【溴化法提金工艺的研究及其前景】
与氯化法相似，金在溴溶液中的溶解过程也是一个电化学过程，并可简单表示如下：
Au+4Br－=
+3e E0=0．87V
溴化物浓度、金浓度、溶液PH值、以及氧化还原电位(Eh)是影响金在溴溶液中溶解的主要因素。溴化钠浸金过程的溶解反应可写成：
Au+3HOBr+3H+=AuBr3+3H2OAuBr3+NaBr=Na+(AuBr4)-即首先是Au被氧化成AuBr3，然后再与NaBr作用形成AuBr4－络离子进入溶液中。
溴与氯都是卤族元素，有着比较相似的化学性质。在水溶液中它们都能与大多数元素起反应，并且对金来说又都既是氧化剂又是络合剂，能达到很快的浸出金速度，因此是一类比较理想的金浸出剂。加拿大和澳大利亚等国近来相继发表了很多文章，宣称要以生物浸出D－法和K－法等溴化浸出法与氰化浸出法相抗衡，强调这些新方法具有浸出速度快和不污染环境的优点。在生物浸出D－法提金新工艺中，采用了一种称之为BiOD的浸出剂，它是一种由溴化钠与氧化剂(卤素)配制而成的浸出剂，可用于浸出贵金属。该法是由美国亚利桑那州的Bahamian精炼公司于1987年研究成功的，用于替代氰化物浸出金。据称它除了浸出速度较快以外，还能在较低的温度下进行浸出。这种试剂属卤化物类，对密度较大的金属的亲合力大于对密度小的金属，可用于弱酸性至中性溶液中，其稀溶液无毒，试剂易再生，并具有生物递降分解作用，是传统氰化物浸出剂的良好替代物。多数矿石用它浸出2．5h就可达到90%的浸出率。但因在反应过程中会有相当多的溴蒸汽由溶液中逸出，这样不仅增加了试剂消耗，而且还会造成严重腐蚀的健康问题，故目前仍处于实验室与半工业试验阶段，若能用于工业生产，将使金银提取工艺产生重大变革。K－浸出法是由澳大利亚Kaljas公司发明的，其实质是利用一种以溴化物作浸出剂的新工艺。工艺过程中所用的试剂是一项专利，据估计可能包括氯气和溴盐。可在中性条件下从矿石中浸出金，但也处于开发试验阶段，工业上推广使用尚有一定困难。另据有关资料介绍，由溴氯化钠(或氢氧化钠等)组成的溶剂，溶解金的能力约为王水(通常认为是最强的黄金溶剂)的五倍。这些都说明某些含溴的试剂具有很高的溶解金能力，解经济有效地从难浸矿石(或精矿)中浸出金。虽然溴浸出法与氯浸出法很相类似，但它们之间也存在着一些重要的差别。元素形式的溴是一种红色的稠密发烟液体；而元素氯则是一种气体，并且需要大量设备来运输、贮存和转化成液体。相比这下，溴化法的一个很大优点就是它能很快在完全使重金属氧化成水溶性的卤化物盐类。溴化法提金工艺的优点可归结为：浸出速度快、无毒、对H+值变化的适应性强、环保设施费用低。美国爱达荷大学Batric pesic的研究结果表明，在采用溴化法浸金时，溴可以由外部用加入氰到浸出溶液中，或者也可在现场产生。现场产生溴的一种方法是往酸化后的溶液中加入溴酸钠。并且发现这样产生的溴，其反应活性比从外部加入的溴更强。就解决从难浸矿石中回收金来说，溴化法能同样取得很好的效果，并在很多方面比氰化法与氰化法有优越之处。研究表明，在有氰化法处理时，很多情况下都需采用加压氧化法对矿石进行预处理，然后在对加压氧化渣作中和处理后再进行氰化浸出。而采用溴化法处理时，因为溴能在酸性介质中溶解金。所以在加压氧化后可将溴试剂直接加入矿浆中，最后再用活性炭或离子交换树脂回收金，这样也就省去了预先中和处理工序。值得指出的是，近年来研制成功的Geobrom系列的溴试剂，不仅具有一些独特的优点，而且来源也比较广，工艺过程也比较简单，很有希望能在工业生产中推广使用。下面就以Geobrom3400为例，对这类溴试剂从难浸矿石中浸出金的研究情况作比较全面的介绍。1．用Geobrom3400处理难浸金矿的工艺研究。