碳质金矿中碳质物及其“劫金”机理研究进展

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2022.02.093

碳质金矿中碳质物及其“劫金”机理研究进展

张辛未^,¹^,², 宋永辉^,¹, 董萍¹, 尹宁¹, 廖龙¹, 张盼盼¹

1.西安建筑科技大学冶金工程学院，陕西省黄金与资源重点实验室，陕西西安 710055

2.陕西国际商贸学院，陕西西安 712046

Research Progress on Carbonaceous Matters and Its “Preg-robbing” Mechanism in Carbonaceous Gold Ores

ZHANG Xinwei^,¹^,², SONG Yonghui^,¹, DONG Ping¹, YIN Ning¹, LIAO Long¹, ZHANG Panpan¹

1.School of Metallurgical Engineering, Xi’an University of Architecture and Technology, Key Laboratory of Gold and Resources of Shaanxi Province, Xi’an 710055, Shaanxi, China

2.Shaanxi Institute of International Trade & Commerce, Xi’an 712046, Shaanxi, China

通讯作者: 宋永辉（1972-），男，陕西西安人，教授，从事低变质煤清洁转化、有色金属、贵金属冶金与资源综合利用技术开发及新材料制备研究工作。syh1231@126.com

收稿日期: 2021-07-14 修回日期: 2021-11-19

基金资助:

国家自然科学基金项目“基于煤基电极的电吸附处理氰化废水技术及其应用基础研究”. 51774227

Received: 2021-07-14 Revised: 2021-11-19

作者简介 About authors

张辛未（1991-），女，陕西咸阳人，博士研究生，从事金矿矿物加工和金矿资源综合回收利用等研究工作zxw1298@163.com , E-mail：zxw1298@163.com

摘要

碳质金矿是重要的难处理金矿资源之一，碳质物“劫金”是金浸出率低下的主要原因。碳质物组分复杂，不同组分的碳质物的“劫金”能力和“劫金”行为存在差异，磨矿和浸出环节对碳质物的“劫金”能力也会产生影响，这些因素均能直接影响金的浸出率。通过系统总结碳质金矿中碳质物在组成特征、“劫金”机理及“劫金”能力的影响因素等方面的研究进展，对碳质物“劫金”机理现有研究工作的不足及未来研究方向进行了探讨，为碳质金矿碳质物劫金机理及预处理工艺的研究提供了重要参考。

关键词： 碳质金矿 ; 碳质物 ; 预处理技术 ; “劫金”机理 ; 金浸出率

Abstract

The carbonaceous matters in carbonaceous gold ores can adsorb the gold dissolved in the process of cyanide leaching，which seriously affects the recovery of gold and is one of the most important troubles in gold processing.Various pretreatment methods have been used to eliminate the harmful effects of carbonaceous matters in gold leaching processes.Due to the characteristics of carbonaceous matters such as fine particle size，wide distribution range of particle size，complex compositions and difficulty on separation，there are few achievements of in-depth research on carbonaceous matters in carbonaceous gold ores at home and abroad.The main research tends to the development and optimization of the pretreatment processes of carbonaceous gold ores.Some new discoveries have enriched the scientific understanding of carbonaceous matters.Many kinds of substances can absorb gold in leaching process，but in the presence of carbonaceous matters，the absorb ability of other substances is often ignored.Among these carbonaceous matters，organic carbon and elemental carbon with pore structure which is similar to activated carbon have strong “preg-robbing” ability.The compositions of organic carbon have not been determined so far，but the discovery of kerogen further sheds light on the compositions of organic carbon and the geological conditions under which it formed.The kerogen are an important gold-containing carrier in the form of porous powder and solid particles.The discovery of kerogen provides a new idea for the removal of organic carbon.The pore structure has been found to be a strong condition for carbonaceous matters to absorb gold.The conclusion that destroying the pore structure can reduce the “preg-robbing” ability of carbonaceous matters further proves the view that carbonaceous matters with pore structure can adsorb the dissolved gold.The complexation between humic acid and metal ions also provides a reference for the “preg-robbing” theory of organic carbon.Some studies have found that carbonaceous matters affect gold leaching process not only by the “preg-robbing” ability，but also due to the surface coating of gold by carbonaceous mattes in the grinding process，which seriously affects gold leaching.There are great differences in the ability of carbonaceous matters to absorb gold from different ores，which are mainly reflected in the different carbonaceous matters species，maturity grade and grinding fineness.These conclusions are of great significance to the study of carbonaceous matters.As a result，this paper summarizes and analyzes the classical theory and latest researches on the material composition，“preg-robbing” mechanism of carbonaceous matters and influence factors of “preg-robbing” ability in the carbonaceous gold ores，points out the research directions of “preg-robbing” mechanism，and provides an important reference for the selection of pretreatment technology of carbonaceous gold ores.

