廢舊材料

課程名稱貴金屬冶金學(xué)授課類型講授授課對(duì)象冶金普2009授課教師周雪嬌，楊文強(qiáng)授課時(shí)間2學(xué)時(shí)授課地點(diǎn)D403(周三)，E315(周五)課題第四章金銀提取前的礦石加工教學(xué)目的與要求：了解金銀選冶的原則流程及礦石準(zhǔn)備；掌握金銀礦石預(yù)先處理工藝重選及浮選。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：金銀礦石重力選礦以及金銀礦石的浮選。難點(diǎn)：金銀選冶的原則流程。教學(xué)方法：講授，多媒體教學(xué)教學(xué)內(nèi)容：一、從礦石中提取金銀的原則流程不同礦床通常使用的提取方法：(1)良好砂金礦床的自然金多與脈石分離，金粒解離呈單體存在于砂礫中。但坡積或沖積礦床中的金粒只有少量已從脈石中解離出來(lái)，因而需要先進(jìn)行破碎。這些礦石通常經(jīng)預(yù)處理后用重選法產(chǎn)出精礦，再經(jīng)混汞或氰化法處理。(2)嵌布于石英脈中的單體自然金，通常將礦石破碎后直接用重選法、混汞法或氰化法處理。 (3)嵌布于硫化鐵中的自然金，或與銻、砷、銅、鎳礦物共生或呈碲化金存在的金，通常先經(jīng)過浮選和焙燒，然后用氰化法處理所得的精礦或焙砂。如礦石為次生硫化銅、硫化銻及金賦存于碳質(zhì)頁(yè)巖中，使用氰化法處理有困難時(shí)，則經(jīng)浮選后用其它方法處理，最后再用氰化法處理。(4)與鐵、鉛、銅、鎳硫化礦床共生的少量金，多嵌布于這些硫化礦物的晶格內(nèi)。浮選獲得的精礦、送銅、鉛或鎳冶煉廠處理。 (5)金和銀在自然界中常以各自的礦物共生在一起，或呈天然的合金共成一體。一般說來(lái)，回收銅、鉛、鋅等礦石中的銀使用浮選法為主，輔以其它方法。金礦石中的銀則可采用與回收金相似的方法，以合金形式回收，然后再分離提純；(6)含錳銀礦，由于錳的存在，直接采用氰化效果不好，采用其它方法也很困難。通常都在進(jìn)行特殊的處理后，再進(jìn)行銀的提取。二、礦石準(zhǔn)備破碎、細(xì)磨的任務(wù)：使金銀充分暴露，以保證選礦和冶金的順利進(jìn)行。工業(yè)上礦石一般最小的磨礦粒度是90％過325目（－0.044mm），破碎和磨礦是一個(gè)高能耗的作業(yè)，約占整個(gè)礦石加工費(fèi)的40－60％，電耗占60％左右。破碎使用的主要設(shè)備：顎式破碎機(jī)、園錐破碎機(jī)、振動(dòng)篩。我國(guó)目前多采用“多破少磨”的原則。磨礦流程：大多數(shù)選廠一般將磨礦細(xì)度定在55~60％－200目左右。對(duì)于磨礦細(xì)度要求更高時(shí)，如要求達(dá)到90~95％－200目以上的氰化廠，一般采用二段閉路磨礦。磨礦的主要設(shè)備：球磨機(jī)、棒磨機(jī)、分級(jí)機(jī)（螺旋、水力旋流器等）三、金銀礦石的重力選礦重力選礦是根據(jù)礦物顆粒的密度（ρ）和粒度（d）的差異，在流體介質(zhì)中進(jìn)行礦物分選的選礦方法，又簡(jiǎn)稱為重選。兩個(gè)粒度相同而密度不同的礦粒在流體中沉降時(shí)，其中密度大的沉降速度快，而密度小的沉降速度慢。如果兩個(gè)密度相同而粒度不同的礦粒在流體中沉降時(shí)，粒度大的沉降速度大，而粒度小的沉降速度小。金銀礦石的重力選礦：用于選金的重選設(shè)備跳有汰機(jī)、搖床和溜槽重選的適用對(duì)象：粗顆粒礦，不適合于細(xì)粒礦。特點(diǎn)： 設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)污染。四、金銀礦石的浮選礦石中存在有細(xì)顆粒的金時(shí)，則一般通過浮選（flotation）來(lái)進(jìn)行富集以減少處理的物料。礦物可分為：疏水性礦物－硫化礦親水性礦物－氧化礦浮選劑分類：１捕收劑，這類試劑作用在礦粒的表面，增強(qiáng)其疏水性，通常為具有一定碳鏈長(zhǎng)度的有機(jī)物。（Oredressing,Mineralprocessing）２起泡劑，浮選時(shí)要產(chǎn)生大量的氣泡用負(fù)載礦粒。３調(diào)整劑用于浮選過程的環(huán)境調(diào)整，如pH.

課程名稱貴金屬冶金學(xué)授課類型講授授課對(duì)象冶金普2009授課教師周雪嬌，楊文強(qiáng)授課時(shí)間4學(xué)時(shí)授課地點(diǎn)D403(周三)，E315(周五)課題第五章混汞法提金教學(xué)目的與要求：掌握混汞提金原理和影響因素；掌握混汞設(shè)備、方法選擇和操作；掌握汞金分離、壓濾和蒸餾的相關(guān)設(shè)備和操作；了解混汞提金在我國(guó)的應(yīng)用及強(qiáng)化手段；掌握混汞提金過程“三廢”的治理方法及汞中毒的防護(hù)與治療。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：混汞提金原理和影響因素、混汞設(shè)備、方法選擇和操作、汞金分離、壓濾和蒸餾的相關(guān)設(shè)備和操作、混汞提金過程“三廢”治理。難點(diǎn)：混汞提金原理、混汞設(shè)備、方法選擇和操作。教學(xué)方法：講授，多媒體教學(xué)教學(xué)內(nèi)容：混汞法提金的對(duì)象：已經(jīng)解離的，且重選法不能回收的明金?；旃ㄌ峤鹜ǔＶ蛔鳛檎麄€(gè)提金過程中的一道輔助工序，因?yàn)閱慰恳环N混汞法很難把礦石中的金提取干凈，通?；旃ㄌ崛〗鸬幕厥章手徽?0~80％，取決于礦石性質(zhì)的不同。混汞法與浮選法、重選法和氰化法一起組成聯(lián)合提金流程，金的回收率可以達(dá)到90％以上?；旃峤鸱ㄔO(shè)備簡(jiǎn)單、成本很低，但由于汞的毒性及環(huán)境保護(hù)的要求日益嚴(yán)格，該法已經(jīng)限制使用。一、混汞提金原理利用金能與汞形成合金而將金捕集?；旃饕藘蓚€(gè)過程：?汞對(duì)金的潤(rùn)濕?汞齊化?兩個(gè)過程中汞對(duì)金的潤(rùn)濕是限制步驟，即決定混汞是否能順利進(jìn)行。1.1濕潤(rùn)過程混汞進(jìn)行的方式是將礦漿與汞板或汞接觸，水相，固體（金）相，汞相潤(rùn)濕性的判據(jù)：若σ金水＞σ金汞，則θ＜900;若σ金水＜σ金汞，則θ＞900;金只要保持新鮮的表面與汞接觸，汞基本可將金潤(rùn)濕。