Đề t à i :
NGHIÊN CỨU ĐIỂU KIỆN TÁCH VÀNG
*
TỪ MỘT SỐ LOẠI QUẶNG KHÓ
Mả số: QT - 97 - 04
Chủ trì đề tài : PTS Nguyễn Văn Ri
Các cán bộ phối hợp : Cử nhàn Nguyễn Văn Tài
Cử nhân Phạm Huy Hiệu
CTV Chu Minh Tnấn
*»••< NÓI
T:,t' viẻnỊ
ĩ • / í c c m
BÁO CÁO TÓM TẤT
1
a. Tên đề tài: “Nghiên cứu điêu kiện tách vàng từ một sà ivụi quặng khó ”
b. Chủ trì đề tài: PTS NGUYỄN VĂN RY
c Các cán bộ tham gia:
Cử nhân Nguyễn Văn Tài
Cử nhàn Phạm Huy Hiệu
Cừ nhân Chu Minh Tuấn.
c. Mục tiêu, nội dung nghiên cứu:
Trong khai thác vãns. đối tượng quặng khó, quặng nshèo thường bị xem nhẹ vì có
lý do sau đây:
- Chi phí sản xuất Jớn bao gồm tiêu hao neuvên liệu hoá chất tăng
- Thu hồi sản phẩm nhỏ.
Để góp phán khai thác các đối tượng này, chúng Lỏi nehiẽn cứu
• Sử dụns một loai chất nsâm chiết mới là thioure . khôns sây độc hai cho mòi
trườno. Tuy nhiên thôn2 rhườnc tiêu hao nsuvén liệu cho sản xuất cao do phái
dùng nồng độ cao . Để khác phục tình trạng trẽn, bưó'c tiếp theo của đẻ tài là
• Nshiên cứu thu hồi thioure và
• Tái sử dụng thioure trong khai thác.

P.59.
• One is in Works of Vietnam-Shimadzu Laboratory confcrcnce at Hanoi, the
March ,1999.
SUMMARY
£
f. Tình hình kinh phí của đề tài:
Tổng kinh phí được cấp: 14.000.000đồng Việt nam trong đó:
-nãm 1998
- nãm 1999
Thực chi:
Mua hoá chất
Thuê nhân công
Chi tài liệu
Quản lý
7.000.000 -
7.000.000 -
8. 000.000 -
3.000.000 -
2.000.000 -
1 . 0 0 0 . 0 0 0 -
Tổng cộng 14.000.000 -
Xác nhận của Ban Chù nhiệm Khoa
Chủ nhiẽrn Khoa Hoá Hoc
Chủ trì để tài
PTS Neuvenx Van Ki
PGS. PTS Nguyễn Xuân Trung
í
1.VÀI NÉT VỂ PHƯƠNG PHÁP NGÂM CHIẾT VÀNG
1.1. Phươne pháp xianua hoá:
Thích hợp để xử lý các hạt vàng thông thường có độ hạt vàng mịn mà

