iki-h2o2體系下金溶解速率的影響因素分析

1、I2KIH2O2體系下金溶解速率的影響因素分析體系下金溶解速率的影響因素分析孟齊，李桂春，閆曉慧（黑龍江科技大學礦業(yè)工程學院，哈爾濱150022）摘要摘要：分別采用正交試驗法和單因素試驗法考察I2KIH2O2體系下碘質量分數(shù)、n(I2)n(I?)比值、雙氧水用量、固液比對金溶解速率的影響程度，以及碘化鉀質量分數(shù)、m(I2)m(I?)比值、雙氧水用量、溶液溫度和溶液pH對金溶解時間的影響，然后對金溶解后的溶液進行穩(wěn)定性測試。結果表明，各因

2、素影響程度大小順序依次為固液比、雙氧水用量、n(I2)n(I?)比值、碘質量分數(shù)。當?shù)饣涃|量分數(shù)為0.2~0.25gmL、m(I2)m(I?)=1︰5~1︰4、雙氧水用量0.7~0.9mL、溫度室溫、pH為原溶液狀態(tài)時，金溶解速率最大，溶液的穩(wěn)定性可以滿足使用要求。關鍵詞關鍵詞：I2KIH2O2；金；溶解；穩(wěn)定性中圖分類號：中圖分類號：TF831文獻標志碼：文獻標志碼：A文章編號：文章編號：10077545（2019）04000000

3、AnalysisofFactsInfluencingDissolutionRateofGoldinI2KIH2O2SystemMENGQiLIGuichunYANXiaohui(CollegeofMiningEngineeringHeilongjiangUniversityofScienceTechnologyHarbin150022China)Abstract：Effectsofratioofiodinemassfractionn(I

4、2)n(I?)H2O2dosageratioofsolidtoliquidinI2KIH2O2systemondissolutionrateofgoldwereinvestigatedbythogonalsinglefactexperimentsrespectively.Effectsofmassfractionofpotassiumiodidem(I2)m(I?)H2O2dosagetemperaturepHvalueofsoluti

5、onondissolutiontimeofgoldwerestudied.Stabilityofsolutionwastested.TheresultsshowthatinfluencesequenceoffactsissolidliquidratioH2O2dosagen(I2)n(I?)iodinemassfraction.Golddissolutionrateisthehigheststabilityofsolutionisfea

6、sibleundertheconditionsincludingmassfractionofpotassiumiodideof0.2~0.25gmLm(I2)m(I?)=1︰5~1︰4H2O2dosageof0.7~0.9mLroomtemperaturepHvalueoftheiginalsolution.Keywds：I2KIH2O2golddissolutionstability金的溶解工藝是在氧化劑和絡合劑兩者共同作用下完成的，

7、由于金的化學性質穩(wěn)定，不能穩(wěn)定溶解在水溶液中，所以通過加入配合物使金和水的穩(wěn)定性相近，從而實現(xiàn)金穩(wěn)定于液體中[12]。同時，還需要考慮金的表面電位和混合電位的一致性，通常采用加入合適的氧化劑來解決[3]。最終，溶液中的金以金的絡合物形式存在。關于金的最佳配位體方面，國內(nèi)外諸多學者做了大量研究，包括硫脲體系、硫代硫酸鹽體系、鹵化體系等多種效率高且無毒的非氰化浸金體系[47]。碘化物浸金體系因為具有無毒、可循環(huán)利用和穩(wěn)定性較好等優(yōu)點引起大量

8、研究者的關注。DAVIS等[8]進行相關的電化學研究結果表明：碘與碘化物體系的溶金速度是氰化物的十幾倍，金溶解過程中的主要影響因素為碘、碘化物濃度及溶液pH。MARUN等[9]研究碘化浸出過程φpH圖，認為AuI4?和AuI2?兩種絡合物離子在酸堿環(huán)境中均穩(wěn)定，其中，AuI4?在溶液中最穩(wěn)定。李紹英等[1011]研究了鹵化體系浸金，得出碘與碘化物可以使金在溶液中形成金的絡合物，且具有溶解效率高、環(huán)境污染小等優(yōu)點。龐朝霞[12]分別采用I