汞對(duì)銀也有潤(rùn)濕作用，只是潤(rùn)濕性略差于金，對(duì)于化合物形態(tài)的金和銀，汞一般不潤(rùn)濕。對(duì)于脈石，汞不能潤(rùn)濕，故能選擇性提金銀，因?yàn)榻疸y主要是以金屬狀態(tài)存在。對(duì)于其它的有色金屬（如銅、鉛，鋅等），汞實(shí)際上也有潤(rùn)濕作用，但自然界中這些金屬主要是以化合物的形式存在，所以汞不能將它們潤(rùn)濕。1.2汞齊化過程汞齊化過程：金、銀與汞形成合金的過程，即汞將金銀潤(rùn)濕后，逐漸形成合金的過程。形成的Au-Hg化合物：AuHg2金粒最外層被汞所包圍，汞量很大，Au2Hg，次外層，Au3Hg，第三層，少量的汞擴(kuò)散進(jìn)去，與金形成金基固溶體，金粒的內(nèi)核未與汞接觸，仍為純金，第四層二、混汞提金的主要影響因素?金粒大小與解離度、?金粒的表面狀態(tài)、?汞的組成、?礦漿濃度、?溫度、?酸堿度2.1金粒大小與金粒的解離度若自然金粒過粗，不易為汞捕收，易被礦漿流沖走。若金粒過細(xì)，在礦漿濃度較大的條件下難以沉降，不易與汞板接觸，也易隨礦漿流失。實(shí)踐表明，適于混汞的金粒粒度為1~0.1mm。2.2金粒的表面狀態(tài)金粒的表面生成氧化膜，機(jī)械油的混入在金粒表面生成油膜，金粒中的雜質(zhì)與其它物質(zhì)起作用可在金粒表面生成相應(yīng)的化合物膜，金粒有時(shí)可被礦泥污染生成泥膜。金粒表面被污染，生成各種膜，常稱之為“生銹”，生銹的金粒將降低其親汞疏水性能。清除方法:可采用添加石灰、氰化物、氯化銨、高錳酸鉀等藥劑清潔金粒表面。2.3汞的化學(xué)成分及表面狀態(tài)1)含少量金銀或含有少量賤金屬（銅、鉛、鋅均小于0.1%）的不純汞對(duì)金粒表面的潤(rùn)濕性能要較純汞的好。 2)論礦漿中的砷、銻、鉍硫化物及黃鐵礦等硫化礦易附著在汞的表面，滑石、石墨、銅、錫及分解產(chǎn)生的有機(jī)物、可溶鐵等物質(zhì)會(huì)污染汞表面。被污染的汞易于分散而“粉末化”，這種現(xiàn)象稱為“汞病”，不利于汞對(duì)金粒潤(rùn)濕。消除“汞病”的方法，主要是防止污染物進(jìn)入礦漿。2.4礦漿性質(zhì)酸性礦漿有利于防止、消除上述污染。賤金屬的氧化物膜易為酸所溶解。堿性介質(zhì)中混汞可改善作業(yè)條件，如用石灰作調(diào)整劑時(shí)，可使可溶性鹽沉淀，消除油質(zhì)的不良影響，還可使礦泥凝聚。一般混汞作業(yè)宜在pH為8~8.5的弱堿性礦漿中進(jìn)行。2.5溫度溫度高，有利于汞表面張力的降低，易于潤(rùn)濕金粒，汞易向金粒內(nèi)部擴(kuò)散，加速汞齊化過程；溫度過高，會(huì)使礦漿中某些易溶雜質(zhì)進(jìn)入汞液污染汞，同時(shí)還會(huì)使汞的蒸發(fā)加劇，污染環(huán)境。溫度過低，不利于汞膏的凝聚而“硬化”、“粉化”，從而不利于汞膏的回收和處理。通?；旃鳂I(yè)的礦漿溫度宜維持在15℃以上。三、混汞提金的設(shè)備與操作?混汞有外混汞和內(nèi)混汞兩種方法。?外混汞法是在磨礦設(shè)備外進(jìn)行混汞，常用的外混汞設(shè)備主要為混汞板及不同結(jié)構(gòu)的混汞機(jī)械。?內(nèi)混汞法是在磨礦設(shè)備中使礦石的磨碎與混汞同時(shí)進(jìn)行。常用的內(nèi)混汞設(shè)備有碾盤機(jī)、搗礦機(jī)、混汞筒及專用的小型球磨機(jī)、棒磨機(jī)等。四、汞膏的處理處理作業(yè)一般包括洗滌、壓濾和蒸餾三個(gè)步驟。?1洗滌?2壓濾?壓濾的設(shè)備視生產(chǎn)規(guī)模而定。如生產(chǎn)規(guī)模小，用手工 壓濾即可，即把洗凈后的汞膏用濾布包緊，用人工擠壓，就可使游離的汞液透過濾布?規(guī)模較大，則可用螺旋式壓濾機(jī)。蒸餾汞膏注意事項(xiàng)：（1）汞膏裝罐前應(yīng)預(yù)先在蒸餾罐上涂上一層糊狀白堊粉或石墨粉、滑石粉、氧化鐵粉，以防止蒸餾后金粒粘結(jié)于罐壁上。（2）蒸餾罐內(nèi)汞膏厚度一般為40~50mm，厚度過大易使汞蒸餾不完全，延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間，汞膏沸騰時(shí)金粒易發(fā)生噴濺。（3）汞膏必須純凈，不可混入包裝紙，否則，回收汞再用時(shí)易發(fā)生汞“粉末化”現(xiàn)象。汞膏內(nèi)混有重礦物和大量硫時(shí)，易使罐底穿孔。（4）由于AuHg2的分解溫度（310℃）非常接近于汞的氣化溫度（356℃），蒸汞時(shí)應(yīng)緩慢升溫。溫度急劇升高，由于AuHg2尚處于分解時(shí)汞即進(jìn)入沸騰，容易造成噴濺現(xiàn)象。（5）蒸餾罐的導(dǎo)出鐵管末端應(yīng)與收集汞的冷卻水盆的水面保持一定的距離，以防止在蒸汞后期罐內(nèi)呈負(fù)壓時(shí)，水及冷凝汞被倒吸入罐內(nèi)引起爆炸。（6）汞時(shí)應(yīng)保持良好的通風(fēng)。五、汞的安全防護(hù)汞能以液態(tài)金屬、鹽類或蒸氣進(jìn)入人體內(nèi)。汞金屬及鹽類主要通過腸胃道，其次是通過皮膚或粘膜侵入人體。汞蒸氣主要通過呼吸道侵入人體?；旃鳂I(yè)產(chǎn)生的汞蒸氣及含汞廢水具有無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)刺激性的特點(diǎn)，不易被人察覺，對(duì)人體的危害較大。汞中毒癥狀:急性中毒:頭痛、嘔吐、腹瀉、咳嗽及吞咽時(shí)疼痛，1~2天后出現(xiàn)齒齦炎、口腔粘膜炎、喉頭水腫及血色素降低慢性中毒:腹瀉、口腔膜經(jīng)常潰瘍、消化不良、眼臉顫動(dòng)、舌頭哆嗦、頭痛、軟弱無(wú)力、易怒、尿汞等。我國(guó)汞的排放標(biāo)準(zhǔn)：氣體中允許排放的含汞量極限濃度為0.01~0.02mg/m3，排放的工業(yè)廢水中汞及其化合物的最高允許濃度為0.05mg/L。預(yù)防措施：裝汞容器應(yīng)密封，嚴(yán)禁汞蒸氣外逸。混汞操作時(shí)應(yīng)穿戴防護(hù)用具，避免汞與皮膚直接接觸。有汞場(chǎng)所嚴(yán)禁存放食物、禁止吸煙和進(jìn)食?；旃囬g和蒸汞室應(yīng)有良好的通風(fēng)，汞膏的洗滌、壓濾及蒸汞作業(yè)應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行?；旃囬g和蒸汞室的地面應(yīng)堅(jiān)實(shí)、光滑和有1~3%的坡度，并用塑料、瀝青等不吸汞材料鋪設(shè)，墻壁和頂棚宜涂油漆。定期用熱肥皂水或濃度為0.1%的KMnO4溶液洗刷墻壁和地面。不慎潑灑于地面的汞應(yīng)立即用吸液管或混汞銀板進(jìn)行收集，無(wú)法收集時(shí)應(yīng)灑上硫磺粉。為便于汞的回收，除地面保持一定坡度外，墻和地面間應(yīng)做成圓角?；旃僮魅藛T的工作服應(yīng)用光滑、吸汞能力差的絲稠制作。并注意個(gè)人衛(wèi)生，勤換、勤洗工作服。

