高锰酸钾在堆浸提金工艺中的作用

堆浸法用于金的提取研究是70年代初在美国兴起的，而我国是在70年代末才开始。40多年来，堆浸提金技术不断得到完善。随着高品位矿石的减少，堆浸技术日益受到了人们的重视。

在金的氰化浸出过程中，氧的作用至关重要，氧的存在是浸出过程能否顺利进行、浸出效果好坏的决定性因素。可是长期以来，在氰化浸出尤其是堆浸研究和实践中，为了提高浸出指标，人们常常把注意力放在延长浸出时间和增加氰化物用量上，忽视了至关重要的氧的作用。我们认为，重视氧和氧化作用是提高浸出效果、改进氰化提金工艺的有效途径。

1氰化溶金中氧的作用机理
金在氰化物溶液中溶解的化学反应为:
4Au+ 8NaCN+ O₂+ 2H₂O=4NaAu(CN)₂+ 4NaOH (1)
上述反应实质上是一个电化学腐蚀过程，即由于金颗粒内部结晶构造的不均匀(有空穴、位错，含杂质等)，造成了内部电位不平衡，有电子流动，从而在金颗粒表面形成了带正电的阳极区(Au+)和带负电的阴极区(多余电子)，在氰化物溶液中，会发生氧化还原反应:
阳极区(氧化):
Au Au⁺+e (2)
Au⁺+2CN^– Au(CN)2^– (3)
阴极区(还原):
O₂+ 2H₂O+ 2e H₂O₂+ 2(OH)^– (4)
H₂O₂+ 2H⁺+2e H₂O (5)
由于氧化剂(O₂, H₂O₂)不断中和阴极区的电子，使阳极生成Au(CN)2-的反应不断进行下去。这里氧化剂起到了去极作用。
由此可见，氧作为浸出过程中的氧化剂直接参与了溶金反应，没有氧的去极作用，溶金反应难以进行。
2堆浸工艺中氧化剂的选择及应用原理
近年来，氧在氰化浸出过程中的重要作用逐渐引起人们的重视，而氧在堆浸过程中的作用的研究却处在初级阶段。通常，在氰化浸出过程中，是采用向矿浆中充入空气或氧气的供氧方式，但这种方式应用于露天平地筑堆的堆浸提金工艺比较困难。若使用双氧水，在堆浸操作中又不易控制。经过试验，我们认为，在堆浸提金工艺中，高锰酸钾是一种比较合适的氧化剂。其性质比较稳定，操作时易于控制。在碱性溶液中，MnO₄^–能被OH^–还原为MnO₄^–，并放出O₂。
4MnO₄+4(OH)^– 4MnO₄^2-+O₂+ 2H₂O (6)
由式(6)可见，高锰酸钾提供了式(1)中氰化溶金所需的氧，从而可以提高堆浸提金的效果。
3高锰酸钾在堆浸提金工艺中的应用
3. 1矿石性质
陕西葫芦沟金矿的矿石类型为蚀变岩型含金硫化矿。金以自然金为主，与硫化矿物关系密切，多以包裹金、裂隙金、粒间金形式分布在黄铁矿、褐铁矿、石英和长石等矿物中。自然金粒度较细，一般为0.04 -0.02mm。
内蒙阿拉善盟呼伦西贝金矿的矿石类型为褐铁矿化含金石英脉、孔雀石化含金石英脉。脉石矿物主要为石英;金属矿物为褐铁矿、孔雀石。金主要分布在网脉状、脉状褐铁矿中，粒度很细，绝大部分小于0.02 mm。
3. 2试验结果与讨论
对陕西葫芦沟金矿和内蒙阿拉善盟呼伦西贝金矿分别进行堆浸试验。试验结果见表1表2。
由表1、表2可以看出，在制粒堆浸试验中，加入氧化剂高锰酸钾后，金的浸出率有了明显提高。葫芦沟金矿金浸出率提高了7.19%，呼伦西贝金矿金浸出率提高了2.16%。试验中发现，高锰酸钾的加入加快了浸出速度，葫芦沟金矿加高锰酸钾浸出7d的结果与不加高锰酸钾浸出15d的结果相同;呼伦西贝金矿加高锰酸钾浸出4d的结果与不加高锰酸钾浸出6d的结果相同。由此可见，氧化剂高锰酸钾的加入，可以提高堆浸提金工艺中金的浸出率，加快金的浸出速度。

表1葫芦沟金矿堆浸试验结果

┌──────┬───────────────┐

│浸出时间d│ 金浸出率% ? │

│ ├───────┬───────┤

│ │矿样质量24kg, │矿样质量18kg, │

│ │不加高锰酸钾 │加高锰酸钾36g│

├──────┼───────┼───────┤

│3 │38. 45 │54.41 │

│7 │55. 37 │66. 73 │

│9 │61. 67 │69. 55 │

│12 │65. 29 │72. 32 │

│15 ? │66. 49 │73. 58 │

│18 │67. 87 │75. 06 │

└──────┴───────┴───────┘

注:原矿金品位1.31g/t。用-2 mm原矿团矿制粒.每t矿石水泥、石灰和氰化钠用量分别为20kg.2kg;和2.0kg。

表2呼伦西贝金矿堆浸试验结果

┌─────┬────────────────┐

│浸出时间d│ 金浸出率% │

│ ├────────┬───────┤

│ │矿样质量18kg, │矿样质量18kg │

│ │不加高锰酸钾 │加高锰酸钾5.4g│

├─────┼────────┼───────┤

│1 │30. 17 37.36

│2 │35. 83 │ 40.78 │

│3 │37. 80 │ 42.91 │

│4 │41. 50 │ 46.73 │

│5 │44. 40 │ 47.90 │

│6 │46. 70 │ 49.31 │

└─────┴────────┴───────┘

注:原矿金品位6.63 g/t。用-12mm原矿团矿制粒.每t矿石水泥、NaOH和氰化钠用量分别为8kg, 1.1kg，1.1kg。
4结语
氰化溶金过程中，氧起着非常重要的作用。在堆浸提金工艺中，选用高锰酸钾作氧化剂，不仅提供了氰化溶金时所需的氧，而且操作简单，易于控制，对提高金的浸出率、加快金的浸出速度有益。