反应: 反应:
2Au+4NaCN+H2O2 =2NaAu(CN)2+2NaOH 为一缓慢过程 大量过氧化氢时，会将氰根氧化为对金不起 作用的CNO 作用的CNOCN- +H2O2=CNO-+H2O 在金的浸出过程中，主要按生成H 在金的浸出过程中，主要按生成H2O2反应进 行，即金在氰化物溶液中除生成Au(CN) 行，即金在氰化物溶液中除生成Au(CN)2-外， 还生成H 还生成H2O2。
金银在氰化物溶液中的溶解本质上是一个电 化学腐蚀过程
在阳极区： 2Au(CN)2- +2e =2Au +4CN在阴极区： O2+2H2O+2e=H2O2+2OH总的反应为： 2Au +4CN-+O2+2H2O＝2Au(CN)-2 + H2O2+2OH-
金氰化反应的速度常数k与温度T 金氰化反应的速度常数k与温度T的关系
8）pH<9.4时，氰化物主要以HCN pH<9.4时，氰化物主要以HCN 存在，在pH>9.4时则主要以CN存在，在pH>9.4时则主要以CN-存 在；
9）强氧化剂的存在能将CN-氧化，增加氰 ）强氧化剂的存在能将CN化物的消耗； 10）锌能从氰化液中置换出金。 10）锌能从氰化液中置换出金。
5.1.2 动力学
4 DO2 [O2 ] ( DCN [CN ] + 4 DO2 [O2 ]) =1
第5章 氰化浸金
矿石中金的提取方法： 重选 混汞， 混汞， 湿法冶金 细粒金
重选法和混汞属于物 理方法， 理方法，适合于提取 粗颗粒金
湿法冶金主要过程包括两个方面：
溶解（氧化、化学溶解） 溶解（氧化、化学溶解） 沉积（电沉积、置换、沉淀） 沉积（电沉积、置换、沉淀）
氰化法演变史：
1782年 1782年 斯 奇 尔 （ Scheele ） 在 实 验 室 中 制 备 了 KAu(CN)2 KAg(CN)2 1805年 1805年 哈根（Hagen） 哈根（Hagen ） 提出金在氰化钾溶液中溶解的 事实 1843年 1843年 巴格拉齐昂（Barparuoh）发表了KCN溶金的 巴格拉齐昂（Barparuoh）发表了KCN溶金的 研究工作，并指出氧气对溶解金、银有利。 研究工作，并指出氧气对溶解金、银有利。
E
0 O2 / H 2O2
= −0.145V
H2O2+2e =2OH0 EH O
2 2
/ OH
−
= 0.95V
溶解反应： 2Au+4CN-+2H2O+O2=2Au(CN)-2+2OH-+H2O2 ∆G0=-87815J K＝2.47×1015 2.47× 反应： 2Au+4CN-+H2O2 =2Au(CN)-2+2OH∆G0=-299150J K＝2.74×1052 2.74×
平衡常数或标准自由能变化表明，在热力学 上金的溶解反应十分容易进行，即在氰化物 溶液中金十分容易被氧化，以Au(CN) 溶液中金十分容易被氧化，以Au(CN)-2 配离 子的形式进入溶液， 对银可以得到类似的结论
接
近
工
业
条
件
下
的
氰
化
物 Au(Ag) Au(Ag) － 系 -pH -pH pH pH 图 位 电 CN-―H2O CN-―H2O CN CN 解 金 银
[CN]－扩散层外（本体）CN [CN]－扩散层外（本体）CN-浓度 [CN]0－扩散层内CN-的浓度 －扩散层内CN A2 —阳极区的面积 由于化学反应速度很快，所以[CN] 由于化学反应速度很快，所以[CN]0 →0， 则有
d [CN ] DCN = dt δ
A2[CN]
在阴极区，O 在阴极区，O2 向阴极表面扩散的速度为
+
F
ln
− 2
2 α CN
−
标准电位为αAu(CN)标准电位为αAu(CN)-2 和αCN- 均为1时，金 CN- 均为1 在该溶液中的电位。
溶液中αAu(CN)溶液中αAu(CN)-2 和αCN- 均为1时，溶液中αAu+ CN- 均为1时，溶液中α 可表达为：
α Au =
+
1
β
1
金的电位为：
E Au + / Au = 1.69 + 0.059 lg
(6-3) (6-
工业上常用的强氧化剂（例如硝酸）的电位都比它低，因而都不 能使金氧化。
金能与许多配体（如氰根，氯离子等）形成 配合物， Au+ + 2CN- =Au(CN) 稳定常数为：
2
(6-4) (6-
β=
α Au ( CN ) α Au α
+
− 2
2 CN −
= 10
38.75
当溶液中有CN 存在时，Au 的活度（α 当溶液中有CN- 存在时，Au+ 的活度（αAu+） 急剧降低。