課程名稱貴金屬冶金學(xué)授課類型講授授課對(duì)象冶金普2009授課教師周雪嬌，楊文強(qiáng)授課時(shí)間8學(xué)時(shí)授課地點(diǎn)D403(周三)，E315(周五)課題第六章氰化浸金教學(xué)目的與要求：掌握氰化物溶解金銀的反應(yīng)、機(jī)理及影響金溶解速率的因素；掌握氰化作業(yè)過程中溶液的氰化物濃度、氧濃度、堿度和完成溶解所需的時(shí)間對(duì)該過程的影響及控制方法；了解滲濾浸出、攪拌浸出及其它各種方法所用設(shè)備及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，掌握含氰廢水和貧液的及凈化與氰化物的再生回收；了解氰化物中毒癥狀，掌握氰中毒預(yù)防措施。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：氰化物溶解金銀的反應(yīng)、機(jī)理及影響金溶解速率的因素、氰化作業(yè)過程中溶液的氰化物濃度、氧濃度、堿度和完成溶解所需的時(shí)間對(duì)該過程的影響及控制方法、含氰廢水和貧液的及凈化與氰化物的再生回收。難點(diǎn)：滲濾浸出、攪拌浸出及其它各種方法所用設(shè)備及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。教學(xué)方法：講授，多媒體教學(xué)教學(xué)內(nèi)容：礦石中金的提取方法：重選混汞濕法冶金細(xì)粒金:0.07~0.01mm及微金粒<0.001mm重選法和混汞屬于物理方法，適合于提取粗顆粒金濕法冶金主要過程包括兩個(gè)方面：溶解（氧化、化學(xué)溶解），沉積（電沉積、置換、沉淀）一、氰化浸金原理1.1熱力學(xué)金銀在氰化物溶液中的溶解，曾經(jīng)提出了許多理論，現(xiàn)普遍認(rèn)為金銀(Me)的氰化可以寫成下列兩個(gè)反應(yīng)：2Me+4NaCN+2H2O+O2=2NaMe(CN)2+2NaOH+H2O2(1-1)2Me+4NaCN+H2O2=2NaMe(CN)2+2NaOH(1-2)在水溶液中，金的標(biāo)準(zhǔn)電位非常高。Au++e=AuE0=1.69V(1-3)工業(yè)上常用的強(qiáng)氧化劑（例如硝酸）的電位都比它低，因而都不能使金氧化。在氰化物溶液中，金的標(biāo)準(zhǔn)電位急劇地下降，選擇適當(dāng)?shù)难趸瘎⒔鹧趸?。平衡常?shù)或標(biāo)準(zhǔn)自由能變化表明，在熱力學(xué)上金的溶解反應(yīng)十分容易進(jìn)行，即在氰化物溶液中金十分容易被氧化，以Au(CN)2-配離子的形式進(jìn)入溶液，對(duì)銀可以得到類似的結(jié)論。結(jié)論：1）用氰化物溶液溶解金銀，生成配離子的電極電位，比游離的金銀離子的電極電位低得多，所以氰化物溶液是溶解金銀的良好溶劑和配合劑;2）金銀被氰化物溶液溶解形成Au(CN)2-,Ag(CN)2-配離子的反應(yīng)線4、5，幾乎都落入水穩(wěn)定區(qū)中，即線a和b之間，這說明這兩種配離子在水溶液中是穩(wěn)定的;3）金比銀易溶解，不形成配離子時(shí)金的電位高于銀，但形成配合物后，Au(CN)2-的電位比Ag(CN)2-低得多，從熱力學(xué)角度來(lái)看在氰化物溶液中金比銀容易溶解;4）在pH<9~10時(shí)，Au(CN)2-，Ag(CN)2-配離子的電位隨著pH的上升而直線下降，在此范圍內(nèi)，提高pH，對(duì)溶解金銀有利，但當(dāng)pH>9~10后，pH對(duì)電位的影響較?。?）氰化物溶金的曲線4及下方的平行曲線說明，在pH相同時(shí)，金配離子的電極電位，隨著配離子活度降低而降低。銀也具有同樣的規(guī)律;6）O2/H2O線在金線、銀線之上，說明O2是溶解金銀的良好氧化劑；7）溶金半電池與O2/H2O組成的原電池，在pH=9~10的電位差最大，也就是ΔG0的負(fù)值最大，反應(yīng)進(jìn)行最徹底，故氰化控制pH在9~10間；8）pH<9.4時(shí)，氰化物主要以HCN存在，在pH>9.4時(shí)則主要以CN-存在；9）強(qiáng)氧化劑的存在能將CN-氧化，增加氰化物的消耗；10）鋅能從氰化液中置換出金。1.2動(dòng)力學(xué)金的動(dòng)力學(xué)實(shí)質(zhì)上是電化學(xué)溶解過程2Au+4NaCN+2H2O+O2=2NaAu(CN)2+2NaOH+H2O2對(duì)于銀的溶解，同樣可以寫出類似的反應(yīng)式金、銀在氰化物溶液中的溶解速度。金銀在氰化物溶液中的溶解本質(zhì)上是一個(gè)電化學(xué)腐蝕過程。二、氰化浸金的主要影響因素2.1氰化試劑及濃度2.2氧的濃度2.3礦漿的pH值2.4礦漿溫度2.5金粒大小及其表面狀態(tài)2.6礦泥含量與礦漿濃度2.7浸出時(shí)間2.8攪拌三、氰化物的水解和保護(hù)堿化學(xué)穩(wěn)定性順序?yàn)椋夯瘜W(xué)穩(wěn)定性順序?yàn)椋核芤褐蠧N-會(huì)發(fā)生水解并形成揮發(fā)性的HCN和OH-:?CN-+H2O=OH-+HCN↑保護(hù)堿的作用：1.抑制氰化物的水解2.中和氰化過程中產(chǎn)生的硫酸、碳酸。這些酸會(huì)與氰化物作用生成HCN：2NaCN+H2SO4=Na2SO4+2HCN↑2NaCN+H2CO3=Na2CO3+2HCN↑3.降低鐵礦物對(duì)CN-的破壞作用 FeSO4+6NaCN=Na4Fe(CN)6+Na2SO4四、滲濾浸出法4.1滲濾氰化槽浸滲濾槽浸：將含礦物原料置于滲濾槽中進(jìn)行浸出的過程。適用：從礦砂、疏松多孔的含金礦物原料、焙砂及燒渣中提金。礦石粒度范圍：－10～+0.074mm的含金物料。特點(diǎn)：特點(diǎn)：金的浸出率：一般<70%。