JP2004018933A - 金の精錬法 - Google Patents

Abstract

【課題】シアンを用いる金の青化法に代えて無害なチオ硫酸塩を用いる金の精錬法において，高い金の採取率のもとで，その試薬消費量をさらに低減する。
【解決手段】金鉱石をチオ硫酸塩で浸出し，その浸出液から金を置換析出させる金の精錬法において，前記のチオ硫酸塩としてチオ硫酸アンモニウムを使用し且つ浸出用の触媒としてニッケルを使用することを特徴とする金の精錬法である。浸出液からの金の置換析出は亜鉛末の添加によって行うことができ，金を置換析出したあとの尾液は，浸出液に循環使用され得る。
【選択図】　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，青化法に代わる金の精錬法に係り，より詳しくは，鉱石からの金の浸出液としてチオ硫酸塩を用いた金の精錬法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１８８７年に　ＭａｃＡｒｔｈｕｒが青化法を特許出願して以来，１００年以上もの間，多くの企業はこの青化法を適用して金の浸出を続けてきた。その一方で，青化法の主要試薬であるシアンは，その管理について法律的にも厳しい義務付けが強いられている。
【０００３】
従来より，シアンに代わる金の浸出液について多くの研究報告がなされてきたが，青化法の効率を上回る金の精錬法は未だ確立されていない。これまでの研究報告のうち，チオ硫酸を用いる方法は，シアンと比較して極端な無害性により，最も実用化されることが望ましい試薬の一つであると考えられる。
【０００４】
米国特許第４，０７０，１８２　号明細書は，銅が随伴する硫化鉱物を含む金鉱石からチオ硫酸アンモニウムを浸出液とし，　昇温下で金と銅を浸出する方法を開示している。Ｄｅ　Ｖｏｔｏ　ａｎｄ　ＭｃＮｕｌｔｙ，　２０００；　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　２０００；　Ｄａｍｓｅｌｌ，１９９８；　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｐｏｌｉｃｙ　Ｃｅｎｔｒｅ，２０００；　Ｍｉｄｗｅｓｔ　Ｔｒｅａｔｙ　Ｎｅｔｗｏｒｋ，　２００１　などにおいて，銅を触媒とするチオ硫酸アンモニウム浸出法が，青化法の代替として提案されている。
【０００５】
さらに，１９９０年代以降の幾つかの研究において，　金は周囲温度でチオ硫酸塩で抽出できることが報告されている（Ｌａｎｇｈａｎｓ　ｅｔ　ａｌ．，１９９２；　Ｗａｎ　ｅｔ　ａｌ．，１９９４；　Ａｂｂｒｕｚｚｅｓｅ　ｅｔ　ａｌ．，１９９５；　Ｗａｎ　ａｎｄ　Ｂｒｉｅｒｌｅｙ　１９９７；　Ｙｅｎ　ｅｔ　ａｌ．，１９９６，１９９８，１９９９；　Ｔｈｏｍｏａｓ　ｅｔ　ａｌ．，１９９８；　Ａｒｉｍａ　ｅｔ　ａｌ．，２００２）　。
【０００６】
とくに，チオ硫酸塩の消費を最低にして金回収率を最大にするための最適な試薬の組合せについて，熱力学的且つ速度論的に調査された（Ａｒｉｍａ　ｅｔ　ａｌ．，　”ＴＨＥＲＭＯＤＹＮＡＭＩＣ　ＥＶＡＬＵＡＴＩＯＮ　ＯＮ　ＧＯＬＤ　ＯＸＩＤＡＴＩＯＮ　ＡＮＤ　ＲＥＤＵＣＴＩＯＮ　ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ　ＩＮ　ＡＭＭＯＮＩＵＭ　ＴＨＩＯＳＵＬＦＡＴＥ　ＳＯＬＵＴＩＯＮ”　２００２　ＳＭＥ　Ａｎｎｕａｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇ，　Ｆｅｂ．２５−２７，　Ｐｈｏｅｎｉｘ，　Ａｒｉｚｏｎａ・・この論文は本発明に最も関連があると考えられるので，本明細書において以降，　この論文を「Ａｒｉｍａ　論文」と呼ぶ）　。
【０００７】
Ａｒｉｍａ　論文が教えるところでは，その最適な実験結果として，−２００　メッシュ（７５　μｍ）　の粉砕鉱石１００重量％について，ｐＨ９．５　で，　０．３　ｍｏｌ／Ｌ　ＮＨ_４ＯＨ，　０．０００１　ｍｏｌ／Ｌ　ＣｕＳＯ_４　５Ｈ_２０　および０．０５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３　の組合せにおいて，　チオ硫酸アンモニウムの消費は鉱石トン当りの３　Ｋｇ　であり，９４％の金が抽出できたことが確認された。チオ硫酸アンモニウム溶液からの金を回収するためには，亜鉛沈殿法が提案されており，亜鉛末によって金をほぼ１００　％回収することができる。チオ硫酸塩の消費コストは鉱石トン当り　１．６ドルであり，青酸ソーダの消費コスト約鉱石トンあたり　３．１ドルよりも低い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記の銅を触媒としたチオ硫酸アンモニウムによる金の浸出法は青化法に代わる金の精錬法として最も注目されるものであるが，Ａｒｉｍａ　論文による実験の結果および検討によればこのチオ硫酸塩浸出には次のような問題がある。