Keywords： carbonaceous gold mine ; carbonaceous matters ; pretreatment technology ; gold preg-robbing mechanism ; gold leaching rate

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本文引用格式

张辛未, 宋永辉, 董萍, 尹宁, 廖龙, 张盼盼. 碳质金矿中碳质物及其“劫金”机理研究进展[J]. 黄金科学技术, 2022, 30(2): 302-312 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2022.02.093

ZHANG Xinwei, SONG Yonghui, DONG Ping, YIN Ning, LIAO Long, ZHANG Panpan. Research Progress on Carbonaceous Matters and Its “Preg-robbing” Mechanism in Carbonaceous Gold Ores[J]. Gold Science and Technology, 2022, 30(2): 302-312 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2022.02.093

2019年，我国黄金资源可控制的基础储量为2 000 t，位居世界第八，而黄金产量连续13年位居全球第一，在全球黄金生产加工业中占据着越来越重要的地位（张磊等，2021）。近年来，随着易处理金矿资源的枯竭，黄金开采方向逐渐转向难处理金矿资源。碳质金矿是世界上重要的难处理金矿资源之一，在我国黄金工业储量中，碳质金矿估计储量达4 000 t以上，约占我国金矿资源总储量的8%，占现行开采利用和已探明金矿储量的20%以上。随着黄金选别技术的不断发展，这一比例将会不断增加，因此，开发利用碳质金矿资源对提高我国黄金工业生产能力意义重大（许晓阳，2013；张复新等，2013）。

碳质金矿通常含有较高的碳质、硫化矿和石英，其之所以难处理，主要是因为碳质物会吸附氰化浸出过程中已溶解的金（即金氰络合物），从而影响金的回收，出现“劫金”现象；另一方面是碳质金矿中的部分金经常被黄铁矿等硫化矿包裹，导致金难以裸露从而影响金的溶解。相比较而言，碳质物对金浸出的影响占据主导地位。研究发现，当原生矿石中有机碳含量大于0.2%时，氰化提金效果会大大降低（许晓阳，2013）。Stenebraten et al.（2000）认为碳质金矿氰化过程中“劫金”作用造成的黄金损失率为20%~90%。Ahtiainen et al.（2018）通过试验进一步明确了碳含量与金损失率之间的关系，研究表明，随着碳质金矿中碳含量的增加，金损失率逐渐增加，当碳含量为0.01%时，金损失率为29%，当碳含量大于10%时，金几乎完全损失。Santiago et al.（2019）利用无烟煤模拟碳质金矿中的“劫金”碳质物进行金吸附试验，发现在体积为50 mL、［Au］初始浓度为9.90 mg/L的溶液中，无烟煤含量大于0.7 g时就能吸附溶液中约90%的金，表明碳质物的存在会严重影响金的浸出效果。

碳质物的存在是导致金浸出率低下的主要原因，对碳质物及其“劫金”作用的清晰认知是预处理工艺研究的基础，通过系统总结国内外最新研究成果，有助于更加全面地了解碳质物的研究进展。然而，目前国内关于碳质金矿的综述性文章侧重于介绍碳质金矿预处理方法，缺乏对碳质物组成和“劫金”机理研究进展的系统梳理，而这部分内容是影响预处理工艺研究的重要因素，特别是湿法预处理工艺的研究（张作金等，2017）。鉴于此，本文从碳质金矿中碳质物的角度出发，对碳质物的物质组成、“劫金”机理及“劫金”能力影响因素等方面进行了论述，结合碳质金矿加工现状，为未来碳质物研究方向的确定提供了思路。

1 碳质物的物质组成

1.1 碳质金矿中的“劫金”物质

碳质金矿浸出时，矿石中的多种物质均可表现出不同程度的“劫金”能力。Adams et al.（1996）发现碳质金矿中“劫金”物质有多种类型，如：非晶态碳、绿泥石、黄铜矿，以及层状硅酸盐矿物（叶蜡石、高岭石、云母和伊利石）等。在此基础上，Sitando et al.（2019）研究了不同类型“劫金”物质的“劫金”能力。研究发现，不同类型“劫金”物质的“劫金”能力差异明显，图1为Au（I）在氧化矿/硅酸盐矿物和硫化矿/碳的吸附结果（Sitando et al.，2019），可以看出石英只吸附了1.7%的金，而针铁矿、高岭石和赤铁矿吸附了约18%的金，黄铁矿、黄铜矿等硫化物和碳质物具有高度“劫金”性，金可在半小时内被全部吸附。该研究表明，虽然矿石中能够“劫金”的物质种类较多，但在有碳质物存在的情况下，其他物质的“劫金”能力往往被忽略。目前对于该现象产生原因的研究较少，对其进一步研究有助于碳质金矿中金浸出环节机理的研究。

图1

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图1 氧化矿/硅酸盐矿物（a）和硫化矿/碳（b）对Au（Ⅰ）的吸附结果

Fig.1 Adsorption results of oxide/silicate minerals （a） and sulfide minerals and carbon（b） on Au（Ⅰ）