4.2滲濾槽浸出操作與指標(biāo)氰化液在槽中的流向有兩種：上進(jìn)下出，即溶液從槽頂注入，靠重力作用，由上而下，通過礦砂層；其優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力消耗少，缺點(diǎn)是礦泥易淤塞濾底，降低滲濾速度。下進(jìn)上出，即溶液靠壓力作用，由下而上，通過礦砂層；其優(yōu)點(diǎn)是溶液托起礦砂，溶金速度較快，不易淤底，缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗多浸出指標(biāo) 一般是用濃度逐漸降低的氰化液浸出，間歇式操作時(shí)，開始用含NaCN0.1~0.2%的溶液加入槽中，液面高于料層，浸泡6~12h，排盡浸出液，靜置6~12h，使料層孔隙充滿空氣。再將0.05~0.08%NaCN溶液加入槽中，液面高于料層浸泡6~12h，排盡第二次浸出液，靜置6~12h。最后用0.03~0.06%NaCN的溶液浸泡，6~12h，排盡第三次浸出液，加入清水進(jìn)行洗滌，排盡洗滌液后即可卸浸出渣。藥劑的消耗量：通常每噸礦砂消耗氰化鈉0.25~0.75kg，石灰1~2kg或苛性鈉0.75~1.5kg金的浸出率：主要取決于金粒的大小、磨礦細(xì)度、滲濾速度、礦石的結(jié)構(gòu)、對(duì)氰化有害雜質(zhì)的含量、作業(yè)時(shí)間、氰化浸出劑的濃度和用量及浸出渣的洗滌程度等因素。在處理石英礦時(shí)，金的浸出率可達(dá)85~90%，但當(dāng)?shù)V石過粗，分級(jí)不好時(shí)，則降至60~70%。五、滲濾氰化堆浸滲濾堆浸：將含礦物原料堆筑起來(lái)再進(jìn)行滲濾浸出的過程。適用：低品位金銀礦、早期采礦廢石等。特點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單、易操作、設(shè)備投資少、生產(chǎn)成本低、對(duì)礦石的性質(zhì)、品位、數(shù)量的適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益高。金的浸出率:一般50%～80%。堆浸法提金生產(chǎn)的主要經(jīng)驗(yàn)(1)破碎。根據(jù)礦石性質(zhì)及工藝要求，實(shí)行不同的破碎工藝流程。經(jīng)過對(duì)堆浸礦山的調(diào)查，主要分三種情況：廢礦石堆浸一般不破碎（占30%），二段破碎后礦石粒度為30~50mm（占53%），三段破碎后礦石粒度為9~19mm（占17%）。：破碎是保證礦石具有良好滲透性，提高金的浸出率的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)之一。(2)底墊。堆浸場(chǎng)的底墊及貧、貴液池、防洪池的襯墊均已采用高強(qiáng)度聚乙烯類材質(zhì)，厚度一般0.5~1.5mm，其優(yōu)點(diǎn)是延伸性、抗刺破性好，適于現(xiàn)場(chǎng)粘接，可反復(fù)使用。(3)筑堆。堆高一般3~9米，原礦堆浸的礦堆可高達(dá)46米，破碎后的礦堆達(dá)到30米。筑堆的方式有多堆法、多層法、斜坡法等。普通采用汽車、前端裝載機(jī)、推土機(jī)運(yùn)卸礦石筑堆。并要及時(shí)松動(dòng)，防止礦堆被機(jī)械壓實(shí)。越來(lái)越多的公司采用專門設(shè)計(jì)的移動(dòng)式皮帶機(jī)或履帶式筑堆機(jī)筑堆，即降低了運(yùn)輸成本，又減輕了礦堆的壓實(shí)程度。(4)制粒。廣泛應(yīng)用制粒技術(shù)處理粉礦及含粘土高的礦石，這是國(guó)外應(yīng)用堆浸技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)。基本方法是向礦石中加入一定量（3~6千克/噸）水泥、石灰粘合劑，并添加適量氰化鈉溶液，使礦石保持8%~12%濕度，固化8~12小時(shí)，形成團(tuán)礦。通過制粒處理，提高了礦堆的滲透性，供氧充分，預(yù)先氰化溶金，大大提高了金的浸出率。(5)噴淋。管網(wǎng)全部采用高強(qiáng)度聚乙烯塑料管，多采用旋轉(zhuǎn)搖擺式噴頭，這種噴頭噴射半徑大，噴灑液滴大而均勻，不易霧化，安裝方便。為了防止結(jié)垢，可向溶液中加入防垢劑。(6)炭吸附與解吸電解。（也有鋅置換沉淀工藝）常規(guī)滲濾氰化堆浸制粒－滲濾氰化堆浸制粒的目的：為克服粉礦及粘土礦對(duì)堆浸的不良影響。攪拌氰化浸出攪拌浸出：將含礦物原料置于攪拌浸出槽中進(jìn)行浸出的過程。攪拌氰化浸出法，是將礦石或精礦經(jīng)細(xì)磨濃縮后，在攪拌浸出槽中進(jìn)行氰化浸出。按處理的物料不同，分為直接處理礦石的全泥氰化和處理金精礦的氰化。適用：磨礦粒度為-0.3mm的含金物料。特點(diǎn)：與滲濾法相比，攪拌浸出的廠房占地面積小，浸出時(shí)間短，機(jī)械化程度高，金的浸出率高，原料適應(yīng)性強(qiáng)。1)機(jī)械攪拌浸出槽優(yōu)點(diǎn)：能均勻而強(qiáng)烈地?cái)嚢璧V漿；缺點(diǎn)：動(dòng)力消耗大、設(shè)備維修工作量大。適用：處理粒度大、密度大、浸出礦漿濃度小的中、小型氰化廠。規(guī)格：Ф(1.5~3.5)×(1.5~3.5)m(2)空氣攪拌浸出槽優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用低，故障少，操作簡(jiǎn)便；缺點(diǎn)：要增置空氣壓縮機(jī)，為防止突然停電要有備用電源；適用：細(xì)顆粒、高濃度礦漿的全泥氰化浸出；規(guī)格：Ф(3~11)×(11~23)m(3)機(jī)械和空氣聯(lián)合攪拌浸出槽優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，浸出效率更高；缺點(diǎn)：耗電量較大；適用：高濃度礦漿的氰化浸出；規(guī)格：Ф(3~11)×(11~23)m(4)耙式攪拌浸出槽優(yōu)點(diǎn)：槽體矮，槽底無(wú)沉積物，金的浸出速度較快，氰化物耗量較少；應(yīng)用實(shí)例⑴全泥氰化某金礦金品位為5~6g/t，金主要為自然金、銀金礦，多嵌布于石英顆粒間或石英與方解石顆粒間隙中，粒度平均為0.056mm。