【０００９】
その一つは，金の抽出速度とチオ硫酸塩の消費は銅の濃度と密接且つ直接的な関連性を有し，チオ硫酸塩中での銅濃度が高くなればなるほど，金の抽出は良好となるが，他方においてチオ硫酸塩が多く消費することになる点である。他の一つは，浸出液からの亜鉛末による金の置換析出を行う場合に，銅イオンの安定性は亜鉛のそれより低いので，　液中の銅の殆ど全てが金と一緒に共沈する。このため，金と銅の分離を必要とするほか，共沈後の尾液を浸出工程に再循環させる場合には，別途に銅を添加することが必要となり，このことが試薬消費量を増加させる点である。
【００１０】
したがって，本発明は，このような銅触媒によるチオ硫酸塩浸出法の問題点を解消することを目的としてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば，金鉱石をチオ硫酸塩で浸出し，その浸出液から金を置換析出させる金の精錬法において，前記のチオ硫酸塩としてチオ硫酸アンモニウムを使用し且つ浸出用の触媒としてニッケルを使用することを特徴とする金の精錬法を提供する。ここで，浸出液は水酸化アンモニウム，チオ硫酸アンモニウムおよび硫酸ニッケルを含有するものを使用し，そのさいｐＨ８〜１１の範囲において，
ＮｉＳＯ_４　　　：０．００００５　〜０．００１　ｍｏｌ／Ｌ
（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３：０．０１〜０．２０　ｍｏｌ／Ｌ
ＮＨ_４ＯＨ　　　：０．１　〜２．０　ｍｏｌ／Ｌ
を含有するものが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明者らは，前記のＡｒｉｍａ　論文において，銅触媒を用いた場合のチオ硫酸アンモニウム溶液中での金の酸化還元挙動について熱力学的な検討を報告した。それによれば，次の（１）　および（２）　のような事実が明らかとなった。
【００１３】
（１）　チオ硫酸銅錯塩の安定性はアンミン銅錯塩のそれよりも高いので，熱力学的には，下記の式（１）　および（２）　に示されるアンミン銅錯塩の中間生成物を経てチオ硫酸塩を４チオン酸塩に酸化することに伴って　アンミン銅錯塩はチオ硫酸銅錯塩に還元されさる。
２［Ｃｕ（ＮＨ_３）_４］^２＋＋２Ｓ_２Ｏ_３ ^２−→　２［Ｃｕ（ＮＨ_３）_２］^＋＋　Ｓ_４Ｏ_６ ^２−＋２ＮＨ_３　　・・（１）
［Ｃｕ（ＮＨ_３）_４］^＋＋２Ｓ_２Ｏ_３ ^２−→［Ｃｕ（Ｓ_２Ｏ_３）_２］^３−＋　２ＮＨ_３　　　　　　　・・（２）
アンモニア濃度の増加またはチオ硫酸塩濃度の減少のいずれかで二価の銅イオンをアンミン銅錯塩として安定化させるが，二価の銅イオンは，一価の銅イオンへの還元に伴って金を酸化する重要な電子供与体（ドナー）である。したがって，金抽出のためのチオ硫酸アンモニウム浸出においては，十分な量のチオ硫酸塩を必要とする。また，金の抽出速度とチオ硫酸塩の消費は銅の濃度と密接且つ直接的な関連性を有する。チオ硫酸塩中での銅濃度が高くなればなるほど，金の抽出は良好となるが，他方においてチオ硫酸塩が多く消費することになる。
【００１４】
（２）　浸出液から金を置換析出させるには，亜鉛末は最適媒体の一つである。しかし，熱力学的には，　次の標準電極電位Ｅ^０に見られるように，　銅イオンの安定性は亜鉛のそれより低いので，　液中の銅の殆ど全ても金と一緒に共沈する。
Ｚｎ＋４ＮＨ_３＝［Ｚｎ（ＮＨ_３）_４］^２＋＋２ｅ⁻　　　　Ｅ^０＝−１．０４［Ｖ］　　　・・（３）
Ｚｎ＋２Ｓ_２Ｏ_３ ^２−＝［Ｚｎ（Ｓ_２Ｏ_３）_２］^２−＋２ｅ⁻　Ｅ^０＝−０．８２［Ｖ］　　　・・（４）
Ｃｕ＋２Ｓ_２Ｏ_３ ^２−＝［Ｃｕ（Ｓ_２Ｏ_３）_２］^３−＋　ｅ⁻　Ｅ^０＝−０．２１［Ｖ］　　　・・（５）
Ｃｕ＋２ＮＨ_３＝［Ｃｕ（ＮＨ_３）_２］^＋＋　ｅ⁻　　　　Ｅ^０＝−０．１１［Ｖ］　　　・・（６）
Ａｕ＋２Ｓ_２Ｏ_３ ^２−＝［Ａｕ（Ｓ_２Ｏ_３）_２］^３−＋　ｅ⁻　Ｅ^０＝−０．１５［Ｖ］　　　・・（７）
