硫脲又名硫化尿素,分子式为SCN2H4,是一种有机化合物,白色具光泽菱形六面体,易溶于水,水溶液呈中性。硫脲提金主要有硫脲浸出黄铁矿金精矿、硫脲浸出含金的黄铜矿精矿、硫脲浸出含金的锑精矿、硫脲浸出含砷锑硫的浮选金精矿等;硫脲提金是使金精矿中的金溶入存有氧化剂的酸性硫脲溶液中而被提取。具有溶金速度快,毒性小,脱金后溶液易处理和可再生等优点。
硫脲能溶金为试验所证实,在氧化剂存在下,金以Au(SCN2H4)2+络阳离子形态转入硫脲酸性液中。硫脲溶金是电化学腐蚀过程,其他化学方程式可用下式表示:
Au + 2SCN2H4 = Au(SCN2H4)+2 +e
选择适宜的氧化剂是硫脲酸性溶金的关键问题,较适宜的氧化剂为Fe3+和溶解氧,因此硫脲溶金的化学反应式可表示为:
Au+2SCN2H4 +Fe3+ = Au(SCN2H4)+2 +Fe2+
Au +1/4O2 +H+ +2SCN2H4 = Au(SCN2H4)+2 +1/2H2O
硫脲溶金所得贵液,根据其所含金量的高低,可采用铁、铝置换或电积方法沉金,金泥溶炼得到合质金。金泥溶炼工艺与氰化金泥相同。
硫脲溶金时的浸出率主要取决于介质pH值、氧化剂类型与用量、硫脲用量、矿物组成及金粒大小、浸出温度、浸出时间及浸金工艺等因素。
硫脲在碱性液中不稳定,易分解为硫化物和氨基氰,但在酸性介质中较稳定。因此从硫脲的稳定性考虑,提金时一般采用硫脲的稀硫酸溶液作浸出剂,而且应该注意先加酸后加硫脲,以免矿浆局部温度过高而使硫脲水解失效。
介质酸度与硫脲浓度有关,酸度在随硫脲浓度提高而降低,在常温硫脲用量条件下介质pH值小于1.5为宜,但酸度不宜太大,否则会增加杂质的酸溶量。
硫脲溶金时需增加一定量的氧化剂,较为理想的氧化剂为二氧化锰、二硫甲脒、高价铁盐和溶解氧。硫脲酸性液溶金时只要维持矿浆中溶解氧的浓度,高价铁盐可得到再生。
硫脲为有机络合物,在酸性液中可以和许多金属阳离子形成络阳离子,除汞外,其他金属的硫脲络阳离子的稳定性小,因此硫脲酸性液溶金具有较高的选择性。但原料中的铜、铋氧化物会酸溶,并与硫脲络合而降低硫脲浸金效果和增加硫脲用量,原料中含较多量的酸溶物(如二价铁、碳酸盐、有色金属氧化物等)和还原性组分时会增加氧化剂及硫酸的消耗,并降低金的浸出率。但铜、砷、锑、铅等硫化矿物对硫脲溶金的有害影响较小,因此硫脲酸性液溶金可以从复杂的难选金矿物原料选择性提取金银。
金粒大小是影响金浸出率的因素之一。
硫脲溶金速度随浸出温度上升而提高,但硫脲的热稳定小,温度过高易发生水解而失效,矿浆温度不宜超过55度,一般在室温下进行硫脲提金。
金的浸出率一般随硫脲用量的增大而提高,由于硫脲提金主要靠高价铁离子作氧化剂,溶液中高价铁离子浓度远较溶解氧浓度高而且可以调节,所以硫脲溶金的硫脲浓度较高,硫用量随原料含金量而异,其单耗(千克/吨)为几千克至几十千克。
金的浸出率一般随浸出时间的增加而提高。金的浸出率与浸金工艺有关,采用一步法(如炭浆法、炭浸法)提金工艺可以显著缩短浸金时间。
总结:在提取黄金的过程中,硫脲的作用是将黄金从其存在的矿石中溶解出来,以便进一步提纯和加工。具体来说,硫脲能与金反应形成一种络合物,这种络合物在酸性溶液中稳定存在,从而使得黄金得以溶解。为了使这一过程能够顺利进行,需要加入氧化剂,在氧化剂的作用下,硫脲与金反应更加迅速和完全,从而提高溶解效率。需要注意的是,硫脲虽然可以溶解黄金,但这个过程需要严格的条件和操作控制。例如:温度、酸度、硫脲和氧化剂的浓度等都会影响溶解的效果。