石英晶体微天平-电化学工作站对碱性硫脲浸金体系的动力学研究

The research on non-cyanide is always hot. Many researches on development and selection of stablilizing reagent or oxidant have done for gold leaching system in alkaline thiourea solution, in additions, some leaching mechanism of this system have also been studied. The mechnism investigations focus on the effect of thiourea concentration and pH on the gold dissolution system in alkaline thiourea solution, electrochemical behavior of thiourea and the process of gold dissolution. There's no report regarding Au surface real-time quality change in conjunction with electro-chemical measurement about gold leaching system in alkaline thiourea solution. The kinetics of gold leaching system in alkaline thiourea solution studied by quartz crystal microbalance and electrochemical workstation and dynamic modelling bulit of this system were not been reported. By applying Quartz Crystal Microbalance and Electrochemical WorkStation, this project focuses on kinetics studies of Au leaching in alkaline thiourea solution system. Kinetics effect of stablilizing reagent, oxidant and typical impurity ions (Cu,As,Sb) on Au leaching in alkaline thiourea solution system will be evaluated. The effected kinetics parameters caused by reagents and impurity ions will be obtained. Consumption amount in every stage of Au leaching process will be recorded. The kinetics theory of Au leaching in alkaline thiourea will be developed. Thus the considerably complete kinetics model of Au leaching in alkaline thiourea will be built. The research results will promote the engineering application of the replacement of cyanide by thiourea. In conclusion, the proposal not only has significant economic value but also has important environmental benefits.

无氰浸金相关研究一直是热点，其中，对碱性硫脲浸金体系的稳定剂和氧化剂的开发及选择研究较多，另外，对该体系的机理也有研究。该体系的机理研究方面主要进行了硫脲浓度和pH值对碱性硫脲浸金的影响、硫脲的电化学行为、金溶解过程研究等，但未将金表面的实时质量变化结合电化学测试来进行碱性硫脲浸金体系的溶解动力学研究，也未见该体系的动力学模型建立方面的报道。本项目结合石英晶体微天平和电化学工作站对碱性硫脲体系浸金的动力学进行研究，获取相关药剂和杂质离子影响动力学的参数并评价稳定剂和氧化剂及典型杂质离子（Cu、As、Sb）对碱性硫脲浸出体系的动力学影响规律，研究浸金过程中不同阶段硫脲的消耗规律、完善碱性硫脲浸金的动力学理论，从而建立比较完整的碱性硫脲浸金的动力学模型。本项目将进一步助推硫脲浸金体系替代剧毒氰化物浸金的的工程应用进程，因此，该申请项目既具有重要的经济价值又具有重要的环境效益。

硫脲作为一种有前景替代氰化物的的无毒浸金试剂一直是研究的热点。但是，多数研究都集中在酸性硫脲浸金体系中，其缺点是选择性差且设备腐蚀严重等。碱性硫脲浸金可以改善其选择性、保护设备，但碱性硫脲浸金体系的动力学等理论还不够完善，金及其伴生矿物在碱性硫脲体系中的溶解行为等的研究还较少。. 本项目采用电化学测量结合能实时测定金质量变化的石英晶体微天平及SEM、MLA、原子力显微镜等手段研究碱性硫脲浸金体系中不添加稳定剂、氧化剂时金的溶解行为，硫脲本身的溶解动力学，氧化剂和稳定剂的筛选及其对金溶解行为的影响，硫脲浓度、稳定剂种类和浓度对金属腐蚀电流、电位等的影响，不同pH值条件中浸金体系的钝化膜存在情况，金及其伴生矿物在碱性硫脲体系中的溶解行为；同时，根据氧化还原电位理论选取空气中氧作为氧化剂，通过碱性体系硫脲浸金试验考察了氧化剂、炭浸工艺、充气效果等因素对浸出率的影响规律，设计了常规充气、螺旋空气管充气、微孔材料充气三种充气装置。. 使用微孔材料充气装置能够将金浸出率提高30%左右；加入硅酸钠，0.38V和0.42V时，在硅酸钠浓度低于0.09M时，随着硅酸钠浓度升高，电流密度不断增大，大于这个浓度，金阳极溶解电流密度增加幅度减小。加入0.09mol/L硅酸钠的条件下其表观活化能降低为98.07 kJ/mol，使反应更容易发生。加入硅酸钠会增加某些伴生矿物与金的选择性溶解。通过液膜内氧转移的微分、积分方程、活化能测定及动力学方程模拟等，初步建立该体系的动力学模型。. 本项目研究成果揭示了稳定剂、氧化剂（即氧气）和伴生矿物对碱性硫脲浸金的动力学影响规律及主要浸出阶段硫脲的消耗规律；初步建立了碱性硫脲浸金体系的动力学模型。