1.2 碳质物的物质组成

不同碳质金矿床中碳质物的组成差异较大，一方面是不同成矿条件导致碳质金矿床中元素碳和有机碳的含量分布差异较大；另一方面是不同碳质金矿的有机碳自身物质组成不同。表1为我国部分碳质金矿的金品位和碳质物含量，可以看出我国不同碳质金矿中碳质物物质组成及含量差异较大，无明显分布规律。

表1 我国不同地区碳质金矿的金品位与碳质物含量

Table 1 Gold grade and carbonaceous content of carbonaceous gold ore in different regions of China

矿石属地	金品位/（g·t^-1）	碳含量/%
矿石属地	金品位/（g·t^-1）	总碳	石墨碳	有机碳
广西	2.15	-	5.01
贵州	3.86	-	-	0.5
镇源	2.55	3.04	-	-
贵州	2.86	-	-	0.5
辽宁	5.21	2.98	1.03	0.16
陕西	3.1	-	1.7	-
陕西	15	4.56	-	-
陕西	8.12	8.01	2.87	3.82
陕西	6.24	8.8	-	-
河南	6.38	6.79	1.94	2.35

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前人利用X射线衍射未发现结晶碳（如：石墨碳），但在透射电子显微镜（TEM）下，观察到了大量的与活性炭电子衍射图一致的非晶结构的碳，且在光学显微镜下也观察到了已变质为石墨的碳，这些碳大多呈纤维条状（吴敏杰，1994）。还有一些研究发现，碳质物大多是具有活性炭型结构的芳香物质，其成熟程度与无烟煤相似（Sibrell，1991；Pyke et al.，1999）。随着研究的深入，元素碳的形态逐渐清晰，罗文杰等（2015）使用粒浮法提取元素碳，并利用扫描电子显微镜（SEM）观察，发现不同地质条件产生的元素碳的形态差异较大，主要有片层和致密块体2种，且孔隙结构特征差异也很明显。

近年来，关于碳质金矿中碳质物组成已经得出了较为一致的观点，即碳质金矿中碳质物主要成分由元素碳、腐植酸和高分子烃类组成，后二者合称为有机碳。对碳质物进一步研究发现，元素碳作为碳质物“劫金”活动中最重要的组分之一，其主要有石墨、非晶无定型元素碳和晶体发育不良的假石墨（兼有非晶和石墨2种构造体系）3种结构形式（方兆珩，2003；刘倩，2016）；腐植酸根据其在酸和碱中的溶解度，一般可划分为胡敏酸（黑腐酸）、富啡酸（黄腐酸）和胡敏素（赵俊蔚等，2008）；高分子烃类基本不具有“劫金”能力，目前对其物质组分的研究很少。

近年来，关于有机碳物质组成的研究取得了一些新成果，有机碳中干酪根的发现进一步细化了碳质物的组成，对研究碳质物的组成具有重要意义。在成矿方面，大量研究显示有机物和干酪根演化生成气相产物，与金的迁移密切相关（王红梅等，2000；李九玲等，2004），流体有机质通过活化萃取、还原沉淀等方式参与成矿，在此过程中干酪根对金起着富集作用。Rees et al.（2000）对碳质物组成进行了深入研究，发现来自内达华州的卡林金矿中，干酪根是碳质物的最重要“劫金”组分。Van et al.（2000）也在一种南非矿石中发现了干酪根物质，与南非Witwatersrand矿的干酪根相类似。丘晓斌等（2017）以贵州泥堡高硫卡林型金精矿为原料，用气相色谱—质谱联用仪（GC-MS）分析了样品中有机碳的组分，结果发现贵州亚太矿业有限公司金精矿矿样中有机碳组分为干酪根，其裂解气含有多种干酪根母源有机质，这些干酪根呈多孔粉末固体颗粒状，吸附能力强，其本身是一种重要的含金载体，对生物预氧化提金会产生有害影响。干酪根是沉积岩中不溶于一般有机溶剂的沉积有机质，碳质金矿中的碳质物和干酪根有很大联系，这一发现为碳质物中有机物种类的研究提出了新的思路，例如：干酪根在碳质金矿中的“劫金”性质与能力、干酪根与其他有机质之间的区别以及干酪根的预处理方法等。干酪根的研究不仅对碳质金矿预处理、金浸出等环节有重要意义，而且对研究碳质金矿的地质成因也会有一定的指导意义（Donadelli et al.，2019），因此，加强碳质金矿中有机碳的研究十分必要。

2 碳质物的“劫金”机理

碳质物“劫金”是黄金加工行业的难题。Jan et al.（1991）研究认为，具有高分散性和微细粒性质是碳质物在氰化过程中导致金损失的原因，碳质物粒度可小至0.002~0.005 μm（Vassiliou et al.，1988）。然而，随着研究的深入，学者们认为碳质物导致金损失的“劫金”机理可能有多种。