したがって，浸出工程に尾液を再循環させるには，銅を添加することが必要となる。このことは，試薬消費量を増加させることになる。
【００１５】
このような事実により，銅触媒を用いたチオ硫酸アンモニウムによる金の浸出法は，必ずしも経済的ではないことが明らかとなった。そこで，本発明者らは新たな観点に立って，試薬消費量を抑えながらも金の抽出を一層活性化するための処法を模索し，種々の研究の結果，触媒としてニッケルを使用することが有利であることを見い出した。すなわち，ニッケル触媒を用いたチオ硫酸アンモニウムによる金浸出では，前記のような問題が実質的に同伴しないことがわかった。
【００１６】
チオ硫酸アンモニウム溶液中でのニッケルイオンの安定性は，下記の式（８）　と（９）　の標準電極電位を比較すると，ニッケルイオンの方が銅イオンのものよりも高い。
Ｎｉ＋６ＮＨ_３＝［Ｎｉ（ＮＨ_３）_６］^２＋＋２ｅ⁻　　　　Ｅ^０＝−０．５０［Ｖ］　　　・・（８）
Ｎｉ＋２Ｓ_２Ｏ_３ ^２−＝［Ｎｉ（Ｓ_２Ｏ_３）_２］^２−＋２ｅ⁻　Ｅ^０＝−０．３０［Ｖ］　　　・・（９）
【００１７】
このように，チオ硫酸アンモニウム溶液中でニッケルは銅より安定であれば，亜鉛末による金の置換析出段階での亜鉛末によるニッケルの沈殿も最小にできる筈である。ニッケルアンミン錯体が金を酸化する触媒として作用するには，ニッケルイオンは大気雰囲気下で二価のＮｉ^２＋として安定でなければならないし，チオ硫酸塩の消費もＣｕ^２＋を触媒として用いるときよりも少なくなければ，前記の課題は解決できない。そこで，熱力学的にニッケルの安定性を検討した。
【００１８】
ニッケルと金の種々の反応系についてネルンストの式を求め，それらを表１に示した。これら表１のネルンストの式を電位−ｐＨ図を作るのに用い，図１に，試薬濃度が０．５　ｍｏｌ／Ｌ　のＮＨ_４ＯＨ，　０．５　ｍｏｌ／Ｌの　Ｓ_２Ｏ_３ ^２−および０．００５　ｍｏｌ／Ｌ　のＮｉ^２＋の組合せにおけるＮｉ^２＋−ＮＨ_４ ^＋／ＮＨ_３−Ｓ_２Ｏ_３ ^２−系の電位−ｐＨ図を示した。図１におけるＡ，ＢおよびＣのラインは，表１のＡ，ＢおよびＣのネルンストの式に対応している。
【００１９】
【表１】

【００２０】
図２は，０．５　ｍｏｌ／Ｌ　の　ＮＨ_４ ^＋／ＮＨ_３，　５×１０^−５ｍｏｌ／Ｌ　のＡｕ，　０．００５　ｍｏｌ／Ｌ　のＮｉ^２＋および　０．５　ｍｏｌ／ＬのＳ_２Ｏ_３ ^２−における，　Ａｕ−ＮＨ_３−Ｓ_２Ｏ_３ ^２−−Ｈ_２Ｏ系の電位−ｐＨ図であり，図２の薄い点線は図１に示したニッケルの安定領域を示している。これら図１と図２の関係から，ｐＨ９〜１０に領域においては，ニッケルと金はチオ硫酸塩錯体よりもアンミン錯体としての方がより安定であることがわかる。そして，ニッケルアンミン錯体の安定性は金アンミン錯体よりも高い。したがって，ニッケルアンミン錯体は金表面で触媒として作用し，次のアノード反応（１０）およびカソード反応（１１）に従って金アンミン錯体を生成する。
【００２１】

【００２２】
さらに，式（１２）の金アンミン錯体は，チオ硫酸塩と反応し，安定な金のチオ硫酸錯体となるだろう。
［Ａｕ（ＮＨ_３）_２］^＋＋２Ｓ_２Ｏ_３ ^２−→［Ａｕ（Ｓ_２Ｏ_３）_２］^３−＋　２ＮＨ_３　・・（１３）
【００２３】
金の置換析出反応について：
浸出液中に溶出した金が亜鉛末の添加によって置換析出するときの反応については，その化学は式（７）　のカソード反応と式（４）　のアノード反応の組合せとして表すことができる。
２Ｚｎ＋２［Ａｕ（Ｓ_２Ｏ_３）_２］^３−→［Ｚｎ（Ｓ_２Ｏ_３）_２］^２−＋　２Ａｕ↓　　　・・（１４）
【００２４】
亜鉛がアンミン錯体およびチオ硫酸錯体を作る標準電極電位は水素の標準電極電位　（Ｅ^０＝０　Ｖ）より低いので，次の反応が起こることもあり得る。
Ｚｎ＋４ＮＨ_３＋２Ｈ_２Ｏ→　［Ｚｎ（ＮＨ_３）_４］^２＋＋　２ＯＨ⁻＋Ｈ_２↑　　　・・（１５）
Ｚｎ＋２Ｓ_２Ｏ_３ ^２−＋２Ｈ_２Ｏ→　［Ｚｎ（Ｓ_２Ｏ_３）_２］^２−＋　２ＯＨ⁻＋Ｈ_２↑　・・（１６）
【００２５】
式（１４）〜（１６）の組合せて，チオ硫酸アンモニウム溶液中での亜鉛末による金の置換析出の全体的な反応は：
２Ｚｎ＋２［Ａｕ（Ｓ_２Ｏ_３）_２］^３−＋４ＮＨ_３＋２Ｈ_２Ｏ→［Ｚｎ（Ｓ_２Ｏ_３）_２］^２−＋［Ｚｎ（ＮＨ_３）_４］^２＋
＋２Ｓ_２Ｏ_３ ^２−＋　２ＯＨ⁻＋Ｈ_２↑＋　２Ａｕ↓　　　　　　　　　・・（１７）　　　　　　で表すことができる。
【００２６】
以下に本発明者らが行った実験結果を参照しながら，本発明の内容を具体的に説明しよう。
【００２７】