9、2KIH2O2體系、KIHNO3H2O2體系、KIH2SO4H2O2體系進行溶解金試驗，結果表明：三種體系均具有可行性，且在室溫和原溶液pH條件下就可以達到較好的溶解效果，溶解時間都在10min以內(nèi)。本文采用I2KIH2O2體系對含金的廢舊電路板進行溶解金試驗，分別利用正交試驗法和單因素試驗法對金溶解速率的影響程度和金溶解最佳工藝條件進行分析，最后對溶解后的溶液進行穩(wěn)定性測試，檢測其是否具有工業(yè)化應用的可能性。1試驗部分試驗部分1.1反

10、應原理反應原理碘難溶于水但易溶于碘化鉀溶液，所以碘化鉀是碘的一種良好溶劑，反應為：I2I?=I3?（1）在溶液呈酸性時，雙氧水具有強氧化性，可以把碘化鉀氧化成碘單質，當加入過量的碘化鉀時，氧化得到的碘單質再次發(fā)生反應(1)。收稿日期：收稿日期：20181217基金項目基金項目：國家自然科學基金資助項目（51674110）；黑龍江科技大學研究生創(chuàng)新科研項目（YJSCX2018202HKD）doi：10.3969j.issn.1007754

11、5.2019.04.0102.2I2KIH2O2體系下金溶解的單因素試驗體系下金溶解的單因素試驗2.2.1KI質量分數(shù)對金溶解時間的影響質量分數(shù)對金溶解時間的影響取不同質量分數(shù)的KI溶液20mL于不同的燒杯中，根據(jù)m(I2)m(I?)=1︰4分別加入相應質量的碘，再加入0.9mL的雙氧水（30%，以下相同），試驗在25℃條件下進行，考察KI質量分數(shù)對金溶解時間的影響，記錄金完全溶解的時間，結果見圖1。如圖1所示，當KI質量分數(shù)較小時，金

12、溶解時間在10min以上，可能是溶液中I較少，與金形成的絡合離子也相對較少，造成金的氧化電勢增大，從而降低了金的氧化效果。當KI質量分數(shù)在0.2~0.25gmL時，金完全溶解的時間為9~10min。隨著KI質量分數(shù)的增大，金溶解時間明顯增加，原因是I具有較大的配位能，會與溶液中的銅離子發(fā)生反應，從而降低了金的溶解效率。即KI質量分數(shù)在0.2~0.25gmL時，金的溶解效果最佳。0.100.150.200.250.308910111213

13、141516KI(gmL1)金浸出時間min圖1KI質量分數(shù)對金溶解時間的影響質量分數(shù)對金溶解時間的影響Fig.1EffectofKImassfractionondissolutiontimeofgold2.2.2碘與碘化鉀質量比對金溶解時間的影響碘與碘化鉀質量比對金溶解時間的影響試驗條件：KI質量分數(shù)0.2gmL、雙氧水用量0.9mL、試驗溫度25℃，按照不同的碘與碘化鉀的質量比m(I2)m(I?)分別加入相應量的碘，記錄金完全溶解的

14、時間，結果如圖2所示。由圖2可見，m(I2)m(I?)過小時，可能是因為I過量，會與溶液中的銅離子發(fā)生反應，在元件反應表面生成一層白色沉淀，覆蓋元件表面一定量的金，從而降低了金的溶解效率。也可能是因為I3不足引起溶液中氧化劑的減少，在實際反應中，I3是反應過程中最主要的氧化作用離子，所以金溶解速率減弱，造成金的溶解時間增加。m(I2)m(I?)在1︰5~1︰4范圍內(nèi)時，金的溶解時間最短。1:81:71:61:51:41:38910111

15、213141516金浸出時間minm(I2)m(I)圖2m(I2)m(I?)對金溶解時間的影響對金溶解時間的影響Fig.2Effectofm(I2)m(I)ondissolutiontimeofgold2.2.3雙氧水用量對金溶解時間的影響雙氧水用量對金溶解時間的影響試驗條件：KI質量分數(shù)0.2gmL、m(I2)m(I?)=1︰4、室溫（25℃），然后分別加入不同量的雙氧水，考察加入雙氧水的量對金溶解時間的影響（每組試驗取相同條件下的原