872 工程科学学报，第43卷，第7期 in leaching solution,complicated leaching system,unstable properties of leaching agent,and large consumption. KEY WORDS difficult to handle gold mines;non-cyanide leaching gold:thiosulfate method;glycine method;halide method; biological oxidation thiourea leaching method 金是地壳中十种最稀有元素之一四，并且金具 出效果差，氰化物具有剧毒，在实际生产中对环境 有十分稳定的化学性质和特殊的物理性能-)，在 和人体健康构成潜在威肋.为实现难处理金矿中 国际贸易和国防工业中发挥着重要作用，广泛应 高效、环保的回收金，非氰化法浸金逐渐成为研究 用于珠宝首饰、金融（作为交换媒介）、医学、航空 热点.当前，国内外学者提出了多种非氰化浸金方 航天设备和电子设备制造等领域，是一个国家重 法，主要有硫代硫酸盐法、甘氨酸法、卤素法、石 要的战略储备资源.据世界黄金协会数据显示，截 硫合剂法以及其他工艺与方法（碘化焙烧工艺、硫 至2020年9月底，中国官方黄金储备为1948.31t, 脲浸出法和非水溶液浸金等).本文介绍了这些方 位列全球第7位；2019年中国黄金产量为383.2t, 法的浸金原理及其在难处理金矿方面的最新研究 约占全球总产量的11%，中国是2019年全球最大 进展，讨论了这些方法存在的浸金试剂昂贵、浸出 的生产国.随着科学技术的进步，对黄金的需求正 液中金难回收、浸出体系复杂、浸出剂性质不稳 在稳定增长 定及消耗量大等问题，并对非氰浸金技术的发展 目前，许多国家易处理的金矿石资源日益减 方向进行了展望 少，难处理金矿石的比例增加阿难处理金矿石是 1硫代硫酸盐法浸金 指不能使用常规氰化浸出工艺提取金或者直接采 用氰化法浸金浸出率低于80%的金矿石6-这类 硫代硫酸盐法由于其低毒、环保、浸出速率 矿石工艺矿物学的特性以及难处理的原因可分为 快、效率高等特点，成为目前最有可能取代氰化法 以下五类： 提金的方法- (1)伴生多金属复杂金矿石.在浸出时，金属 硫代硫酸盐法浸金是指在硫代硫酸盐浸金体 元素（如：铜、铅、铁、银、锑）会与金争夺浸出剂， 系中金与硫代硫酸根离子形成可溶性配合物 不仅会增加浸出剂的用量，而且也降低了金的浸 Au(S2O3),若浸出溶液中不加任何催化剂，纯的 出率网 硫代硫酸盐浸金速率缓慢.通过添加铜和氨形成 (2)碳质金矿石.矿石中含有无定型碳、石墨 铜氨络合物，从而催化金的溶解.但也会导致硫代 和有机碳时，会在浸出时产生“劫金”作用，降低金 硫酸盐分解，从而增加了试剂消耗.硫代硫酸盐的 的浸出率o 消耗主要是由于C+与S2O}离子之间的反应，导 (3)含有大量黏土矿物的金矿石.黏土矿物具 致浸出液中的Cu+浓度降低，从而降低金的浸出 有吸附性，部分溶解的金被吸附，导致不能有效浸 率，如方程式(1)所示4 出金 2Cu(NH3)++8S2O2-=2Cu(S2O3)-+8NH3+S4O2- (4)高硫、高砷类金矿石.金以微细粒或显微 (1) 形态被包裹或嵌存于毒砂、锑硫化物、黄铁矿和 Nie等吲研究了Cu2对铜-氨-硫代硫酸盐浸 黄铜矿中，甚至浸染在金属硫化矿物的晶体中，通 金体系中金的钝化和金溶解的影响.在Cu的存 过细磨也难以解离出金 在下添加乙二胺(EN)和乙二胺四乙酸(EDTA)会 (5)硅酸盐包裹金矿石.金以微细粒、显微或 增加金的溶解度，添加剂通过与Cu+络合而削弱 者次显微的形态被包裹于硅酸盐类脉石矿物中， 了C+与硫代硫酸盐之间的相互作用，从而稳定 以至于通过常规磨矿工艺也不能把金暴露在氰化 了硫代硫酸盐并防止了金表面上钝化物质在形成 物溶液中 Xu等采用加氧、加压的碱性硫代硫酸盐体 我国作为主要的黄金生产国，近年来，随着金 系浸金，研究表明硫代硫酸盐在氨水中是一种亚 矿资源的持续开发利用，易处理的金矿资源减少， 稳态阴离子，可以氧化成亚稳态或稳定的含硫 难处理金矿成为未来开采的主要资源.其中，含 物质，如S02(连多硫酸盐，=3、4、5、6、…)、 砷、含碳、高硫、被硅酸盐包裹的微细颗粒金矿石 SO}、SO}、S2、S.