〔試料の調整と金の浸出処理〕
不純物の影響を最小限とするために標準的な供試品としてシリケート系の金鉱石を選んだ。表２に供試したシリケート系鉱石の試金結果を示した。金含有量は１６　ｇ／ｔである。鉄とトータル炭素の含有量はすべて　０．２質量％であり，銅と硫黄は含有しない。
【００２８】
【表２】

【００２９】
この鉱石サンプルを粉砕し摩砕して１００　重量％−２００メッシュ（７５μｍ）　とし，２リットル容器内で２４時間の容器回転リーチングして固形分３３重量％のパルプにした。試薬級のチオ硫酸アンモニウム，水酸化アンモニウムおよび硫酸ニッケルを金浸出用に用いた。最終残渣は焼炎試金法によって金値を求めた。浸出液は原子吸収スペクトル分析によって金量とニッケル量を測定した。チオ硫酸塩濃度はヨウソ滴定法で測定した。
【００３０】
〔金の置換析出処理〕
１００　ｍＬの富液を４５μｍの亜鉛末とマグネティックスターラーで２０分間掻き混ぜた。亜鉛末の量は　Ｚｎ／Ａｕ^＋の質量比３０であり，この比は，Ａｒｉｍａ　論文では，銅を触媒としたチオ硫酸アンモニウム溶液からの金の回収にとって最適の亜鉛量となるものである。析出した金をマイクロフイルターで液から分離し，金を分離後の貧液は，金，　ニッケルおよびチオ硫酸塩の分析に供した。
【００３１】
図３に，シリケート系金鉱石からの金の抽出結果を示した。浸出液の試薬の組合せは　ｐＨ　９．５で，　０．００５　ｍｏｌ／Ｌ　のＮｉＳＯ_４，　０．５　ｍｏｌ／Ｌの　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３および　０．５　ｍｏｌ／Ｌの　ＮＨ_４ＯＨである。浸出は，　パルプ濃度３３質量％，大気開放下での周囲温度で，回転速度６０ｒｐｍ　の条件で行った。図３に見られるように，２４時間での金抽出率は９５％に達した。チオ硫酸アンモニウムの消費量は鉱石トン当り約５ｋｇであった。
【００３２】
他方，　前記のＡｒｉｍａ　論文によれば，０．００１　ｍｏｌ／Ｌ　ＣｕＳＯ_４を触媒として使用したときのチオ硫酸アンモニウムの消費量は鉱石トン当り約　２１　ｋｇであった。すなわち，チオ硫酸アンモニウムの消費量は銅触媒を用いた方がニッケル触媒に比べて４倍も多いことになる。このことは，ニッケルイオンはチオ硫酸塩の消費を殆ど増大させない，ことを示している。
【００３３】
次に，試薬の組合せを最適化するために，アンモニア，ニッケルおよびチオ硫酸塩の濃度を種々変えて試験し，金の抽出率と試薬の消費量に及ぼす影響を調べた。
【００３４】
ニッケルとチオ硫酸塩の濃度を　０．００５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮｉＳＯ_４と　０．５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３に維持し，アンモニア濃度を　０．１　ｍｏｌ／Ｌから　０．５　ｍｏｌ／Ｌに変化させた場合の金抽出率（△印）とチオ硫酸アンモニウム消費量（□印）を図４に総括して示した。試験は，　パルプ濃度：３３質量％，大気開放下での周囲温度で２４時間，　回転速度６０ｒｐｍ，　ｐＨ　９．５の条件で行った。
【００３５】
図４の結果に見られように，アンモニア濃度が　０．５　ｍｏｌ／Ｌから　０．１　ｍｏｌ／Ｌに減少するにつれて，金抽出率は９５％から６０％に低下し，チオ硫酸アンモニウムの消費量は鉱石トンあたり５ｋｇから９ｋｇに増加した。アンモニア濃度が低い領域においてチオ硫酸ニッケルの消費量が増加することは，その領域では金抽出のための触媒作用が低下すると見てよい。したがって，ニッケルアンミン錯体を安定化させるためのアンモニアの最良濃度として　０．５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮＨ_４ＯＨが選択され，　この最良点を中心として，　本発明法におけるＮＨ_４ＯＨ　濃度は０．１　〜２．０　ｍｏｌ／Ｌ　の範囲とするのがよい。
【００３６】
図５は，０．５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮＨ_４ＯＨ　および　０．５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３とし，　ニッケル濃度を　０．０００１ｍｏｌ／Ｌから　０．００５ｍｏｌ／Ｌ　に変化させたときの金抽出率（△印）およびチオ硫酸アンモニウムの消費量（□印）を示したものである。試験は，　パルプ濃度：３３質量％，大気開放下での周囲温度で２４時間，回転速度６０ｒｐｍ，　ｐＨ　９．５の条件で行った。