hoà tan vàng ưong dung dịch Thiourê là môt quá trình rất phức tạp tạo thành
phức cation Au[CS(CN2)2]2+ tan tốt trong nước thông qua sự tạo thành một
sản phẩm trung gian là fomanmidin diunfit. Khả năng áp dụng Thiourê để
ngâm chiết vàng ưên qui mô lớn đã được nghiên cứu ở nhiểu nơi [ố, 8]. Đã
có nhiểu công trình nghiên cứu vể khả năng thu hổi vàng từ dung dịch
Thiourê bằng các tác nhân khác nhau, như quá trình ximăng hoá bởi kẽm
3.
4
hoặc hấp phụ vàng than hoạt tính (Alien, 1979; Ricardo Schmidt et al, 1993,
Davidson etal, 1979) ưong đó than hoạt Ưnh được thêm vào trực tiếp dưới
dạng bột. So sánh với quá trình xi măng hoá thì hấp phụ vàng bằng than hoạt
tính có nhiều thuận lợi hơn, dung dịch vàng sau khi giải hấp có nồng đô đủ
lớn cho phép điện phân thu hổi vàng vói hiệu suất cao và tinh khiết
(Groencwald, 197Ố, 1977; Davision and Duncason, 1977; Chen et al, 1980;
Lodesich Lodesichkow, 1968; Schmidt et al, 1984; Schulze, 1984).
Những công trình nghiên cứu gần đây đều cho thấy tác nhân oxy hoá
thuận lợi nhất là Fe(III), theo Gaspar thì nồng độ Fe2(S04)3 tối ưu là 5,0 g/L,
còn theo Murthy và Prasad thì nồng độ Fe2(S04)3 tối ưu là 12,09 g/L, à điều
kiện tối ưu đó vàng chiết được 99,8%. Sau một giờ ngâm chiết (nồng độ
Thiourê là 8 g/L, thếoxi hoá-khửlà 500-523 mV (S.H.E).
Trọng quá trình ngâm chiết thế oxi hoá - khử được giữ không đổi bằng
cách thêm liên tục NaHS03 nồng độ 8g/l [10].
Phương pháp ngâm chiết Thiourê tỏ ra rất hiêu quả đối với các quặng
sunfua khó thu hồi, có cơ chế động học nhanh, ít chịu ảnh hưởng của các
nguyên tố khác như: Ag, Cu, , do Thiourê tạo phức chọn lọc với vàng, hơn
nữa đây là phương pháp không gây ô nhiêm môi trường, một vấn để đang
được nhiểu nước quan tâm.
Để tiếp tục công trình nghiên cứu về khả năng thu hồi vàng Thiourê
chúng tôi nghiên cứu điều kiện ngâm chiết thu hồi vàng ưong các quặng
sunfua ở phía Bấc Viêt Nam và quá trinh thu hổi Thiourê sau ngâm khiết để

và tiêu thụ chãi
phản ứng
Nhận xét
Khả năng áp dụng
Dung dịch
nước Clo
a 2, Ha,
H*, pH < 2
Các simfua,
Cacbon và các
hợp chất hữu
cơ
Là chất ăn mòn
Các quặng đã oxy
hoá và quặng tinh,
kết tủa Au bằng
kẽm
Ngâm
chiết bàng
a 2, Br2 và
h
Phức với vàng,
bển theo chiểu từ
I- > Br- > Q-
FeCl3
F e a 3 H*
(pH<3)
Chất án mòn
Các quặng Sunfua
hoặc quậng tinh

Ngâm chiết
Thiourê khi phản ứng với các chất oxy hoá thường cho những sản phẩm
khác nhau tuỳ thuộc vào độ mạnh của chất oxy hoá và điểu kiên phản ứng
[2] I
,6
h 2n c s n h 2 + [O]
H2NCONH2
(a)
H2N,
\
✓
c — s — s
HN
h 2n
MỈ2
c ^. (b) (5)
NH
HN
\
c
✓
S02H (c )
Thiourê cũng bị phân huỷ khi ở điều kiện thích hợp:
2HLO + FLNCSNR, = CO., + 2NH, + H,s
(6)
^ 1 2 2 — v vy2 ^ ^**3 ^ ll2
Trong phương pháp chuẩn độ Thiourê người ta dùng chất chuẩn là
Qoramin T khi có mặt KI [2],
Khi pha ơoramin T trong dung dịch có KI tạo thành I2 và nó sẽ phản
ứng với Thiourê, chất chỉ thị cho phản ứng chuẩn độ là hồ tinh bột, trong