2.1 类似活性炭的孔隙结构吸附溶解金

Abotsi et al.（1986）认为碳质金矿中的碳质物通常具有较强的非化学性质的吸附性，该吸附性使得在金浸出过程中，碳质物能够吸附溶解的金氰络合离子，从而产生“劫金”效应。对于碳质物的“劫金”性能，Pyke et al.（1999）研究了不同碳质物对金的吸附，包括原生碳、酸化的原生碳、活性炭和石墨4种碳质物，当在氧化矿中分别添加约0.2%的4种碳质物后，金回收率分别由初始的84.4%下降为68.8%（添加原生碳）、61.0%（添加酸化的原生碳）、3.1%（添加活性炭）和81.4%（添加石墨）。结果表明：这些碳质物对金有不同程度的吸附，但活性炭的吸附是最强的。Helm et al.（2009）研究发现活性炭和石墨均具有“劫金”作用，活性炭中具有不同程度的石墨基面的六角形环状结构，能够可逆地吸附金氰络合物。这种六角形环状结构是石墨和活性炭具有吸附性的根本原因，金刚石样品无法吸附金则恰好证明了这个观点。试验结果表明石墨对金的吸附能力远小于活性炭，与Pyke的研究结果一致，说明这种石墨基面的六角形环状结构可逆地吸附金氰络合物这一理论可能并不准确。

然而，更多的研究（Stenebraten et al.，2000；张跃东，2011）发现孔隙结构是吸附金氰络合物的主要原因。为了观察这些碳质物与活性炭结构的关系，Tan et al.（2005）利用显微方法（图2）和X射线衍射对斯塔威尔金矿的矿石中提取碳质物进行研究，发现天然碳质物主要是晶体石墨（六角形晶体石墨结构单元）到一些微小的半结晶石墨或非晶态碳，放大观察可见这些碳质物具有显著的孔隙结构，N₂吸附—解吸滞后曲线测定结果表明这些碳质物的总孔隙体积为76 mm³/g，主要为大孔隙。Miller et al.（2016）对一种工业活性炭和卡林型金矿中的碳质物进行了扫描电镜（SEM）观察，如图3所示。结果显示：工业活性炭具有均匀的大孔表面，而卡林型金矿中的碳质物也具有非晶态孔隙结构。工业活性炭表面的微孔直径大多在2~50 nm之间，比表面积通常可达500~1 500 m²/g，从矿石中分离出的碳质物碳含量为40%，比表面积相对较小，为42.7 m²/g。

图2

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图2 斯塔威尔金矿中碳质物的SEM图

Fig.2 SEM images of carbonaceous matter in Stawell gold mine

图3

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图3 工业活性炭和卡林型金矿中碳质物的SEM图

Fig.3 SEM images of carbonaceous matters in commercial activated carbon and Carlin type gold deposit

此外，早期有关腐植酸在金矿形成过程中的作用的研究发现，腐植酸的组分之一——胡敏酸（BEF法测定胡敏酸的表面积为337~340 m²/g），由于具有较大的比表面积，其对金银具有显著的吸附性（王恩德等，1992）。在含碳质金矿石氰化时加入胡敏酸，金的浸出率由95%降至21%，由此可见胡敏酸对金浸出的影响十分显著（张作金等，2017）。由于该研究是侧重于地质领域，在黄金加工领域对腐植酸的分离提取及不同腐植酸组分的“劫金”机理研究较少，这或许会为未来有机碳“劫金”机理的研究提供思路。

以上结果表明，天然碳质物有着与活性炭相似的孔隙结构，但其比表面积明显小于活性炭，这也是试验过程中其对金吸附能力远低于活性炭的原因。然而，即使天然碳质物的比表面积较小，但其金吸附容量常数为2 200 mg Au/kg（Stenebraten et al.，2000），对金的吸附仍旧很强烈。

碳质物因发育孔隙结构而具有吸附能力，那么通过破坏碳质物的孔隙结构，是否可以降低其吸附能力？对此，试验发现可以使用氯来破坏活性炭的孔隙结构，从而降低其吸附金的能力（安娜等，2014）。Ahtiainen et al.（2018）在金精矿浸出前先进行Cl₂-预处理，发现金精矿预处理后碳质物的孔隙结构被破坏，进而改善了金的浸出效果。经过几十年的发展，Cl₂-预处理工艺已成为一种非常有效的降低“劫金”效应的方法，进一步证实了孔隙结构对金氰络合物的吸附性。