【００３７】
図５の結果に見られように，金抽出率は９５％でチオ硫酸アンモニウム消費量は鉱石トン当り５ｋｇを示した。このことは，ニッケルは，　チオ硫酸塩を酸化させることなしに，金抽出のための触媒として作用することを示している。チオ硫酸塩消費の主たる原因は金浸出過程でのチオ硫酸塩の自然な変質に帰すると考えることができる。したがって，アンミン錯体としてニッケルを安定化させるためのニッケルの最良濃度として　０．０００１　ｍｏｌ／Ｌ　Ｎｉ^２＋が選択される。この最良点を中心として，　本発明法におけるＮｉ^２＋濃度は０．００００５　〜０．００１　ｍｏｌ／Ｌ　の範囲とするのがよい。
【００３８】
図６は，０．０１〜０．５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３の範囲における金抽出率（△印）に及ぼすチオ硫酸塩濃度の影響と試薬消費量（□印）を示す。ニッケル濃度とアンモニア濃度は０．００５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮｉＳＯ_４と０．５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮＨ_４ＯＨ　に維持した。試験は，　パルプ濃度：３３質量％，大気開放下での周囲温度で２４時間，回転速度６０ｒｐｍ，　ｐＨ　９．５の条件で行った。
【００３９】
図６の結果に見られるように，０．５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３において，最低のチオ硫酸アンモニウム消費量３ｋｇ／ｔで，金抽出率９５％が得られた。チオ硫酸塩濃度を　０．０５　ｍｏｌ／Ｌ　から０．１　ｍｏｌ／Ｌ　に上げると，　チオ硫酸塩の消費量は鉱石トン当り３ｋｇから５ｋｇに上昇した。このことから，チオ硫酸塩濃度の上昇はアンミン錯体としてのニッケルの安定性を低減させると考えることができる。０．１　〜０．５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３の範囲において，チオ硫酸塩の消費量は鉱石トンあたり５ｋｇに維持された。したがって，金浸出の最適条件として，　０．０５　ｍｏｌ／Ｌ　のチオ硫酸塩濃度が選択される。この最良点を中心として，　本発明法におけるチオ硫酸アンモニウム濃度は０．０１〜０．２０　ｍｏｌ／Ｌの範囲とするのがよい。
【００４０】
図４〜６の結果から，　最適な試薬の組合せは，ｐＨ９．５　で，　０．０００１　ｍｏｌ／Ｌ　ＮｉＳＯ_４，０．０５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３および０．５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮＨ_４ＯＨ　が選択されるが，図７は，この試薬の組合せにおける金抽出率を時間変化で見たものであるが，２４時間で９５％に達することを示している。チオ硫酸塩の消費量は鉱石トン当りの１．２　Ｋｇである。他方，　Ａｒｉｍａ　論文によれば，　ｐＨ１０．５での，０．０２　ｍｏｌ／Ｌ　（１．０　ｇ／Ｌ）　ＮａＣＮ　のもとでの，　銅触媒浸出における試薬消費量は鉱石トンあたり３　〜５　ｋｇで，青酸ソーダの消費量は鉱石トンあたり１．５　ｋｇである。このことから，本発明に従うニッケル触媒チオ硫酸アンモニウム溶液浸出法は，青化法に代わる経済的な金浸出法であることがわかる。
【００４１】
さらに実験を進め，０．０００１　ｍｏｌ／Ｌ　ＮｉＳＯ_４に維持した状態で，アンモニアとチオ硫酸塩の濃度を変えた場合の金抽出率（△印）およびチオ硫酸アンモニウムの消費量（□印）に及ぼす影響を調べた。それらの結果を，図８（０．０５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３のもとで，アンモニア濃度を変えた場合）と，図９（０．５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮＨ_４ＯＨ　でチオ硫酸アンモニウム濃度を変えた場合）に示した。試験は，　パルプ濃度：３３質量％，大気開放下での周囲温度で２４時間，回転速度６０ｒｐｍ，　ｐＨ　９．５の条件で行った。図８の結果から，アンモニア濃度を　０．５　ｍｏｌ／Ｌから　０．１　ｍｏｌ／Ｌに減少した場合，　金抽出率が９５％から８０％に徐々に低下することがわかる。また，図９は，チオ硫酸塩の濃度を０．０５　ｍｏｌ／Ｌから０．０１　ｍｏｌ／Ｌに減少した場合，　金抽出率が９５％から３０％にまで低下したことを示している。