生成的连四硫酸盐被进一步 已成为金矿开采的重点，这些矿石应用氰化法浸 氧化为S;S2O的简化分解路线如图1所示，相关in leaching solution, complicated leaching system, unstable properties of leaching agent, and large consumption. KEY  WORDS    difficult  to  handle  gold  mines； non-cyanide  leaching  gold； thiosulfate  method； glycine  method； halide  method； biological oxidation thiourea leaching method 金是地壳中十种最稀有元素之一[1] ，并且金具 有十分稳定的化学性质和特殊的物理性能[2−3] ，在 国际贸易和国防工业中发挥着重要作用，广泛应 用于珠宝首饰、金融（作为交换媒介）、医学、航空 航天设备和电子设备制造等领域[4] ，是一个国家重 要的战略储备资源. 据世界黄金协会数据显示，截 至 2020 年 9 月底，中国官方黄金储备为 1948.31 t， 位列全球第 7 位；2019 年中国黄金产量为 383.2 t， 约占全球总产量的 11%，中国是 2019 年全球最大 的生产国. 随着科学技术的进步，对黄金的需求正 在稳定增长. 目前，许多国家易处理的金矿石资源日益减 少，难处理金矿石的比例增加[5] . 难处理金矿石是 指不能使用常规氰化浸出工艺提取金或者直接采 用氰化法浸金浸出率低于 80% 的金矿石[6−8] . 这类 矿石工艺矿物学的特性以及难处理的原因可分为 以下五类： （1）伴生多金属复杂金矿石. 在浸出时，金属 元素（如：铜、铅、铁、银、锑）会与金争夺浸出剂， 不仅会增加浸出剂的用量，而且也降低了金的浸 出率[9] . （2）碳质金矿石. 矿石中含有无定型碳、石墨 和有机碳时，会在浸出时产生“劫金”作用，降低金 的浸出率[10] . （3）含有大量黏土矿物的金矿石. 黏土矿物具 有吸附性，部分溶解的金被吸附，导致不能有效浸 出金. （4）高硫、高砷类金矿石. 金以微细粒或显微 形态被包裹或嵌存于毒砂、锑硫化物、黄铁矿和 黄铜矿中，甚至浸染在金属硫化矿物的晶体中，通 过细磨也难以解离出金. （5）硅酸盐包裹金矿石. 金以微细粒、显微或 者次显微的形态被包裹于硅酸盐类脉石矿物中， 以至于通过常规磨矿工艺也不能把金暴露在氰化 物溶液中. 我国作为主要的黄金生产国，近年来，随着金 矿资源的持续开发利用，易处理的金矿资源减少， 难处理金矿成为未来开采的主要资源. 其中，含 砷、含碳、高硫、被硅酸盐包裹的微细颗粒金矿石 已成为金矿开采的重点，这些矿石应用氰化法浸 出效果差，氰化物具有剧毒，在实际生产中对环境 和人体健康构成潜在威胁. 为实现难处理金矿中 高效、环保的回收金，非氰化法浸金逐渐成为研究 热点. 当前，国内外学者提出了多种非氰化浸金方 法，主要有硫代硫酸盐法、甘氨酸法、卤素法、石 硫合剂法以及其他工艺与方法（碘化焙烧工艺、硫 脲浸出法和非水溶液浸金等）. 本文介绍了这些方 法的浸金原理及其在难处理金矿方面的最新研究 进展，讨论了这些方法存在的浸金试剂昂贵、浸出 液中金难回收、浸出体系复杂、浸出剂性质不稳 定及消耗量大等问题，并对非氰浸金技术的发展 方向进行了展望. 1    硫代硫酸盐法浸金 硫代硫酸盐法由于其低毒、环保、浸出速率 快、效率高等特点，成为目前最有可能取代氰化法 提金的方法[11−14] . Au(S2O3) 3− 2 S2O 2− 3 硫代硫酸盐法浸金是指在硫代硫酸盐浸金体 系中金与硫代硫酸根离子形成可溶性配合物 . 若浸出溶液中不加任何催化剂，纯的 硫代硫酸盐浸金速率缓慢. 通过添加铜和氨形成 铜氨络合物，从而催化金的溶解. 但也会导致硫代 硫酸盐分解，从而增加了试剂消耗. 硫代硫酸盐的 消耗主要是由于 Cu2+与 离子之间的反应，导 致浸出液中的 Cu2+浓度降低，从而降低金的浸出 率，如方程式（1）所示[14] . 2Cu(NH3) 2+ 4 +8S2O 2− 3 = 2Cu(S2O3) 5− 3 +8NH3+S4O 2− 6 （1） Nie 等[15] 研究了 Cu2+对铜−氨−硫代硫酸盐浸 金体系中金的钝化和金溶解的影响. 在 Cu2+的存 在下添加乙二胺（EN）和乙二胺四乙酸（EDTA）会 增加金的溶解度，添加剂通过与 Cu2+络合而削弱 了 Cu2+与硫代硫酸盐之间的相互作用，从而稳定 了硫代硫酸盐并防止了金表面上钝化物质在形成. SxO 2− 6 ···） SO2− 3 SO2− 4 S2O 2− 3 Xu 等[16] 采用加氧、加压的碱性硫代硫酸盐体 系浸金，研究表明硫代硫酸盐在氨水中是一种亚 稳态阴离子，可以氧化成亚稳态或稳定的含硫 物质 ，如 （连多硫酸盐 ， x=3、 4、 5、 6、 、 、 、S 2−、S. 生成的连四硫酸盐被进一步 氧化为 S； 的简化分解路线如图 1 所示，相关 · 872 · 工程科学学报，第 43 卷，第 7 期