其它金屬礦物主要是黃鐵礦，其次為黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、褐鐵礦。該礦采用全泥氰化浸出→逆流洗滌→鋅絲置換工藝流程，⑵浮選金精礦的攪拌氰化某原礦為含金黃鐵礦石英礦石，金屬礦物主要為黃鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、輝鉬礦、自然金等，脈石礦物主要為石英、碳酸鹽、斜長(zhǎng)石、絹云母等。原礦含金6g/t，金粒細(xì)小，與黃鐵礦密切共生。采用浮選和攪拌氰化處理該礦，礦石經(jīng)浮選獲得含金硫精礦，其中含金117.5g/t，銀43.17g/t，銅0.18%,鉬0.05%，硫25.26%，碳1.54%，金的浮選回收率為96%。七、氰化廢水的處理處理方法大致有三種：(1)脫金貧液直接返回氰化作業(yè)循環(huán)使用，如返回磨礦、配制新氰化試劑、洗滌濃縮機(jī)底流等；(2)含氰廢水凈化，即采用有關(guān)化學(xué)藥劑破壞含氰廢水中的氰化物，使含氰廢水轉(zhuǎn)化為無(wú)毒廢水；(3)氰化物再生回收，采用酸處理含氰廢水，使氰根呈HCN氣體逸出，隨后用堿吸收獲得濃氰化物溶液。氰化物的安全防護(hù)據(jù)報(bào)導(dǎo)，口服0.1g氰化鈉或0.12g氰化鉀或0.05mg氫氰酸均可使人瞬間致死，0.1~0.14mg氰化鈉或0.06~0.09mg氰化鉀能使體重為1kg的動(dòng)物死亡。 預(yù)防氰化物中毒的主要措施有： 防止固體氰化物粉塵污染手、臉、衣服、桌椅及地面等，工作后應(yīng)洗澡和更換衣服。特別防止粉塵由口腔吸入。 產(chǎn)生HCN的設(shè)備和場(chǎng)所應(yīng)密封或局部通風(fēng)，含HCN氣體的空氣應(yīng)經(jīng)堿液洗滌后才能排空。 改革加料工藝，盡量采用機(jī)械化或自動(dòng)化加料，以減少操作人員的直接接觸。含氰化物的廢水和洗水，經(jīng)處理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后方可排放。 生產(chǎn)車間應(yīng)備有急救藥物及設(shè)備，操作人員應(yīng)熟悉氰化物中毒的搶救方法，以便萬(wàn)一發(fā)生事故能及時(shí)搶救。

課程名稱貴金屬冶金學(xué)授課類型講授授課對(duì)象冶金普2009授課教師周雪嬌，楊文強(qiáng)授課時(shí)間4學(xué)時(shí)授課地點(diǎn)D403(周三)，E315(周五)課題第七章氰化物溶液與伴生礦物的作用教學(xué)目的與要求：掌握鐵礦物、銅礦物、砷銻礦物、鋅、鉛、汞礦物等對(duì)氰化浸金的影響及其處理方法，了解什么是氰化物溶液的疲勞及其延緩方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：鐵礦物、銅礦物、砷銻礦物、鋅、鉛、汞礦物等對(duì)氰化浸金的影響及其處理方法。教學(xué)方法：講授，多媒體教學(xué)教學(xué)內(nèi)容：氰化法處理的金礦石，金的品位低的只有幾g/t，高的也不過百余g/t。與金礦石中存在的其它礦物相比，金在礦石中是非常次要的組分。 干擾金的氰化的礦物大致可分為兩類： ⑴活性礦物會(huì)釋放出某些干擾離子，并顯著影響氰化物溶液的性質(zhì)，進(jìn)而影響金的反應(yīng)速度和氰化物的消耗。 ⑵難浸礦物這類礦物通常將很細(xì)的浸染狀金包裹起來(lái)，使金無(wú)法與氰化物溶液作用，如黃鐵礦和毒砂；或?qū)⒁讶芙獾慕鹞?。一、鐵礦物金礦石中的鐵礦物可分為氧化礦和硫化礦兩大類型。赤鐵礦Fe2O3、磁鐵礦Fe3O4、針鐵礦FeOOH、菱鐵礦FeCO3等屬于氧化礦，這一類礦物不與氰化物溶液起作用，對(duì)氰化過程也不會(huì)造成有害影響。鐵的硫化物，如白鐵礦FeS2、磁黃鐵礦Fe1-xS(x=0~0.2)在氰化過程中發(fā)生顯著的、有時(shí)甚至是非常重要的變化，引起一系列不希望的后果。這些鐵的硫化礦在氰化過程中的穩(wěn)定程度，取決于它們自身的結(jié)晶構(gòu)造、性質(zhì)、粒度及氰化條件鐵的硫化礦氧化速度的快慢，可將它們分為快氧化和慢氧化兩類。 大部分的黃鐵礦，特別是那些具有致密的、粗顆粒結(jié)晶結(jié)構(gòu)的黃鐵礦屬于慢氧化類型。黃鐵礦在氰化過程中基本上不與氰化物溶液起作用?？煅趸偷牡V石是結(jié)晶細(xì)小、結(jié)構(gòu)疏松的硫化鐵變體，主要是磁黃鐵礦和大部分白鐵礦。如果不采用特殊措施，處理這類礦石將增加氰化物的消耗和降低金的回收率。氧化產(chǎn)物會(huì)與氰化物溶液中的CN-、O2和保護(hù)堿發(fā)生一系列的反應(yīng)。S+CN-=SCN-部分硫氧化成硫代硫酸鹽：2S+2OH-+O2=S2O32-+H2O在堿性氰化物溶液中，F(xiàn)e2+水解Fe2++2OH-=Fe(OH)2并和CN-形成不溶于水的氰化鐵：Fe(OH)2+2CN-=Fe(CN)2+2OH-白色Fe(CN)2沉淀溶于過剩的氰化物中，生成亞鐵氰酸鹽：Fe(CN)2+4CN-=Fe(CN)64-當(dāng)保護(hù)堿不夠時(shí)，將生成普魯士藍(lán)：2Na++Fe2++Fe(CN)64-=Na2Fe[Fe(CN)6]4Na2Fe[Fe(CN)6]+O2+2H2O=Fe4[Fe(CN)6]3+Fe(CN)64-+4OH-+8Na+或者直接與Fe3+反應(yīng)：4Fe3++3Fe(CN)64-=Fe4[Fe(CN)6]3當(dāng)保護(hù)堿足夠時(shí)，藍(lán)色消失：Fe4[Fe(CN)6]3+12OH-=3Fe(CN)64-+4Fe(OH)3在堿性氰化物溶液中，鐵的硫化物氧化較激烈，并消耗大量的氰化物和氧氣：4FeS+3O2+4CN-+6H2O=4CNS-+4Fe(OH)3此外，硫化鐵可以直接與堿、氰化物作用：FeS+6CN-=Fe(CN)64-+S2-FeS+2OH-=Fe(OH)2+S2-Fe(OH)2+6CN-=Fe(CN)64-+2OH-造成硫氰酸鹽化合物在溶液中積累；S2-則部分留在溶液中，一部分轉(zhuǎn)化為CNS-、S2O32-和SO42-：2S2-+2O2+H2O=S2O32-+2OH-S2O32-+2O2+2OH-=2SO42-+H2O2S2-+2CN-+O2+2H2O=2CNS-+4OH-實(shí)際上，鐵的硫化物與氰化物溶液作用相當(dāng)復(fù)雜，溶液中還有SO32-、Sx2-、SxO62-等?？