【００４２】
このことからも，最適な試薬組合せとしては，０．０００１　ｍｏｌ／Ｌ　ＮｉＳＯ_４，０．０５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３および０．５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮＨ_４ＯＨ　の組合せが選択されるべきである。このことは，　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３の消費量　１．２ｋｇ／ｔで，金の抽出率９５％という図７の結果が正当であることを示している。
【００４３】
この最適な試薬の組合せを，図１０および図１１に示した電位−ｐＨ図の作成に用いた。この条件下での　ｐＨは　９．５であるが，これはニッケルアンミン錯体にとって安定なｐＨ値である。図１０および図１１におけるニッケルアンミン錯体の安定領域は，　図１および図２のそれよりも広くなっている。これは，チオ硫酸塩濃度が　０．５　ｍｏｌ／Ｌから０．０５　ｍｏｌ／Ｌに減少したことによる。ニッケルがアンミン錯体およびチオ硫酸錯体になる平衡電極電位は，　ニッケル濃度が　０．００５　ｍｏｌ／Ｌから０．０００１　ｍｏｌ／Ｌに低下しているので，比較的低い領域の電極電位に位置している。金が金アンミン錯体になる平衡電極電位は，ニッケルのそれよりも高い。このことは，メタルの金はチオ硫酸錯体　（［Ａｕ（Ｓ_２Ｏ_３）_２］^３−）　に酸化されるが，ニッケルアンミン錯体は式（１０）〜（１３）における触媒として作用するに十分に安定であるということの左証である。
【００４４】
次に，金を浸出した液に対して，亜鉛末を用いて金を置換析出させた試験結果について説明する。
【００４５】
図１２は，亜鉛末による金の回収結果を示している。　Ｚｎ／Ａｕ^＋の質量比が３０の亜鉛末の投入量で，１０分間に９７％の金が回収された。液中の最終的なニッケル濃度は，　わずかに　０．００００１〜０．００００５　ｍｏｌ／Ｌ　のＮｉ^２＋ロスが見られただけで，殆ど変化しなかった。これに対し，　Ａｒｉｍａ　論文によれば，銅触媒のチオ硫酸アンモニウム溶液からの亜鉛による沈殿法では全ての銅が金と同時に共沈してしまう。
【００４６】
亜鉛による金の置換析出中において，チオ硫酸アンモニウム溶液中でのこのようなニッケルの安定性は，ニッケル触媒チオ硫酸アンモニウム浸出法は，銅触媒チオ硫酸アンモニウム浸出法に比べて，　試薬ロスのコストを最小限にする点で，利点を有している。
【００４７】
亜鉛による置換析出を終えたあとのチオ硫酸アンモニウムの貧液の再利用を行ったところ，幾らかのニッケルを補充して４回の再利用のあとでも，チオ硫酸アンモニウムの消費が鉱石トン当りわずか１〜３ｋｇで，９５％くらいの金が継続的に抽出された。このことは，亜鉛による置換析出後の貧液を再利用しても金の抽出率およびチオ硫酸塩消費に影響を与えないことを示している。
【００４８】
次に，硫化鉱物を含む金鉱石の抽出に対して本発明を適用する場合について，試験例を参照しながら説明する。
【００４９】
試験は，鉄と銅の硫化鉱物を含む４種の金鉱石に対して，ニッケル触媒チオ硫酸アンモニウム浸出を行う場合の最適な試薬濃度の組合せを知ることを目標とした。また，比較のために，１．０ｇ／Ｌ　（０．０２　ｍｏｌ／Ｌ）　ＮａＣＮ　を用いた２４時間の標準的な青化法も実施した。表３に，使用した４種のサンプルＡ，Ｂ，ＣおよびＤの試金結果を示した。鉱石Ａ，ＢおよびＣの３種のは，１．５　〜２．５　質量％のＳ，　０．０１〜０．３０質量％のＣｕおよび４〜６質量％のＦｅを含んでいる。鉱石Ｄの金品位は５０　ｇ／ｔ　Ａｕで，３０質量％のＳ，　２８質量％のＦｅおよび０．１　質量％のＣｕを含む。
【００５０】
【表３】

【００５１】
チオ硫酸塩による浸出試験では，ニッケル濃度を　０．０００１　ｍｏｌ／Ｌ　に維持し，チオ硫酸塩濃度を　０．０５　〜０．４　ｍｏｌ／Ｌ　の範囲で変化させ，アンモニア濃度を　０．５〜４　ｍｏｌ／Ｌ　の範囲で変化させた。各鉱石について，金回収率を高くし且つ試薬消費量を低くするための最適な試薬濃度の組合せを，標準的な青化法（１．０　ｇ／Ｌ（０．０２ｍｏｌ／Ｌ）　ＮａＣＮ　２４　時間浸出）　と対比して，表４に示した。
【００５２】
【表４】

【００５３】