Qúa tành hoà tan vàng khi ngâm chiết, sử dụng Thioure làm chất tạo
phức và Fe3+ làm chất oxy hoá có Ậhể được biểu diễn bằng phương trình
phản ứng sau:
2CS(NH2)2 + 2Fe2(S04)3 —> [ (N2H3)CSSC(N2H3)2] + 2FeS04 +H2S04
Trong môi trường Axit , Thioure bị Fe3+ oxihoá thành focmamidin
disunfua(FD). Tiếp theo FD lại oxy hoá tiếp Au
(H3N2)CSSC(N2H3) +2CS(NH2)2 +2Au + H2S04 {A u [SC(NH2)2]2}2S04
Ở nhiẽt đô thường, vàng được hoà tan chậm. Tiến hành thí nghiệm ở
nhiệt độ thường, pH=l, nông độ thioure thay đổi từ 5 tới 30 g/I. Vàng được
xác định bằng phương pháp đo màu trên giấy và đo phổ hấp thụ phân tử sau
khi chiết bằng MIBK hoặc cân tuỳ theo hàm lượng của chúng. Nồng độ
thioure ảnh hưởng tới lượng vàng thu hổi được biểu diễn ở bảng sau:
Bảng 1
Nồng độ Thioure g/1 5 10 15 20 25 30
% Vàng thu hồi
35 65,2 70
72,8
73 72,9
Biểu diễn sự phụ thuộc của lượng vàng thu hồi vào nồng độ thioure
bằng đồ thị được hình sau:
HÌNH 1: ẢNH HƯỞNG CỦA NồNG ĐỘ THIOURÊ ĐẾN % Au THU Hồi.
A n h h u o n q c u a [ T U ] d e n y .f ì u
2 E q n 2 0 2 ụ-((a+cx+Px2)/(H-bx+dx2))A2 r 2 =0 . 9 9 9 1 +9 7 Ũ5
3 = 0 . 0 6 3 5 2 8 9 7 7 b = ũ . Ũ1 2 Ố9 7 3 7 Ể C=Q. 7 8 Ố0 7 7 3 3
d = D .0 4 L ó l8 9 9 e= 0 . 3 4 2 1 2 0 9
IHOílEtHScan [LỊLỊst AI I i'H.ILlst PoIv^RaM [4^ ISclect
_______
ĩ*-/»*-»]Zooh CHVlLog IPĨPt» ĨCĩCÕlr- 11 ] 1 nt Ẽ cgỹ" d JP» t » IFJFP lElE^al
2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của pH.
Các thí nghiêm được ữến hành với điểu kên:

X -
\ !
' \1 \ j
: \
j

t
1

1

1

1

>

1

1

1

Q. 5 1.5 2,5 3.5

sản phẩm trung gian của quá trình oxy hoá vàng là rất quan trọng .
9 ỉ
2.4 Nehiên^bứu quá trình xử lý mẫu ;
Có nhiểu phương pháp xử lý mẫu. Ị
Công nghẹ thu hổi kim loại quí bầng phương pháp nung luyộn là một
công nghệ được sử dung rông rãi ở nhiều ịnoi trên thế giới. Từ cổ xưa người
Ai Cập cổ đại đã sử dụng để tách vàng, bạc từ quặng đa kim.
Công nghệ nung luyện quặng đa kiiỊi thu hổi vàng, bạc bao gồm các
công đoạn sau: I
- Quặng đa kim khai thác được sau khi tuyển sơ bộ được đưa vào
nghiền rời chuyển sang tuyển tình.
- Tinh quặng được phối liệu các chất Ịphụ gia để tạo xỉ và lôi cuốn kim
loại quí sao cho triệt để. I
- Tinh quặng đã qua xử lí được đưa ỵào lò để thực hiện phản ứng oxy
hoá - khử và tạo thành hợp kim nóng chảy kèm theo kim loại quí.
- Các kim loại quí (vàng, bạc) từ hợp kim thu được bàng các phương
pháp khác nhau. Thường hay dùng quá trình điện hoá hoặc quá tành nhiôt
hoá.
- Kim loại quí đã thu hồi được qua quá trình điện phân được hỗn hợp
kim loại thô, phải qua quá trình tinh luyện bằng thuỷ luyện để được sản
phẩm tinh khiết.
Các phương pháp luyện vàng có thể sử dụng riêng biệt hoặc kết hợp tuỳ
theo từng loại vàng cụ thể.
Thí dụ: đối với loại quặng vàng vừa chứa các hạt vàng lớn vừa chứa các
hạt vàng mịn thì có thể phối hơp cả 2 phương pháp amangan và Xianua nối
tiếp nhau. Phương pháp amalgam và Xianua là 2 phương pháp chính để xử lý
quặng vàng nhưng chúng có nhược điểm là độc hại. Hơn nữa mỗi phương
pháp chỉ thích hơp cho một hoặc một số loại quặng vàng nhất định. Đối với
các loại quặng vàng thông thường như quặng Sa Khoáng, quặng gốc thạch
anh có chứa ít sunfua và oxi sất thì dễ dàng luyện quặng bằng các phương