煅趸蜩F礦一系列副反應(yīng)，給氰化帶來(lái)的困難主要有： ⑴低了溶金的速度和完全程度，因?yàn)樗蟠蠼档土巳芤褐醒醯臐舛?，且積累了堿金屬和堿土金屬的硫化物(主要為S2-)。⑵加氰化物消耗，氰化物變成相對(duì)無(wú)用的硫氰化物和亞鐵氰酸根。采用措施：⑴化前礦漿在堿性介質(zhì)中充氣。礦漿在不含氰化物的介質(zhì)中充氣時(shí)，硫化亞鐵將氧化成Fe(OH)3：4FeS+9O2+8OH-+2H2O=4Fe(OH)3+4SO42-⑵氰化時(shí)強(qiáng)烈充氣。氰化時(shí)充氣將加快S2-氧化成S2O32-和SO42-的過程，相應(yīng)減少與氰化物、氧氣作用生成CNS-的那部分S2-的比例。⑶化礦漿中加氧化鉛或可溶性鉛鹽。氧化鉛或可溶性鉛鹽的加入，是認(rèn)為它們可以阻止下列反應(yīng)的發(fā)生：2S2-+2CN-+O2+2H2O=2CNS-+4OH-Cu++2CN-=Cu(CN)2-K2=10Cu++2CN-=Cu(CN)2-K2=10Cu(CN)2-+CN-=Cu(CN)32-K3=105.2Cu(CN)32-+CN-=Cu(CN)43-K4=101.5 在氰化物溶液中，銅以Cu+的形態(tài)與CN-形成配合物。1二價(jià)銅的礦物與與CN-作用Cu2+(OH-,CO32-,SO42-)+4CN-=Cu(CN)32-+0.5(CN)2+(OH-,CO32-,SO42-)二銅不僅能形成Cu+與CN-的配合物，消耗CN-，而且Cu2+還可將CN-氧化成(CN)2。(CN)2和OH-作用生成CN-和CNO-(CN)2+2OH-=CN-+CNO-+H2O2一價(jià)銅礦物與與CN-作用輝銅礦與氰化物溶液作用形成中間產(chǎn)物銅藍(lán)：2Cu2S+6CN-+H2O+0.5O2=2Cu(CN)32-+2CuS+2OH-銅藍(lán)在氰化物溶液中溶解，析出元素硫：2CuS+6CN-+H2O+0.5O2=2Cu(CN)32-+2S+2OH-元硫?qū)⑦M(jìn)一步與CN-作用形成CNS-離子。3自然銅與與CN-作用自然銅在氰化液中也十分容易氧化，即使水也可將其氧化。2Cu+6CN-+2H2O=2Cu(CN)32-+2OH-+H2↑可以看出，處理銅礦石的困難并不只是限于氰化物耗量高。在氰化操作溶液中存在銅的絡(luò)合陰離子，會(huì)明顯降低金的溶解速度。為了說明這個(gè)現(xiàn)象，推出了兩個(gè)理論。第一種理論認(rèn)為，金的溶解速度減慢是由于氰化溶液中存在銅時(shí)，氰化物主要結(jié)合成絡(luò)合陰離子[Cu(CN)n+1]-，因此，游離氰化物的濃度不足以使貴金屬快速溶解。根據(jù)這些研究人員的意見，再向氰化溶液中補(bǔ)充氰化物，溶液中游離CN-離子的濃度變化不大，因?yàn)橛秀~存在時(shí)，這些離子化合成配位數(shù)更高的絡(luò)合陰離子。為了顯著提高CN-離子的濃度，進(jìn)而，加快金的浸出速度，必須保證氰化物的濃度使全部銅都化合成配位高的絡(luò)合物[Cu(CN)43-]。然而，在含銅金礦氰化的實(shí)踐中，也有過一些情況，即提高氰化物濃度超過了這一極限，并未達(dá)到必要的浸出速.度和金回收率。這一情況表明，銅對(duì)氰化過程的影響比較復(fù)雜，并且不僅限于CN-離子結(jié)合成為絡(luò)合陰離子。第二種理論比較全面，認(rèn)為，銅的有害影響不僅在于降低游離CN-濃度，而且還在金表面形成一層薄膜，降低了金的溶解速度。因?yàn)?，在金粒表面的擴(kuò)散層中游離的CN-濃度很小([CN-]→0)，致使銅氰配離子向更低配位數(shù)的配離子離解，直至形成不溶性的氰化銅。Cu(CN)43-=Cu(CN)32-+CN-Cu(CN)32-=Cu(CN)2-+CN-Cu(CN)2-=CuCN↓+CN-該理論提出者使用放射性同位素的精確方法，用實(shí)驗(yàn)證明了貴金屬在銅氰化溶液中溶解時(shí)，其表面有銅存在。圖51顯示出了不同銅濃度的氰化溶液中，溶解金的試驗(yàn)結(jié)果。由圖示數(shù)據(jù)可見，吸附銅的數(shù)量，以及生成薄膜的密度都在銅濃度升高時(shí)有規(guī)律地增加。金的溶解速度相應(yīng)地降低。速度降低不多表明，所生成的薄膜具有很多孔隙，薄膜上孔道和縫隙的存在可提供溶劑的進(jìn)入和反應(yīng)產(chǎn)物排出的可能。當(dāng)溶液中銅的濃度不高(0.05%以下)時(shí)，生成的薄膜顯然具有鑲嵌的特點(diǎn)，只固定在表面活性最大的區(qū)段上，因此，對(duì)溶解速度影響不大。如果溶液中銅的濃度保持不變，則提高氰化物濃度時(shí)，游離CN-離子的濃度也升高。圖52中列出了能證實(shí)這一結(jié)論的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。隨著氰化物濃度的增加，銅在金表而上的沉淀速度明顯下降，而金的溶解速度則上升。三、砷和銻礦物銻礦主要是輝銻礦(Sb2S3)，砷常以雌黃(As2S3)、雄黃(As4S4)、毒砂(FeAsS)的形態(tài)存在。這些砷銻礦物中，除毒砂外，均可與氰化物溶液作用。其中Sb2S3易與保護(hù)堿作用：Sb2S3+6OH-=SbO33-+SbS33-+3H2O生成的SbS33-一部分與堿反應(yīng)形成SbO33-和S2-：SbS33-+6OH-=SbO33-+3S2-+3H2O另一部分與CN-、O2反應(yīng)形成CNS-2SbS33-+3CN-+3H2O+1.5O2=Sb2S3+3CNS-+6OH-雌黃(As2S3)和雄黃黃(As4S4)在氰化物溶液中有類似的反應(yīng)：As2S3+6OH-=AsO33-+AsS33-+3H2OAsS33-+6OH-=AsO33-+3S2-+3H2O3As4S4+3O2+36OH-=8AsO33-+4AsS33-+18H2O3As4S4+3O2=2As2O3+4As2S3As2O3+6CN-+3H2O=2AsO33-+6HCN2AsS33-+6CN-+3O2=6CNS-+2AsO33-溶液中生成的S2-可與與CN-和O2作用：2S2-+2CN-+O2+2H2O=2CNS-+4OH-2S2-+2O2+H2O=S2O32-+2OH-反應(yīng)的結(jié)果，使氰化物溶液中積累銻、砷硫化物的分解產(chǎn)物：SbO33-、SbS33-、AsO33-、AsS33-、S2-，其結(jié)果在金的表面生成薄而致密的膜。氰化溶液的堿度對(duì)砷、銻礦分解速度的影響。