表４に見られるように，最適な試薬濃度の組合せは，　全鉱石を通じて，０．０００１ｍｏｌ／Ｌの　ＮｉＳＯ_４のもとで，０．１　〜０．３　ｍｏｌ／Ｌ　の　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３および３〜４　ｍｏｌ／Ｌの　ＮＨ_４ＯＨであった。この最適な組合せにおいて，金の抽出率とチオ硫酸アンモニウムの消費量は，次のような結果となった。
【００５４】
一般に，銅系硫化鉱物を含む鉱石に対しては，溶解した銅がチオ硫酸塩を消費し，低アンモニア濃度では金の抽出を遅延させるので，シリケート系の鉱石に比べて，全体として高いアンモニア濃度を必要とする。このため，金の抽出率は，１．０ｇ／Ｌ　（０．０２　ｍｏｌ／Ｌ）　ＮａＣＮ　の標準的な青化法の結果よりも優れるものの，試薬の消費量は青化法のそれより高くなった。
【００５５】
すなわち，銅を随伴するサンプルＡおよび塊状硫化鉱のサンプルＤでは，それぞれ鉱石トンあたり２０ｋｇおよび２４ｋｇレベルの多量のチオ硫酸アンモニウム消費となった。これに対し，　青化法では鉱石トンあたりのＮａＣＮ消費量は３〜４ｋｇであった。銅を触媒として使用した場合には，サンプルＡとＤに対しては，チオ硫酸塩の消費量は鉱石トンあたりそれぞれ２５ｋｇと３０ｋｇとなった。サンプルＢとＣに対しては，チオ硫酸塩の消費量は，ニッケルを触媒とした場合には鉱石トンあたりそれぞれ８ｋｇと９ｋｇとなり，銅を触媒とした場合には鉱石トンあたりそれぞれ１３ｋｇと１０ｋｇとなった。チオ硫酸塩による金の抽出率は銅触媒とニッケル触媒のいずれも殆ど同じであった。しかし青化法による金の抽出率はチオ硫酸塩浸出法によるそれよりも８〜２１％低いものであった。
【００５６】
このように，チオ硫酸アンモニウム浸出試験によれば，　１００　ｗｔ％−２００メッシュの各種のタイプの鉱石について最適の試薬組合せは，シリシート系の鉱石に対しては　０．０００１　ｍｏｌ／Ｌ　ＮｉＳＯ_４，　０．５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮＨ_４ＯＨおよび０．０５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３であることがわかった。金抽出率は９５％であり，チオ硫酸アンモニウムの消費量は鉱石トンあたり　１．２ｋｇであった。浸出液からの金回収において，亜鉛末は金の置換析出に最適の媒体であり，金をほぼ　１００％回収できる。亜鉛末によるニッケルの析出は半分以下である。置換析出後の貧液再利用試験において，或る程度のニッケル補充を伴う４段階の貧液再利用で，金の抽出率９５％，チオ硫酸アンモニウム消費量鉱石トンあたり１〜３ｋｇであった。硫化鉱物を含む金鉱石についてのチオ硫酸塩浸出に対しては，より濃度の高いアンモニアを必要とし且つチオ硫酸塩の消費量も高くなることは避けられない。しかし，ニッケルを触媒とした浸出液でのチオ硫酸アンモニウム消費量は鉱石トンあたり１〜５ｋｇで，銅を触媒とした浸出液でのそれよりも少なく，金抽出率は，　１．０　ｇ／Ｌ（０．０２　ｍｏｌ／Ｌ）　ＮａＣＮの標準的な青化法のそれより高くなる。だが，硫化物を含む金鉱石についてのチオ硫酸塩消費量はシアン塩の消費量より３〜７倍高くなった。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によると，銅触媒を用いたチオ硫酸アンモニウムによる金の浸出法よりも，試薬消費量を少なくして，金を採取できるので経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】各試薬の濃度が，０．５　ｍｏｌ／Ｌ　のＮＨ_４ＯＨ，　０．５　ｍｏｌ／Ｌの　Ｓ_２Ｏ_３ ^２−および０．００５　ｍｏｌ／ＬのＮｉ^２＋の組合せにおける，Ｎｉ^２＋−ＮＨ_４ ^＋／ＮＨ_３−Ｓ_２Ｏ_３ ^２−系の電位−ｐＨ図である。
【図２】各試薬の濃度が，０．５　ｍｏｌ／Ｌ　の　ＮＨ_４ ^＋／ＮＨ_３，　５×１０^−５ｍｏｌ／Ｌ　のＡｕ，　０．００５　ｍｏｌ／ＬのＮｉ^２＋および　０．５　ｍｏｌ／ＬのＳ_２Ｏ_３ ^２−における，　Ａｕ−ＮＨ_３−Ｓ_２Ｏ_３ ^２−−Ｈ_２Ｏ系の電位−ｐＨ図である。
【図３】シリケート系金鉱石に本発明を適用した場合の金の抽出率を示す図である。
【図４】ニッケル濃度を　０．００５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮｉＳＯ_４に，チオ硫酸塩の濃度を　０．５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３にそれぞさ維持し，アンモニア濃度を　０．１　ｍｏｌ／Ｌから　０．５　ｍｏｌ／Ｌに変化させた場合の金抽出率（△印）とチオ硫酸アンモニウム消費量（□印）の関係を示す図である。