d [O2 ] DO2 = A1([O2 ]-[O2 ]0) dt δ
DO2 －O2 的扩散系数 [O2 ]－扩散层外（本体）O2 的浓度 －扩散层外（本体）O [O2]0－扩散层内O2 的浓度 －扩散层内O A1 —阴极区的面积
化学反应很快，在扩散层内[O 化学反应很快，在扩散层内[O2 ]0→0，则有
V Au =
δ {DCN [CN ] + 4 DO [O2 ] }
2
2 ADO2 [O2 ] DCN [CN ]
分别对[CN 分别对[CN-]和[O2 ]进行微分，并令
dVAu =0 d [CN ]
dVAu =0 d [O2 ]
则有：
DCN [CN ] =1 ( DCN [CN ] + 4 DO2 [O2 ])
V Au =
即
2 ADO2 [O2 ]DCN [CN ]
δDCN [CN ]
V Au =
2 ADO2 [O2 ]
δ
氰化物浓度很高时，金溶解速度主要取决于溶液中 氧的浓度
氰化时金的溶解速度与氰化物浓度和氧压之间的关系
氰化过程中氧气浓度和CN 氰化过程中氧气浓度和CN- 浓度都不可能很高，故有一 最佳的比值。将
2
2 ADO2 [O2 ] DCN [CN ]
游离CN 游离CN-浓度很低时
V Au = 2 ADO2 [O2 ]DCN [CN ]
δ 4 DO [O2 ]
2
即
V Au =
ADCN [CN ] 2δ
游离CN 浓度很低时，金的溶解速度只随CN 游离CN-浓度很低时，金的溶解速度只随CN-浓 度的增加而增加 游离CN 游离CN-浓度很高时，第二项可忽略，则有：
金的动力学实质上是电化学溶解过程 2Au+4NaCN+2H2O+O2=2NaAu(CN)2+2Na OH+H2O2 对于银的溶解，同样可以写出类似的反应式 金、银在氰化物溶液中的溶解速度 溶解质量 /mg 金10 银5 需用时间/min 氰化物＋氧气 5~10 15 氰化物＋过氧化氢 30~90 180
结论：
1）用氰化物溶液溶解金银，生成配离子的电极电 位，比游离的金银离子的电极电位低得多，所以 氰化物溶液是溶解金银的良好溶剂和配合剂; 氰化物溶液是溶解金银的良好溶剂和配合剂; 2）金银被氰化物溶液溶解形成Au(CN)2）金银被氰化物溶液溶解形成Au(CN)2,Ag(CN)2,Ag(CN)2-配离子的反应线⑨、⑩，几乎都落入 水稳定区中，即线①和②之间，这说明这两种配 离子在水溶液中是稳定的; 离子在水溶液中是稳定的; 3）金比银易溶解，不形成配离子时金的电位 高于银，但形成配合物后，Au(CN)2高于银，但形成配合物后，Au(CN)2-的电位比 Ag(CN)2Ag(CN)2-低得多，从热力学角度来看在氰化物 溶液中金比银容易溶解; 溶液中金比银容易溶解;
=-0.60V
β
在氰化物溶液中，金的标准电位急剧地下降， 选择适当的氧化剂将金氧化。
在碱性溶液中，使用最广泛的氧化剂为O2，其 在碱性溶液中，使用最广泛的氧化剂为O2，其 有关半电池反应为： O2+2H2O+4e =4OH0 EO / OH − = 0.40V
2
O2+2H2O+2e =H2O2+2OH-
5.1 氰化浸金原理
5.1.1热力学 5.1.1热力学 金银在氰化物溶液中的溶解，曾经提出了许多理论，现普遍认为 金银(Me)的氰化可以写成下列两个反应： 金银(Me)的氰化可以写成下列两个反应： 2Me+4NaCN+2H2O+O2=2NaMe(CN)2+2NaOH+H2O2 (6-1) (62Me+4NaCN+H2O2 =2NaMe(CN)2+2NaOH 在水溶液中，金的标准电位非常高。 Au+ + e =Au E0=1.69V (6(6-2)
5）氰化物溶金的曲线⑨及下方的平行曲线说明， 在pH相同时，金配离子的电极电位，随着配离子 pH相同时，金配离子的电极电位，随着配离子 活度降低而降低。银也具有同样的规律; 活度降低而降低。银也具有同样的规律; 6）O2 /H2O线在金线、银线之上，说明O2 /H2O线在金线、银线之上，说明O2 是溶解金银的良好氧化剂； 7）溶金半电池与O2 /H2O组成的原电池， ）溶金半电池与O2 /H2O组成的原电池， 在pH=9~10的电位差最大，也就是∆G0的负值 pH=9~10的电位差最大，也就是∆G0的负值 最大，反应进行最彻底，故氰化控制pH在 最大，反应进行最彻底，故氰化控制pH在9~10 间；
d [O2 ] DO A1[O2 ] = dt δ
2
用VAu表示金的溶解速度，则有：