phức Au[SC(NH2)2]2+ tới bể mặt kẽm, muốn vậy ta tăng bể mặt kẽm, ví dụ
như dùng kẽm ở dạng phoi sẽ làm tăng khả năng kết tủa vàng.
Ngoài ra các ion Au[SC(NH2)2]2+ không bắt buôc phải tiếp xúc trực tiếp
với bể mặt kẽm mà có thể phóng điện trên lớp vàng kết tủa phủ lên kẽm vì
vàng là chất dẫn điện mạnh (quá trình ximãng hoá thực chất là một quá trình
nội điộn phân) cũng tương tự như vậy phản ứng có thể ữến hành cả trên bể
mặt của các kim loại khác tiếp xúc với kẽm. Thí dụ trên bề mặt chì bao bọc
lên kẽm thu được khí cho Pb(CH3COO)2 vào dung dịch. Khi đó trến kẽm tạo
lên một lớp kết tủa bọt chì làm phát triển bể mặt do phản ứng:
Pb(CH3COO)2 + Zn = Zn(CH3COO)2 + Pb
Dung dịch thu được sau ngâm chiết luôn có Thiourê dư và axit dư, thực
hiện quá trình xi măng hoá trong môi trường H2S04 cho nên kẽm có thể
phản ứng với axit để giải phóng ra hydro nên vàng sau khi bị khử về Au° sẽ
không bị hoà tan trở lại:
2H+ + Zn = Zn2+ + H2 í
Như vậy Zn bị tiêu tốn vừa để kết tủa vàng vừa để phản ứng với axit
Khi kẽm được bao bọc bời lóp kết tủa bọt chì thì ngoài tác dụng đảm bảo kết
tùa vàng tốt, nó còn có tác dụng hạn chế việc tiêu hao axit và tiêu hao kẽm.
Kết quả được tổng kết ở bảng 3 tiến hành ngâm chiết ưong 2 môi
trường a xít HQ và H2S04 , thời gian ngâm chiết 6 giờ ở 80°c.
Bảng 3
•
Lần 1 Lần 2
Lần 3 Lần 4
% Vàng thu hổi :Thioure 10 g/1
H d,pH =l, 80°c
62 62,5 64 64
% Vàng thu hồi: Thioure 10 gA
H9SOd,pH=l, 80°c
87

______ ______
Bảng 3
Nồng độ Zn2+ (pH =0,5-1)
trước khi qua cột (g/1)
5,0 10 15,1 20
24,9
Nồng đô Zn2+ sau khi qua
cột (g/L)
0,4 0,6 0,7 2 4
Hàm lượng Thioure trước
cột (g/1)
10,1 10,1 10,1 10,1 10,1
Hàm lương Thioure sau cột
(s/1)
9,5 9,8 9,7
9,1 9,0
Từ kết quả ở bảng trên ta nhận thấy khoảng nồng độ Zn2+ thích hợp cho
việc thu hồi (mẫu trắng) là ở nồng độ Zn2+ < 15g/l(tương ứng với<0,4M), thì
việc tách loại Zn2+ ra khỏi dung dịch là cao nhất. Đổng thời hàm lượng
Thiourê thu hồi cũng đạt kết quả tốt nhất.
Sau khi đã tiến hành nghiên cứu ở mẫu ưắng tìm ra khoảng nổng độ
Zn2+ thích hợp là Zn2+ < 15 g/l. Chúng tôi áp dụng vào thu hồi một số mảu
thực, quá trình tiến hành hoàn toàn giống ờ mẫu trắng tức là khống chế nồng
độ Zn2+ = 8-15 gA, nồng độ [H*] = 0-1, sau khi cho dung dịch qua cột trao đổi
anionic, và sau khi phân tích ta thu được kết quả ở bảng 4.
13
Bảng 4
Nồng độ Zn2+ (pH =0,5-1)
trước khi qua cột (g/1)
9,8

axit vào sao cho các dung dịch có pH lần lượt là: 0; 0,5; 1; 1,5; 2; 3 Sau đó
cho dung dịch chuẩn bị này chảy qua cột, theo thứ tự từ pH cao đến dung
dịch có pH thấp. Tức là lần lượt từ dung dịch có pH = O-ỉ-3. Nếu ta tiến hành
ngược lại thì có khả nâng xảy ra quá trình giải hấp vì nồng độ [H*] của dung
dịch sau cao hơn dung dịch trước, gây khó khăn cho quá trình nghiên cứu.
Sau khi cho các dung dịch lần lượt chảy qua cột ưao đổi ion và phân
Ưch các chỉ tiếu ta thu được kết quả ở bảng5.
Bảng 5.
pH dung dịch 0
0,5 1
1,5
2
3
[Zn2+] trước khi qua cột (g/1) 12,1
12,1
12,1 12,1
12,1
12,1
Nồng độ Zn2+ sau cột (g/I)
1,1
1,2
1,2
1,25
1,35 1,46
[Thiouxe] trước cột (g/1) 10,5 10,5 10,5 10,5
10,5
10,5
[Thioure] sau côt (g/1)
9,7
9,8 9,85 9,6

