硫代硫酸鹽浸金體系中銅氨影響研究

項朋志，劉 瓊，黃 遙

(云南開放大學化學工程學院，云南 昆明 650222)

硫代硫酸鹽浸金體系中銅氨影響研究

項朋志，劉 瓊，黃 遙*

(云南開放大學化學工程學院，云南 昆明 650222)

硫代硫酸鈉；浸金體系；方波伏安法；Tafel曲線；還原峰電流

采用電化學手段研究硫代硫酸鹽浸金體系累見報道[3-5]，尤其是穩態極化曲線、恒電流階躍曲線；而采用方波伏安法(SWV)和Tafel曲線來研究硫代硫酸鹽浸金體系鮮見報道。方波伏安法又稱現代方波伏安法,是一種多功能、快速、高靈敏度和高效能的電分析方法；Tafel曲線是一種測定腐蝕速率的方法，其重要參數是腐蝕電位Ecorr及腐蝕電流Icorr。作者采用這兩種方法探究硫代硫酸鹽浸金體系中銅和氨的影響，對進一步豐富該浸金體系理論有一定的意義。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

實驗用水為去離子水；所用化學試劑均為分析純。

CHI630E型電化學分析儀，上海辰華儀器有限公司；PHS-25型pH/Eh 計，上海精密科學儀器有限公司。

1.2 方法

電化學分析采用三電極系統：參比電極為飽和甘汞電極，對電極為鉑絲電極，工作電極為鉑電極。

2 結果與討論

2.1 不同工作電極測定的方波伏安曲線

圖1 在含的0.1 mol·L-1硫代硫酸鈉溶液中，不同工作電極測定的方波伏安曲線Fig.1 Square wave voltammetric curves tested by different working electrodes in 0.1 mol·L-1 sodium thiosulphate solution containing 0.25 mmol·L-1 Cu(NH3

圖1中電勢-0.610 V處對應于硫代硫酸鈉的還原峰，電勢-0.062 V處對應于銅離子的還原峰。從圖1可以看出，選擇鉑電極作為工作電極來進行電化學分析較為適宜。

2.2 硫代硫酸鈉的影響(圖2)

圖2 硫代硫酸鈉濃度對銅離子還原峰電流的影響Fig.2 Effect of sodium thiosulphate concentration on reduction peak current of copper ion

從圖2可以看出，隨著硫代硫酸鈉濃度的增加，銅離子還原峰電流先增大后減小，當硫代硫酸鈉濃度為0.10 mol·L-1時，銅離子還原峰電流最大。原因可能是，硫代硫酸鈉參與了銅離子的絡合，降低了銅離子的電極電勢，當硫代硫酸鈉濃度超過0.10 mol·L-1時，多余的硫代硫酸鈉直接與銅離子發生氧化還原反應(式3)，導致銅離子濃度下降，金浸出困難。

(1)

(3)

2.3 氨的影響

在硫代硫酸鹽浸金體系中，氨濃度至關重要[6]，如果沒有氨的參與，硫單質會在鉑電極表面聚集，阻礙金的浸出。采用鉑電極利用Tafel曲線來評價氨濃度對金浸出的影響，結果見圖3。

從圖3可以看出，氨濃度在0.1～0.3 mol·L-1范圍內時，隨著氨濃度的增加，金的腐蝕電位下降，腐蝕電流增大，表明在該范圍內，增加氨濃度對金的浸出有促進作用；氨濃度在0.4～0.5 mol·L-1范圍內時，腐蝕電位升高，腐蝕電流減小，說明過多的氨不利于金的浸出。原因可能是，過多的氨造成溶液的pH值過高，使得銅離子以CuO/Cu(OH)2方式析出，降低了銅離子的濃度，從而增加了金的浸出難度。因此，氨濃度以0.3 mol·L-1為宜。

2.4 銅離子的影響(圖4)

銅離子可以加速金的浸出。從圖4可以看出，隨著銅離子濃度的增加，腐蝕電位負移，腐蝕電流增大，表明增加銅離子濃度對金的浸出有利，但絕不能無限制地增加銅離子濃度。從反應式(3)可以看出，過多的銅離子會直接與硫代硫酸鈉反應，從而降低銅離子濃度，增加金浸出難度。

cCuSO4=1.0 mmol·L-1;cNa2S2O3=0.1 mol·L-1; 1～5,cNH3(mol·L-1):0.1、0.2、0.3、0.4、0.5

曲線cCu2+/(mmol·L-1)腐蝕電位/V腐蝕電流/A11．00．030-3．88621．50．005-4．45933．0-0．055-4．38243．5-0．155-4．68354．0-0．165-5．43664．5-0．220-5．311

注：cNa2S2O3=0.1 mol·L-1

圖4銅離子濃度對金浸出的影響
Fig.4Effectofcopperionconcentrationongoldleaching

圖濃度對銅離子還原峰電流的影響Fig.6 Effect of Cu(NH3 concentration on reduction peak current of copper ion

3 結論

[1] ABBRUZZESE C,FORNARI P,MASSIDDA R,et al.Thiosulphate leaching for gold hydrometallurgy[J].Hydrometallurgy,1995，39(1/2/3):265-276.

[2] GONG Q,HU J X,CAO C L.Kinetics of gold leaching from sulfide gold concentrates with thiosulfate solution[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China,1993,3(4):30-36.

[3] BREUER P L,JEFFREY M I.An electrochemical study of gold leaching in thiosulfate solutions containing copper and ammonia[J].Hydrometallurgy,2002,65(2/3):145-157.

[4] CHOO W L,JEFFREY M I.An electrochemical study of copper cementation of gold(Ⅰ) thiosulfate[J].Hydrometallurgy,2004,71(3/4):351-362.

[5] BARON J Y,MIRZA J,NICOL E A,et al.SERS and electrochemical studies of the gold-electrolyte interface under thiosulfate based leaching conditions[J].Electrochimica Acta,2013,111:390-399.

[6] AYLMORE M G,MUIR D M.Thiosulfate leaching of gold:a review[J].Minerals Engineering,2001,14(2):135-174.

[7] WU Y H,JI X B,HU S S.Studies on electrochemical oxidation of azithromycin and its interaction with bovine serum albumin[J].Bioelectrochemistry,2004,64(1):91-97.

EffectofCopperandAmmoniainThiosulfateGoldLeachingSystem

XIANG Peng-zhi,LIU Qiong,HUANG Yao*

(SchoolofChemicalEngineering,YunnanOpenUniversity,Kunming650222,China)

sodium thiosulfate;gold leaching system;square wave voltammetry;Tafel curve;reduction peak current

云南省教育廳科學研究項目(2014Y007)，云南開放大學基金項目(2014C088Y)

2017-07-20

項朋志(1978-)，男，湖北黃岡人，副教授，從事工業分析教學和研究工作；通訊作者：黃遙，教授。

10.3969/j.issn.1672-5425.2017.12.004

項朋志，劉瓊，黃遙.硫代硫酸鹽浸金體系中銅氨影響研究[J].化學與生物工程，2017，34(12)：14-16，42.

TF831 TQ432.2

A

1672-5425(2017)12-0014-03