就试验过的众多的溴化物浸出剂来说，普遍认为比较有希望的是Geobrom系列的试剂，其中研究得最详细、技术经济指标又比较好，并且从各方面分析也是最有发展前途的应该说是Geobrom3114(溴氯二甲基乙内酰胺——一种强氧化剂，是次溴酸与次氯酸的混合物)、Geobrom5500(二溴二甲基乙内酰胺)和Geobrom3400等一些有机溴络合剂，尤以Geobrom3400的效果最好。国外近年来对这类试剂已作过大量的试验研究，并已取得了一些令人满意的结果。在用Geobrom3400作为金的浸出剂对两种难浸精矿进行试验时，因精矿含碳、硫较高(10%～13%℃、12%～15%S)、浸出前需先使精矿脱水并在110℃干燥，后在650～750℃下焙烧。经冷却后再将焙砂磨至－150～200目。精矿Ⅰ、Ⅱ的含金量分别为242g／t与419g／t，经预处理后得到的焙砂Ⅰ、Ⅱ中的含金量分别为298g／t与541g／t。浸出试验结果表明，Geobrom3400的浓度为4g／L、NaBr浓度为0～8g／L时，金的浸出率达到最大值(94%左右)。在作浸出时间(2～24h)试验时也还发现，2h后可浸金的98%即溶解。因此，所有以后的浸出试验的时间选为6h。对由探索试验确定的最佳条件(Geobrom3400～4g／L、H+浓度10－6～10－5mol／L、浸出6h)还作了验证试验。结果是，对焙砂Ⅰ：样品含金298～312g／t、浸出残渣含金18．5～20．3g／t、金提取率94．2%～94．5%；对焙砂Ⅱ相应的指标为541～555g／t、22．3～24．0g／t、96%～96．3%。另外还对溴载体的循环与回收进行了试验。计算得出，采用溴化法回收金时消耗的炭量比氰化法低得多。同时还省去了氰化法回收金时所需的热交换、电解槽和电极，估计这样就能使成本大幅度降低。最近，A．Dadgat等人又详细研究了用Geobrom3400从黑砂精矿中浸出金，以及溴的电化学再生问题。他们采用很富的(6．2kg／t)黑砂精矿中浸金再用离子交换和溶剂黄取法回收金。试验结果表明，用Geobrom3400从黑砂精矿中浸金时金的浸出速度特别快，大约90%的金是在开头2h内被浸出的。4h以后就达到最高(94%～96%)的浸出率。然而对浸渣进行的分析表明，在第一次浸出后仍有相当一部分金留在残渣中。为达到最高的浸出率，必须用新配的Geobrom3400溶液再浸出两次。用离子交换和溶剂萃取法处理时，金的负载率和回收率几乎都达到100%。初步的经济核算表明，处理每吨精矿约需消耗130kg的Geobrom3400。所以在对溴采用电化学方法再生时还可较大幅度地降低成本。2．溴的电化学方法再生。为进一步改进与完善溴化法提金工艺，1990年公布的一项美国专利中提出了一种电解溴法浸出金工艺。即在溴化法浸出槽中插入电极，电解产生的活性溴能有效地进行金矿浸出。电解槽下部经渗滤流出的含金贵液，一部分泵送到置换槽内用锌粉置换金，一部分则返回(或补充新液后)循环浸出。锌粉置换后的贫液亦返回浸出槽，使溴化物溶液达到有效循环利用，从而降低试剂用量及成本。最近，Great Lakes公司为进一步降低Geobrom3400浸出工艺的成本，已研制出两种电化学方法用以从浸出和离子交换回收金以后的Geobrom贫液中再生溴。这些方法在半工业试验时都已获得成功。其间，他们对含5%Br2的贫液进行了电解处理。在半工业(250kg／d)试验过程中，20%～35%浓度的矿浆在浸出槽中搅拌6h以浸出矿石中的金。固液分离后使富液通过离子交换柱以回收金。离子交换树脂除能吸附AuBr4－以外，还能使残余的溴还原成溴化物离子。所以贫液中将不再含有金和溴。负液中的溴化物离子被阳极氧化成溴，可泵回浸出槽中循环使用，并因此而降低了溴试剂的耗量。溴化法提金工艺作为一种新的无氰提金方法具有许多优点，虽然还有许多环节需要继续完善与改进，但应用前景还是很好的。中国近年来在这方面也开展过很多研究，并已取得一些比较满意的试验结果。今后应结合中国堆浸矿石比例较高的具体情况，注意组织适当力量进行开发研究，以加快其工业化进程。(地矿部矿产综合利用研究所张兴仁撰)