尽管大量研究表明孔隙结构可以吸附金氰络合物，但孔隙结构对金氰络合物的吸附行为并未形成一致结论。早期关于活性炭的吸附机理已有相关研究（Adams，1990），在不同的离子强度、pH值以及有、无氧的条件下，主要有3个吸附机理。（1）活性炭表面的静电吸附。在有氧条件下，在活性炭的水悬浮液中可发生如下反应：O₂+2H₂O+2e=H₂O₂+2OH^-，这是由于活性炭因发生电子转移而具有正电荷，可以提高Au（CN）₂^-负电荷上的吸引能力（Abotsi et al.，1987；Konadu et al.，2020）。（2）活性炭表面官能团的离子交换。活性炭表面常含有羧酸、酚、内酯、醌、过氧化氢和氧萘等官能团，这些官能团与金氰络合物相互作用，如提供电子，形成一定的化学键。Au通过与官能团进行离子交换后被吸附到活性炭上（Ibrado et al.，1992）。（3）离子对吸附。在溶液中，溶质的一部分正、负离子，通过纯粹的静电吸引，形成正、负离子的缔合物，如果2种离子的化合价数相同，则缔合物（或称离子对）是中性的，离子对的概念可以用来解释许多电解质的性质。在活性炭吸附金氰络合离子过程中，Au（CN）₂^-是以离子对［M ⁿ⁺］［Au（CN）₂^-］ _n 的形式被吸附，而不发生化学反应，这一吸附过程通常需要离子强度相对较高的溶液（Adams et al.1987；范秀山等，2002）。

这些类似活性炭孔隙吸附金的机理主要形成于20世纪80~90年代，近几年在石墨“劫金”方向又出现了新的吸附理论（Li et al.，2018），即Au（CN）₂^-中的N原子可以静电吸附在石墨0001面上。该研究说明石墨对金的吸附是静电吸附而非孔隙吸附，丰富了石墨吸附金氰络合物的机理。

由于碳质物物理分离难度大，现有研究主要基于化学分离方法提取的碳质物及与碳质物性质相似的模拟样品（如活性炭、褐煤等）开展的，对矿石中具体碳质物组分的吸附机理研究较少，今后需加强这方面的理论研究。

2.2 腐植酸的表面活性基团主导“劫金”行为

有机质在贵金属元素成矿过程中有着重要作用，对贵金属元素的提取也有很大的影响。腐植酸是自然界中分布十分广泛的一种大分子有机质，其主要来源于水生物的降解和动植物的分解。王恩德等（1992）研究发现，在成矿过程中，金、银可与富啡酸（腐植酸的一种）结合形成牢固的化学键而成为腐植酸金螯合物，这种物质可在自然界中稳定存在。腐植酸具有活泼的官能团（-COOH、-OH等），可以通过多种方式吸附金属离子或矿粒表面活化点的金属，形成一些水溶性或水不溶性环状结构的络合物（徐启杰等，2007；Zhang et al.，2009），在金浸出过程中，这部分络合物中的金很难被浸出。腐植酸与金属离子或矿粒表面活化点的金属络合的反应式为

王丹丽等（2003）研究了腐殖质对重金属离子的吸附作用，指出腐殖质分子在各个方向上的基团之间以氢键结合成网络，在分子表面形成许多孔状结构，从而提供了良好的吸附表面，成为吸附载体。腐殖质的这些特性使它们能与金属离子和金属水合氧化物发生广泛的反应，如离子交换、表面吸附、配位和螯合、凝结和胶溶等，因而在很大程度上控制了水体和土壤中微量元素和有毒物质的迁移、富集和沉积，这一结果表明腐植酸在金氰化浸出过程中的“劫金”行为还可能是由于其对已溶解的［Au（CN₂） ^- ］具有一定的络合作用。利用腐殖质来处理含重金属离子的污水就是其于腐殖质的这一特质。

腐植酸化学结构复杂，研究人员对腐植酸进行提取后发现，其表面通常含有大量活性基团，如羟基、羧基、醌基、羟基醌、磺酸基、胺基及其他基团（Abotsi et al.，1986；赵俊蔚等，2008）。腐植酸的酸性、亲水性、吸附能力、络合能力及赘合能力等与这些表面基团有着重要关系。彭建军等（1993）开展了腐植酸浸金的试验研究，使用改性的腐植酸溶液对金丝进行浸出，研究发现腐植酸对金丝的浸出效果明显，其浓度和浸出温度的升高均有利于提升金的浸出速率，表明腐植酸的确能够吸附金或与金络合。有资料显示金和有机酸的某种官能团相互结合而被吸附（Rudolf，2000），但是并未对具体的作用机理进行研究。Niu et al.（2021）在碳质金矿石中提取了腐植酸并对其吸附金的动力学进行了研究，发现提取的腐植酸在金吸附过程中其结构和结晶度发生了变化，主要为含氧结构的变化，表明金在吸附过程中与含氧基团结合形成金—腐植酸结构，说明腐植酸的金吸附过程具有化学吸附行为。该研究还发现，在吸附过程中检测到Au（Ⅲ）被还原为Au（I），说明提取的腐植酸在吸附金过程中发生了金还原，这一结果表明提取的腐植酸的活性结构不仅能与金络合，而且能改变金的化学状态。