[Thioure] sau cột (g/1)
9,0
8,9
8,2 8,7 8,6
Như vậy từ dung dịch sau thu hổi này ta có thể bổ sung thêm một lượng
Thiourê để đảm bảo nồng độ Thiourê đạt khoảng 10 g/1 rồi đem tái sử dụng.
3.SỬ DỤNG TraOURE THU Hổi ĐỂ NGÂM CHIẾT VÀNG
3.1 Chuẩn bi duns dich ngẩm chiết
Trong phương pháp chuẩn độ Thiourê người ta dùng chất chuẩn là
ơoramin T khi có mặt KI [2].
Khi pha Qoramin T ưong dung dịch có KI tạo thành I2 và nó sẽ phản
ứng với Thiourê, chất chỉ thị cho phản ứng chuẩn độ là hồ tinh bột, trong
môi trường H* (pH = 1) lượng I2 dư sẽ tạo thành phức màu xanh tím với hồ
tinh bột.
H2N
\
(
h 2n,
+
\
h2n
HN
c— s — s
■c
/
%
.NH,
+
2HI (7)
NH

Dung dịch chúng tôi thu hồi ở trên, được đem đi ngâm chiết ở cùng một
lượng cân, cùng một nhiệt độ, thời gian, chất oxi hoá và pH của dung dịch.
SỐ phần thực nghiêm được làm nhiều lần để lấy kết quả trung bình, kết
quả vàng thu hổi được đem so sánh với % vàng thu hồi dược từ dung dịch
Thiourê ban đầu.
Kết quả so sánh được cho ở bảng 9.
Bảng 9:
Số lần ngâm chiết
1
2 3
4
5
% Vàng thu
dd Thi0lire ban đầu 86 90
92
91 87
dd Thioure thu hổi
79
85
86
85
76
ở đây chúng tôi sử dụng các điều kiện thích hợp như [Fe2(S04)3] = 5
g/1, pH = 1, duy trì thế oxi hoá khử bằng cách thêm dần Na^sc^ vào dung
dịch ngâm chiết, nhiệt độ phòng (30°C).
So sánh % Au thu hổi được từ 2 loại dung dịch ta thấy vàng thu được từ
dung dịch Thiourê ban đầu cao hơn 5'10% so với vàng thu được ở dịch
16
ngâm chiết từ Thiourê thu hồi. Nhưng khả năng thu hổi vàng vẫn cao vì vậy
chúng tôi vẫn có thể tái sử dụng được nếu ta bổ sung thêm TƯ thích hợp.