降低溶液的pH值會(huì)明顯地減慢它們的分解過程。這個(gè)重要情況有時(shí)也使用于氰化銻砷含金礦石的生產(chǎn)實(shí)踐中，采用氰化溶液保護(hù)堿的濃度盡可能低。在這種情況下，降低氰化溶液中銻、砷硫化物分解產(chǎn)物的濃度可以提高金回收率。防止銻、砷礦物不良影響的另一項(xiàng)措施是以最快的速度使有害硫代硫酸鹽和硫化物一離子轉(zhuǎn)化為無(wú)害的硫氰酸鹽一離子。在常規(guī)氰化條件下，這些過程進(jìn)行得很慢。向氰化溶液中加入少量鉛的可溶性鹽—硝酸鹽或醋酸鹽可以使其速度大大提高。加速的機(jī)理，看來(lái)是鉛在堿性溶液中生成亞鉛酸鹽離子PbO22-，PbO22-與S2-,SbS33-,AsS33-離子結(jié)合成不溶于水的硫化物。應(yīng)該指出，砷黃鐵礦是金礦中最普通的礦物之一與雌黃、雄黃和輝銻礦有所不同，實(shí)際上它在堿性氰化溶液中不分解，囚此，它本身對(duì)氰化回收金不產(chǎn)生不良影響。然而砷黃鐵礦常常含有細(xì)分散金，甚至經(jīng)過細(xì)磨也不能暴露。在這種情況下，要采用特殊方法提金。四、鉛鋅汞礦物金礦石中鋅的含量較低。氧化鋅礦物很容易溶解于氰化物溶液：ZnO+4CN-+H2O=Zn(CN)42-+2OH-而硫化鋅與氰化物溶液的作用緩慢：ZnS+4CN-=Zn(CN)42-+S2-ZnS+5CN-+0.5O2+H2O=Zn(CN)42-+CNS-+2OH--在氰化中，鋅的存在往往是增加氰化物的消耗，但并不妨礙金的溶解。溶液中適量的鉛存在對(duì)金銀的氰化是有利的，因?yàn)殂U可以消除氰化液中S2-的有害影響，在置換時(shí)，鉛能在鋅粉表面上形成鋅-鉛局部電池而促進(jìn)金的沉淀。礦漿中過量的鉛對(duì)金的氰化浸出會(huì)產(chǎn)生不利影響，這在用石灰作保護(hù)堿時(shí)表現(xiàn)更為強(qiáng)烈。汞礦物，如辰砂Hg和蹄汞礦HgTe等有時(shí)是金礦石的組分。當(dāng)氰化混汞尾礦時(shí)，可能存在少量由混汞設(shè)備帶來(lái)的金屬汞及其氧化產(chǎn)物。氧化汞Hg易溶于氰化溶液:由氧化汞和氯化汞進(jìn)入溶液的汞金屬只有其量的一半:金屬汞溶解特別慢:硫化汞溶解得也很慢。氰化溶液中存在少量汞，和鉛的化合物一樣，可以減弱硫化堿的有害作用。五、其它礦物5.1銀礦物銀礦物中角銀礦(AgCl)最易溶于氰化物溶液中，并不耗氧：AgCl+2NaCN=NaAg(CN)2+NaCl輝銀礦(Ag2S)在氰化溶液中：Ag2S+4NaCN=2NaAg(CN)2+Na2SNa2S對(duì)銀的浸出有影響，它要消耗上百倍的氰化物。因?yàn)樾纬蓧A金屬硫化物（Na2S）等在CaO存在的時(shí)候，生成NaCNS和Na2S2O3（轉(zhuǎn)化為Na2SO4)的結(jié)果。采取相應(yīng)措施：1、提高礦漿中的氰化物濃度并強(qiáng)化礦漿充氣。2、預(yù)先加可溶性鉛鹽。預(yù)先加入少量可溶性鉛鹽（醋酸鉛或硝酸鉛）等，可使可溶性Na2S變以難溶的PbS沉淀，使反應(yīng)向右進(jìn)行：Na2S+Pb(AC)2=PbS+2NaAC在某種程度上可改善硫化銀礦物的溶解。5.2含碳礦物用氰化法處理含碳（或石墨）金礦石時(shí)，可發(fā)現(xiàn)已溶金過早的沉淀，并隨尾礦流失。采取相應(yīng)措施來(lái)提高金的氰化浸出率：1、在氰化浸出前向礦漿中加入適量的煤油、煤焦油或其它藥劑，在碳的表面形成不吸附已溶金的薄膜；2、預(yù)先用次氯酸鈉或氯處理，使之氧化；3、氧化焙燒；4、加壓氧化；5、生物氧化。六、氰化物溶液的疲勞氰化溶液的“疲勞”——氰化溶液與金屬礦物的相互作用不僅增加氰化物耗量，而且還導(dǎo)致溶液中積累大量雜質(zhì)。溶液經(jīng)過多次使用之后，雜質(zhì)濃度可能達(dá)到特別高的程度。這種雜質(zhì)的積累會(huì)導(dǎo)致氰化溶液對(duì)金、銀溶解能力的降低。由于雜質(zhì)在氰化溶液中的積累而使其活性降低，稱之為氰化溶液的“疲勞”。雜質(zhì)積累到一定界限之后，盡管再加入游離氰化物，也不可能使溶液的活性恢復(fù)到原始的程度。被污染的氰化溶液活性降低的主要原因，是在貴金屬表而生成不同類型的膜，阻礙溶解過程。膜的生成，既是雜質(zhì)與貴金屬表面化學(xué)作用的結(jié)果，也是溶液中存在的表面活化物質(zhì)吸附的結(jié)果。膜的阻礙作用還取決于它的結(jié)構(gòu)(孔隙度)和厚度。面膜的孔隙度和厚度本身又主要決定于引起生成膜的雜質(zhì)性質(zhì)和濃度。在氰化溶液中存在銅、鋅和鐵的絡(luò)合陰離于的情況下，生成膜的特點(diǎn)及機(jī)理大致是相同的，然而，生成的膜的孔隙性差別很大。最致密的膜對(duì)于氰化物和溶解氧是相當(dāng)難以通過的，它是在銅絡(luò)合物存在時(shí)生成的。相反，鐵的化合物有助于生成松散易透過的膜。鋅的化合物介于二者之間。因此，雜質(zhì)的阻礙作用按鐵一鋅一銅順序上升。在氰化溶液中存在銻和砷化合物時(shí)，生成極致密的膜顯著減慢溶解速度。因此，當(dāng)?shù)V石中含有輝銻礦、雄黃和雌黃之類的礦物時(shí)，氰化溶液的疲勞性表現(xiàn)極為明顯。

課程名稱貴金屬冶金學(xué)授課類型講授授課對(duì)象冶金普2009授課教師周雪嬌，楊文強(qiáng)授課時(shí)間4學(xué)時(shí)授課地點(diǎn)D403(周三)，E315(周五)課題第八章從常規(guī)氰化浸出液中置換金銀教學(xué)目的與要求：掌握采用鋅從常規(guī)氰化浸出液中置換金銀的原理，了解鋅絲置換法及鋅粉置換法的工藝特點(diǎn)、設(shè)備及流程，明確鋅絲置換法及鋅粉置換法的優(yōu)缺點(diǎn)，掌握金泥處理的三種方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：鋅置換的原理。難點(diǎn)：鋅置換的原理，鋅粉置換法的工藝特點(diǎn)、設(shè)備及流程。教學(xué)方法：講授，多媒體教學(xué)教學(xué)內(nèi)容：從氰化貴液中直接析出金的方法有：鋅置換鋁置換電積法將金先從稀溶液中富集，然后再行提取的方法有：活性炭吸附離子交換樹脂吸附溶劑萃取。自發(fā)展氰化法到最近為止，鋅置換沉淀法是從氰化物溶液中沉淀貴金屬主要的，實(shí)際上也是唯一的方法。目前，這種方法在黃金生產(chǎn)工業(yè)中仍保持領(lǐng)先地位。