由于腐植酸结构非常复杂，早期的一些研究对金与有机碳之间化学键结合的证据进行了研究，但大量的检测分析并未得出显著结果，因此，采用更先进的检测方法研究金与碳质物相互作用机理，将是碳质金矿中有机酸类碳质物的研究方向之一（张作金等，2017）。近几年，微束分析技术如动态二次离子质谱（D-SIMS）和飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）已成为采矿工业中矿石表征和过程矿物学的重要方法，该方法也可成为研究碳质金矿中金的分布特征和反应过程中金的变化行为的重要工具（Dimov et al.，2017）。此外，结合了透射电镜和扫描电镜2种功能的联合扫描透射电子显微镜（STEM）也应用到了煤、富有机页岩和碳质物的分析中，特别是在石墨微观结构的观察方面，透射电镜比扫描电镜有更好的观察效果，在碳质金矿中碳质物的分析时也可以考虑使用该技术。

2.3 碳质物的包覆作用影响金的溶解

碳质物“劫金”的另一个原因可能与其对金的包覆作用有关。单独存在的碳质物“劫金”性能可能不高，但矿石中的碳质物“劫金”能力很强，这是由于在矿石细磨过程中碳质物包覆于金的表面，从而严重影响金的浸出。Tan et al.（2005）发现从斯塔威尔金矿石中提取的天然碳质物主要为结晶石墨，其比表面积仅为31.4 m²/g。在氰化物浓度为250 mg/L的溶液中显示出非常低的载金能力。但是，当碳质矿石与金箔（每片金箔Au含量为99.99%，表面积为20 mm²，厚度为0.2 mm）一起预磨时，碳质物会在金表面产生涂层，且对金的溶解有明显的不利影响。该研究还发现，在与金箔共同磨矿时，碳质物和非碳质硫化物矿物均可在金箔表面形成包覆层，在二者的共同作用下金的浸出动力学和回收率显著降低。该行为有可能是二者通过在研磨和混合过程中涂覆在矿物和金表面，这种情况会影响矿物和金表面的物理、化学和电化学性能。

针对碳质物“劫金”问题，在现有“劫金”机理的研究基础上主要开发了2种解决方法：一是将碳质物氧化分解，从本质上去除碳质物，从而消除其对金的影响，如氧化焙烧法；另一种是将碳质物钝化处理，如添加钝化剂，通过钝化剂与碳质物表面的官能团进行化学作用，使这些官能团的活性大大降低，从而降低甚至消除其“劫金”能力。

3 碳质物“劫金”能力的影响因素

影响碳质金矿石“劫金”能力的因素有多种，碳质物自身发育程度、碳质物种类和含量的差异、矿石加工过程和浸出环境均会影响其对金的吸附。

3.1 碳质物自身发育程度

近几年，针对碳质物“劫金”能力影响因素的研究主要集中在碳质物自身发育程度上。Dimov et al.（2016）发现碳质物的“劫金”能力与碳质物的自身发育程度有关，石墨具有很高的有序性，表现出很差的“劫金”能力，而活性炭是高度无序的，具有很强的“劫金”能力（Dimov et al.，2016）。Miller et al.（2016）认为碳质物的“劫金”程度通常随着自身成熟度的增加而增加，利用拉曼光谱对卡林型金矿中元素碳进行分析，也可得出相似结论，即石墨化程度越低，碳的“劫金”能力越强（Helm et al.，2009；Miller et al.，2016）。由于碳质物的复杂性，通常以煤作为替代品进行研究，从而根据不同的煤级对其进行表征（Osseo-Asare et al.，1983；Owusu et al.，2021）。Santiago et al.（2019）以煤作为替代品进行了大量试验，发现碳质金矿中具有“劫金”作用的碳质物结构与成熟程度接近无烟煤（煤的成熟度由小至大依次为褐煤<亚烟煤<烟煤<无烟煤）。碳质物吸附能力的差异与碳质物的结构有关，表现出“劫金”活性的碳质物的结构与无烟煤相似。

3.2 碳质物种类和含量的差异

不同类型的碳质物“劫金”能力也不尽相同，对于碳质金矿中的3类碳质物的“劫金”能力大小，吴敏杰等（1994）认为不同的碳质物对金的吸附能力存在一定的差异，即元素碳>腐植酸类>酯及烃类。碳质物种类和含量直接影响矿石的“劫金”能力，“劫金”能力较低的矿石可能具有吸附<1 gAu/t矿石的能力，而“劫金”能力非常强的矿石则可能具有吸附>500 gAu/t矿石的能力（Dunne et al.，2012；Pour-dasht，2018）。据大量商业矿山碳质物“劫金”能力数据库，截至2017年，碳质物的“劫金”能力有一个很大的动态范围，最大的“劫金”能力差异高达200倍（Dimov et al.，2017）。导致此现象的原因是碳质金矿中碳质物种类和含量的差异。