【図５】アンモニア濃度を０．５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮＨ_４ＯＨ　に，チオ硫酸塩濃度を　０．５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３にそれぞれ維持し，　ニッケル濃度を　０．０００１ｍｏｌ／Ｌから　０．００５ｍｏｌ／Ｌ　に変化させたときの金抽出率（△印）およびチオ硫酸アンモニウムの消費量（□印）を示した図である。
【図６】ニッケル濃度を０．００５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮｉＳＯ_４に，アンモニア濃度を０．５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮＨ_４ＯＨ　にそれぞれ維持し，チオ硫酸塩濃度を　０．０１〜０．５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３の範囲としたときの金抽出率（△印）と試薬消費量（□印）の関係を示す図である。
【図７】ｐＨ９．５　で，　０．０００１　ｍｏｌ／Ｌ　ＮｉＳＯ_４，０．０５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３および０．５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮＨ_４ＯＨ　の最適な試薬の組合せでの金の浸出において，その金抽出率を時間変化で示した図である。
【図８】０．０００１　ｍｏｌ／Ｌ　ＮｉＳＯ_４に維持した状態で，０．０５　ｍｏｌ／Ｌ　（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３のもとで，アンモニア濃度を変えた場合の金抽出率（△印）とチオ硫酸アンモニウムの消費量（□印）に及ぼす影響を示す図である。
【図９】０．０００１　ｍｏｌ／Ｌ　ＮｉＳＯ_４に維持した状態で，０．５　ｍｏｌ／Ｌ　ＮＨ_４ＯＨ　のもとで，チオ硫酸アンモニウム濃度を変えた場合の金抽出率（△印）とチオ硫酸アンモニウムの消費量（□印）に及ぼす影響を示す図である。
【図１０】試薬の濃度が，０．５　ｍｏｌ／Ｌ　の　ＮＨ_４ ^＋／ＮＨ_３，　０．０００１　ｍｏｌ／ＬのＮｉ^２＋および０．０５　ｍｏｌ／Ｌの　Ｓ_２Ｏ_３ ^２−の組合せにおける，Ｎｉ−ＮＨ_３−Ｓ_２Ｏ_３ ^２−−Ｈ_２Ｏ系の電位−ｐＨ図である。
【図１１】試薬の濃度が，０．５　ｍｏｌ／Ｌ　の　ＮＨ_４ ^＋／ＮＨ_３，　５×１０^−５ｍｏｌ／Ｌ　のＡｕ，　０．０００１　ｍｏｌ／ＬのＮｉ^２＋および　０．０５　ｍｏｌ／Ｌ　のＳ_２Ｏ_３ ^２−における，　Ａｕ−ＮＨ_３−Ｓ_２Ｏ_３ ^２−−Ｈ_２Ｏ系の電位−ｐＨ図である。
【図１２】本発明にしたがって，浸出液に亜鉛末を　Ｚｎ／Ａｕ^＋の質量比が３０のもとで添加して金を置換析出させたときに金の回収率を示す図である。

Claims (7)

1. 金鉱石をチオ硫酸塩で浸出し，その浸出液から金を置換析出させる金の精錬法において，前記のチオ硫酸塩としてチオ硫酸アンモニウムを使用し且つ浸出用の触媒としてニッケルを使用することを特徴とする金の精錬法。
2. 浸出液は水酸化アンモニウム，チオ硫酸アンモニウムおよび硫酸ニッケルを含有する請求項１に記載の金の精錬法。
3. 浸出液は，ｐＨ８〜１１の範囲において，
   ＮｉＳＯ_４　　　：０．００００５　〜０．００１　ｍｏｌ／Ｌ
   （ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_３：０．０１〜０．２０　ｍｏｌ／Ｌ
   ＮＨ_４ＯＨ　　　：０．１　〜２．０　ｍｏｌ／Ｌ
   を含有する請求項１または２に記載の金の精錬法。
4. 浸出液からの金の置換析出は亜鉛末の添加によって行う請求項１ないし３のいずれかに記載の金の精錬法。
5. 金を置換析出したあとの尾液は，浸出液に循環使用される請求項１ないし４のいずれかに記載の金の精錬法。
6. 金鉱石はシリケート系の鉱石である請求項１ないし５のいずれかに記載の金の精錬法。
7. 金鉱石は，銅が随伴する硫化鉱物を含む請求項１ないし５のいずれかに記載の金の精錬法。

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