Dung dịch thu được sau ngâm chiết được thêm H2S04 đậc vào để thu
được dung dịch chứa HịS04 từ 2 - 3N.
Trước khi đưa phoi kẽm vào dung dịch để tiến hành quá trình ximăng
hoá cần nhúng phoi kẽm vào dung dịch Pb(CH3COO)2 3%. Sau khi tiến hành
quá trình ximãng hoá xong để lắng và lọc, gạn lấy phần cận, phần cặn thu
được khi khử vàng bằng phoi kẽm thường có lẫn Ag, Pb, Zn và các tạp chất
khác do vậy phải loại chúng ra bằng dung dịch HNO3 6N và đun nóng nhẹ
trong thủ hút
Cặn vàng thu được lần cuối này được đem đi hoà tan bằng nước cường
thuỷ (lml HNO3 đặc + 3 ml HQ đặc) trong cốc thuỷ tinh chịu nhiột 25 mĩ
trên nồi cách thuỷ, cô cạn từ từ cho đến khi còn khoảng lml, đế nguội rồi
thêm nước
cất, và lọc dung dịch bằng giấy lọc băng xanh thu được dung
dịch chứa vàng ở dạng A uơ 4" ,tuỳ theo hàm lượng vàng có trong mẫu,mà ta
có thể định mức từ 1 tới 50,0ml hoặc 100,0ml dung dịch.
Tiến hành bán định lượng hàm lượng vàng bằng phương pháp so mẫu
ưên giấy. Nếu muốn xác định chính xác nồng độ vàng thì phải phân tích
theo phương pháp AAS khi đó cần pha loãng dung dịch để cho nồng độ của
vàng nằm ưong khoảng tuyến tính của máy đo (từ lppm - 7 ppm). Một
phương pháp kháccũng được áp dụng là chiết trắc quang, áp dụng phương
pháp đường chuẩn để xác định nồng độ vàng trong dung địch.
Song song với phương pháp đường chuẩn chúng tôi cũng tiến hành xác
định theo phương pháp thêm chuẩn kết quả thu được từ hai phương pháp
được thấy là khá đổng nhất.
Dung dịch sau khi đã tách vàng bàng kẽm, được điều chỉnh sao cho pH
dung dịch từ 0,5 4- 1 và [Zn2+] < 20 g/lf.Sau đó thêm lượng H a và NaCl
thích hợp rổi cho dung dịch điều chỉnh thêm, chảy qua cột ưao đổi anionit ta
được dung dịch Thiourê thu hổi, từ dung dịch này kiểm ưa nồng đỡ Thiourê,
rồi từ đó bổ xung thếm Thiourê cho nồng độ đạt 10 g/1, thu được dung
dịch Thiourê thu hồi đem đi tái sử dụng.

1. CSwaminathan , p. Pyke, R f . Johnston, Mineral Engineering, V.6 , N°. 1,
(1993), p. 1-ố.
2. Fang, Zhaoheng; Muhammed, Mamoun, Mineral Processing and Extractive
Metallurgy Revew, V. 5, N° 1 -2, (1992), p. 39-60.
3. Nakahữo, Y.; Horio,U.; Niinae,M.; Kusaka,E.;Wakamatsu, T, Minerals
Engineering, V.5, N°. 10-12, Oct Dec. (1992), p. 1389-1400.
4. X ie Chang-Chun, X ie Ji-Yuan, M ineral P rocessing and E xtractive
Metallurgy Revew, 1990, Vol. 6 , pp. 217-218.
5. L. Tremblay, G Deschênes, E. Ghali, J. McMullen,M. Lanouette, Int. J.
Process. 48 ( 1996 ) 225-244.
6. A. I. Zouboulis; K.,A- Kydros; K.A. Mads, Hydrometallurgy, 36 (1994)
39-51.
7 V Gaspar A.s. Mejerovich, M.A. Meretukov and J. Schmiedl,
H ydrom etallurgy, 34(1994) 369-381.
PHIẾU ĐANG KÝ
KẾT QUẢ NGHIÊN cứ u KH-CN
Ten đê tài: Nghiên cứu điêu kiện tách vàng từ một số loại quặng khó
M ã số : Q J 97.04
Cơ quan chủ tn đề tài: Trường Đại học KHTN
Địa chỉ: 334 Nguyễn Trãi , Hà nội
Cơ quan quản lý rrể tài : Trường Đại học Quốc gia Hà nội ~
Địa chỉ:
Tổng kinh phí thực chi:
Trong đó Từ ne ân sách nhà nước
- Kinh phi cua trườns
-Vay tín dụng;
- Vốn tự có
- Thu hói
Thòi gian nghiên cứu :
Thời gian bát đầu

quan quản lí
! 1 đề tài ị clúnh thức
- 1 i •
đề tài
Họ và tên 1 ! 1
i 7 0 s n ■ ! H 0#n > i
' \Am Kí ' J 1
Ị

, — 1 T r
Học hàm
H?cvi pTí I PỂS-PK ? n ■ ><
HỘI KHOA HỌC KỸ THUẬT PHÂN TÍCH HÓA, LÝ VÀ SINH HỌC VIỆT NAM
VIETNAM ANALYTICAL SCIENCES SOCIETY
Tạp chí
PHÂN TÍCH
HÚA, LÝ VÀ SINH HỌC
* ■
Journal o f Analytical Sciences
T - 4
ISSN 0868 - 3224
1999
HA NOI