自然界中元素碳有多种类型，在碳质金矿中，元素碳主要有非晶态碳和石墨碳2种存在形式。对碳质金矿中元素碳不同组分的“劫金”能力，Adams et al.（1998）通过在主要含非晶态碳质物的浮选精矿和主要含石墨碳的页岩金矿中进行“劫金”试验，发现这2种物相的碳均具有明显的“劫金”作用。腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质，是动植物遗骸经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质，能与水中的金属离子离合。对腐植酸的“劫金”能力，赵俊蔚等（2008）通过试验发现，凝胶状的腐植酸可溶于稀碱溶液中，但在酸中又可沉淀析出，具有较大的比表面积（337~340 m²/g），对金、银具有极强的吸附能力。高分子烃类物质一般不参与“劫金”，对其研究很少（刘倩等，2017）。

3.3 磨矿细度

前文中已经指出，磨矿过程中碳质物可以包覆在金箔的表面从而影响金的浸出。Tan et al.（2005）研究了磨矿细度对金浸出的影响规律，磨矿过程中碳质物的早期分离对金的浸出有明显的促进作用，在有关颗粒尺寸等因素的研究中发现，细磨会强化颗粒表面碳质物的包覆作用，增强碳质物“劫金”能力。

3.4 浸出溶液环境

金浸出过程较为复杂，浸出体系的温度、pH值、离子强度和离子浓度等均会对碳质物的“劫金”行为产生影响。Niu et al.（2021）研究了腐植酸吸附金的影响因素，研究表明腐植酸吸附金的过程符合伪二阶模型和Freundlich模型，温度和pH值会显著影响吸附过程。吸附速率随温度的升高而增大，温度升高有利于金的吸附，也可以提高含金物质从溶液向腐植酸的可移动性和转运能力，使得提取的腐植酸与含金物质频繁接触。这表明腐植酸吸附金是一种吸热过程和一种温度控制的化学吸附行为。但需要注意的是，温度过高（超过35 ℃）对吸附过程有不利影响，导致提取的腐植酸的吸附率降低。吸附体系的pH值会影响金种类的分布和腐植酸的吸附能力，吸附过程中溶液的pH值保持在酸性条件有利于吸附，这是由于碱性条件下腐植酸溶解会使得腐植酸表面的负电荷增加，从而对每种金产生排斥行为，造成金吸附量减少。更重要的是，腐植酸的溶解也会减少可用吸附位点的数量，破坏其化学结构。离子强度和离子浓度对腐植酸吸附其他金属离子的研究较多，但对吸附金的影响未见报道，这方面的内容有待进一步研究。

目前，我国碳质金矿加工过程中普遍存在直接浸出时金浸出率低下的问题，主要原因来自于矿石中碳质物对金的吸附而导致的“劫金”问题以及金被矿物包裹导致其无法有效溶解的问题。因此，在浸出前通常采用预处理技术，一方面将碳质物氧化分解或钝化处理，消除其“劫金”现象，另一方面将金的包裹破除，提高金与浸出药剂的接触，通过以上措施不仅可以降低药剂用量，也使金的回收率得到大幅提升。现有的预处理方法主要有焙烧法、钝化法、化学氧化法、生物氧化法、微波氧化法和加压氧化法等，除焙烧法之外，其他预处理工艺的研究虽取得了较大研究进展，但仍有很多局限性而难以大规模应用于工业实践，因此进一步厘清碳质物的物质组成、分布规律和“劫金”机理，有利于深入研究碳质物的“劫金”本质，是碳质金矿预处理方法研究的主要方向之一。

4 总结与展望

碳质金矿中碳质物具有组成复杂、分布无规律等特征，是影响“劫金”机理研究的主要原因。对提取的碳质物研究结果表明，碳质物的“劫金”一方面是由于碳质物类似活性炭的孔隙结构可吸附溶解的金，导致金浸出率低下；其次，碳质物中的有机组分腐植酸表面含有活性基团，其与金发生络合产生难以浸出的稳定络合物，从而导致金的流失；此外，碳质物和矿石在细磨过程中会包覆在金的表面，严重影响金的溶解，导致这部分金不能与浸出药剂接触而无法回收。在碳质金矿加工过程中，有多种因素影响碳质物的“劫金”能力，从矿石自身角度出发，不同组分碳质物具有不同的发育程度，导致各组分碳质物“劫金”能力有差异，且碳质物种类和含量的差异会直接影响碳质物的“劫金”能力。在矿石加工过程中，外界因素也会影响碳质物“劫金”能力，如矿石在磨矿时过度细磨会强化颗粒表面碳质物的包覆作用，增强碳质物“劫金”能力，而浸出过程体系的温度、pH值以及离子强度和浓度等均会对碳质物的“劫金”行为产生影响。