然而，飯年來(lái)越來(lái)越廣泛地推廣以采用離子交換樹脂和活性炭為基礎(chǔ)的吸附法。使用這種方法的可能性極其廣泛，而且可以預(yù)料，隨著時(shí)間的推移，這種方法的作用將會(huì)顯著增大。鋁置換沉淀貴金屬方法在歷史發(fā)展中有一定意義，這種方法曾在一段時(shí)間內(nèi)，在銀礦氰化過程中采用過。電積法和萃取法目前尚處于研究階段。一、鋅置換的原理氰化物溶液中，鋅的標(biāo)準(zhǔn)電位（250C）為-1.26V，而金標(biāo)準(zhǔn)電位為-0.56V,銀標(biāo)準(zhǔn)電位為-0.31V，因此，用金屬鋅可從氰化物溶液中置換出金和銀。2Au(CN)2-+Zn=2Au+Zn(CN)42-K=2.13×1022 (8-1)2Ag(CN)2-+Zn=2Ag+Zn(CN)42-K=1.37×1032(8-2) 由(8-1)和(8-2)式的平衡常數(shù)可知，用鋅十分容易從氰化貴液中置換出金和銀。(8-1)和(8-2)式還可說明，用鋅置換金和銀與溶液的pH值無(wú)關(guān)。鋅的一些副反應(yīng)：（1）鋅與水的反應(yīng) 在堿性溶液中，水被還原成H2的半電池反應(yīng)為： 2H2O+2e=H2+2OH-（8-3） E0=-0.83V 與鋅在氰化物溶液中的標(biāo)準(zhǔn)電位(-1.26V)相比,鋅有可能將氰化液中的H2O置換成H2析出,即：Zn+4CN-+2H2O=Zn(CN)42-+H2+2OH-(8-4) 也就是說在鋅還原金的過程中,一部分鋅會(huì)消耗在還原H2O上,引起鋅耗上升。（2）鋅與氧氣的反應(yīng) 如溶液中仍存在O2，則有可能將鋅溶解，因?yàn)樵趬A性介質(zhì)中，O2與OH-構(gòu)成的半電池反應(yīng)為：O2+2H2O+4e=4OH-(8-5) E0=0.40V (8-5)式的標(biāo)準(zhǔn)電位(0.40V)與鋅在氰化物溶液中的標(biāo)準(zhǔn)電位(-1.26V)相比要大得多，所以在氰化物溶液中O2可以將鋅氧化。即可以發(fā)生下列反應(yīng)：2Zn+8CN-+O2+2H2O=2Zn(CN)42-+4OH-(8-6) 這表明氰化貴液中O2的存在可以與鋅反應(yīng)。(8-4)和(8-6)式兩個(gè)副反應(yīng)將大量消耗鋅。 按照置換金的反應(yīng)計(jì)算，1g金理論上僅需需0.19g鋅，但實(shí)際卻要高出此數(shù)值數(shù)十倍。(3)金與氧氣的反應(yīng) 鋅置換Au(CN)2-的過程產(chǎn)出金，這實(shí)際上是氰化浸金的逆過程。因此如溶液中有O2的存在，可能會(huì)使已置換出來(lái)的金溶解進(jìn)入溶液。 因此，為了減少鋅耗和防止金的返溶，加鋅置換金之前，應(yīng)當(dāng)將溶液中的氧除去。 溶液的鋅化合物可能有Zn(CN)42-,HZnO2-、ZnO22-。當(dāng)鋅大量溶解時(shí)，總的鋅濃 度會(huì)上升。氰化物濃度不高，Zn(CN)42-會(huì)發(fā)生離解，向低配位數(shù)的配離子轉(zhuǎn)化，直至形成Zn(CN)2白色沉淀。Zn(CN)42-=Zn(CN)3-+CN-(8-7)Zn(CN)3-=Zn(CN)2↓+CN-(8-8) 堿度不高時(shí)，生成的HZnO2-、ZnO22-會(huì)水解產(chǎn)生不溶于水的Zn(OH)2白色沉淀。ZnO22-+2H2O=Zn(OH)2↓+2OH-(8-9) HZnO2-+H2O=Zn(OH)2↓+OH--(8-10) 因此，從堿和氰化物濃度都不夠高的溶液中置換金、銀時(shí)，容易形成白色沉淀，其主要組成為Zn(OH)2和Zn(CN)2。該沉淀的生成，易在金屬鋅的表面生成薄膜，妨礙金銀置換的繼續(xù)進(jìn)行。為防止鋅置換金銀時(shí)白色沉淀的生成，進(jìn)行置換金銀的氰化貴液要有足夠濃度的堿和氰化物。預(yù)先脫氧是防止白色沉淀生成最有效的措施。因?yàn)?，氰化貴液脫氧后，大大減少了鋅的氧化，即減少了溶液中鋅的總濃度，從而可以在相對(duì)較低的氰化物濃度下進(jìn)行鋅的置換。鋅置換過程是電化學(xué)反應(yīng)過程，在陽(yáng)極區(qū)鋅被氧化失去電子，而在陰極區(qū)，金、氧和水被還原得到電子。氰化物溶液中如果存在鉛離子，對(duì)鋅置換金起著促進(jìn)作用，因鉛的電位比鋅的更正，用可溶性鉛鹽(如硝酸鉛或乙酸鉛)處理鋅時(shí)，鉛被還原成海綿鉛。為了使置換過程順利進(jìn)行，應(yīng)創(chuàng)造一定的條件。氰化貴液應(yīng)預(yù)先脫氧；采用具有大比表面的金屬鋅，通常是鋅粉；添加可溶性鉛鹽；氰化貴液中的氰化物和堿濃度應(yīng)足夠高，但又不能過分高。二、鋅絲置換法2.1鋅絲置換法工藝氰化提金產(chǎn)出的貴液經(jīng)砂濾箱和儲(chǔ)液池沉淀，除去部分懸浮物，加入置換箱進(jìn)行置換。一般在砂濾之前加入適量的鉛鹽，在置換箱里預(yù)先加入足量鋅絲，含金銀的溶液通過置換箱后金銀被鋅置換而留在箱中。置換出的金銀呈微小顆粒在鋅絲表面析出，增大到一定的程度后，則以粒團(tuán)形成靠自重從鋅絲上脫落，并沉淀在箱的底部，而貧液則從箱的尾端排出。置換時(shí)間：是指溶液通過鋪滿鋅絲的置換箱所需時(shí)間，一般約30~120分鐘。生產(chǎn)中氰化物濃度在0.04%以上。2.2鋅絲置換設(shè)備有砂濾箱和置換箱。砂濾箱：通常用鋼板、木板或混凝土制成的，有長(zhǎng)方形或圓形。溶液從上部給入，通過濾層時(shí)部分懸浮物被濾層濾出，凈液從底部排液口排出。該凈化設(shè)備簡(jiǎn)單，但凈化效果較差。置換箱：通常用鋼板或水泥制成的有長(zhǎng)方形箱體。箱上口敞開無(wú)蓋，根據(jù)所處理的液體量多少及操作是否方便來(lái)決定箱體的長(zhǎng)、寬、高尺寸。一般箱長(zhǎng)3.5~7米，寬0.5~1.0米，高為0.75~0.9米。注意：第一槽常用作澄清格，不加鋅絲；有時(shí)為了改善澄清效果在第一格中加入棕麻或尼龍絲等用以沉淀懸浮物；最后一槽用于收集被溶液帶出的細(xì)粒金泥，有進(jìn)也加入少量的鋅絲。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操作，少耗動(dòng)力缺點(diǎn)：耗鋅量大，金泥含鋅高，工廠占地面積大。2.3鋅絲置換法實(shí)踐-以金廠峪金礦鋅置換金為例鋅絲