氰化鈉是現時全球使用最廣泛的提金藥劑,其作用機制非常經典:
溶解作用(覈心化學反應):
在鹼性且有氧存在的條件下,氰根離子與微細的金顆粒發生絡合反應。
化學反應式:4Au+8NaCN+O ₂ + 2H₂O → 4 鈉[金(CN) ₂] + 4NaOH
作用本質:將單質金(Au⁰)氧化,並與氰根(CN⁻)形成非常穩定、可溶于水的二氰合金酸根絡合離子【Au(CN)₂⁻】。這是將金從礦石固體中“搬運”到水溶液裏的關鍵一步。
選擇性浸出作用:
氰化物對金、銀具有較高的選擇性。 雖然它也能與銅、鋅、鐵等金屬反應,但在控制的濃度和條件下,可以優先或有效地溶解金銀,從而實現一定程度的分離。
然而,氰化物在發揮“高效溶解”作用的同時,也帶來了一個致命的副作用:其本身的劇毒性對環境和社會安全構成巨大風險。
環保藥劑的核心作用,是在完成上述“高效溶解金”這一覈心任務的基礎上,新增或强化了以下關鍵作用:
安全替代作用:
硫脲:在酸性條件下形成陽離子絡合物 [金(CS(NH ₂)₂)₂]⁺。
硫代硫酸鹽:在氨性條件下形成陰離子絡合物 [Au(S₂O₃)₂]³⁻。
鹵素體系(如氯化):形成氯金酸根離子 [AuCl₄]⁻。
覈心任務不變:替代氰化物,通過不同的化學機理(如絡合、氧化等)將金溶解。 例如:
附加價值:藥劑本身低毒或無毒,其反應產物也環境友好,從根本上消除了劇毒物質的管理風險和環境污染。
攻堅克難作用(處理“難處理金礦”):
這是環保藥劑最具價值的“高級作用”。 許多環保藥劑設計時就針對傳統氰化法的弱點:
對“劫金”碳質礦的作用:某些藥劑能鈍化或遮罩礦石中的活性碳,防止其吸附已溶解的金,從而保障回收率。
對“包裹”型金礦的作用:一些藥劑具有溫和的氧化性,能緩慢蝕刻包裹金的硫化物(如黃鐵礦),打開通道讓金暴露出來,而氰化物對此幾乎無效。
對高雜質礦的作用:具有更高的化學選擇性。例如,硫代硫酸鹽對銅的敏感性遠低於氰化物,在處理高銅金礦時能大幅降低藥劑消耗,避免雜質過度干擾。
工藝强化與協同作用:
可作為助浸劑或催化劑,與低劑量氰化物聯用,加速浸金速度、提高回收率,從而减少氰化物的總用量,實現减毒增效。
適應更寬的礦石性質範圍,為不同特性的礦山提供定制化解決方案。
| 作用維度 | 傳統藥劑(如氰化鈉) | 現代環保藥劑 |
|---|---|---|
| 覈心化學作用 | 絡合溶解金:形成穩定的 [金(中國) ₂]⁻ | 絡合/溶解金:通過不同機理(如形成硫脲、硫代硫酸鹽等絡合物)完成覈心溶解任務。 |
| 覈心目標 | 高效、經濟地選取黃金。 | 在高效選取黃金的同時,確保環境安全與生產安全。 |
| 附加/强化作用 | 相對單一,主要是選擇性浸出。 | 1. 安全替代(消除劇毒風險)。 2. 攻堅克難(處理氰化法無效的難處理礦)。 3. 工藝優化(提高速度、選擇性,减少消耗)。 |
總而言之,金礦提金藥劑的作用,已經從單一的“溶解劑”,演變為一套集“高效溶解者”、“環境安全官”和“科技攻堅手”於一體的綜合性解決方案。 其发展的主线,就是在保障甚至提升经济效益的前提下,持续降低环境足迹,推动矿业可持续发展。