碳质金矿中碳质物组成及其“劫金”机理虽取得了大量研究成果，但仍有值得深入研究之处。继续加强对碳质金矿中“劫金”矿物及有机碳组分的研究，明确影响金浸出的确切组分及各自的影响程度，以及开发矿石中碳质物分离的有效手段，在不破坏碳质物化学组分及结构的前提下研究不同碳质物组分的吸附机理也是十分必要的。腐殖酸与金的成矿过程关系密切，可考虑借助腐植酸与金相互作用的这一特点进行金浸出机理研究。在“劫金”能力影响因素方面，离子强度和浓度对腐植酸吸附其他金属离子的研究较多，但对吸附金的影响未见报道，这部分内容有待深入研究。

http://www.goldsci.ac.cn/article/2022/1005-2518/1005-2518-2022-30-2-302.shtml

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... Abotsi et al.（1986）认为碳质金矿中的碳质物通常具有较强的非化学性质的吸附性，该吸附性使得在金浸出过程中，碳质物能够吸附溶解的金氰络合离子，从而产生“劫金”效应.对于碳质物的“劫金”性能，Pyke et al.（1999）研究了不同碳质物对金的吸附，包括原生碳、酸化的原生碳、活性炭和石墨4种碳质物，当在氧化矿中分别添加约0.2%的4种碳质物后，金回收率分别由初始的84.4%下降为68.8%（添加原生碳）、61.0%（添加酸化的原生碳）、3.1%（添加活性炭）和81.4%（添加石墨）.结果表明：这些碳质物对金有不同程度的吸附，但活性炭的吸附是最强的.Helm et al.（2009）研究发现活性炭和石墨均具有“劫金”作用，活性炭中具有不同程度的石墨基面的六角形环状结构，能够可逆地吸附金氰络合物.这种六角形环状结构是石墨和活性炭具有吸附性的根本原因，金刚石样品无法吸附金则恰好证明了这个观点.试验结果表明石墨对金的吸附能力远小于活性炭，与Pyke的研究结果一致，说明这种石墨基面的六角形环状结构可逆地吸附金氰络合物这一理论可能并不准确. ...

... 腐植酸化学结构复杂，研究人员对腐植酸进行提取后发现，其表面通常含有大量活性基团，如羟基、羧基、醌基、羟基醌、磺酸基、胺基及其他基团（Abotsi et al.，1986；赵俊蔚等，2008）.腐植酸的酸性、亲水性、吸附能力、络合能力及赘合能力等与这些表面基团有着重要关系.彭建军等（1993）开展了腐植酸浸金的试验研究，使用改性的腐植酸溶液对金丝进行浸出，研究发现腐植酸对金丝的浸出效果明显，其浓度和浸出温度的升高均有利于提升金的浸出速率，表明腐植酸的确能够吸附金或与金络合.有资料显示金和有机酸的某种官能团相互结合而被吸附（Rudolf，2000），但是并未对具体的作用机理进行研究.Niu et al.（2021）在碳质金矿石中提取了腐植酸并对其吸附金的动力学进行了研究，发现提取的腐植酸在金吸附过程中其结构和结晶度发生了变化，主要为含氧结构的变化，表明金在吸附过程中与含氧基团结合形成金—腐植酸结构，说明腐植酸的金吸附过程具有化学吸附行为.该研究还发现，在吸附过程中检测到Au（Ⅲ）被还原为Au（I），说明提取的腐植酸在吸附金过程中发生了金还原，这一结果表明提取的腐植酸的活性结构不仅能与金络合，而且能改变金的化学状态. ...

Surface chemistry of carbonaceous gold ores，II.Effects of organic additives on gold adsorption from cyanide solution

1987

... 尽管大量研究表明孔隙结构可以吸附金氰络合物，但孔隙结构对金氰络合物的吸附行为并未形成一致结论.早期关于活性炭的吸附机理已有相关研究（Adams，1990），在不同的离子强度、pH值以及有、无氧的条件下，主要有3个吸附机理.（1）活性炭表面的静电吸附.在有氧条件下，在活性炭的水悬浮液中可发生如下反应：O₂+2H₂O+2e=H₂O₂+2OH^-，这是由于活性炭因发生电子转移而具有正电荷，可以提高Au（CN）₂^-负电荷上的吸引能力（Abotsi et al.，1987；Konadu et al.，2020）.（2）活性炭表面官能团的离子交换.活性炭表面常含有羧酸、酚、内酯、醌、过氧化氢和氧萘等官能团，这些官能团与金氰络合物相互作用，如提供电子，形成一定的化学键.Au通过与官能团进行离子交换后被吸附到活性炭上（Ibrado et al.，1992）.（3）离子对吸附.在溶液中，溶质的一部分正、负离子，通过纯粹的静电吸引，形成正、负离子的缔合物，如果2种离子的化合价数相同，则缔合物（或称离子对）是中性的，离子对的概念可以用来解释许多电解质的性质.在活性炭吸附金氰络合离子过程中，Au（CN）₂^-是以离子对［M ⁿ⁺］［Au（CN）₂^-］ _n 的形式被吸附，而不发生化学反应，这一吸附过程通常需要离子强度相对较高的溶液（Adams et al.1987；范秀山等，2002）. ...

The mechanism of adsorption of aurocyanide onto activated carbon，1.Relation between the effects of oxygen and ionic strength

1990

Characterization and blinding of carbonaceous preg-robbers in gold ores

1998

... 自然界中元素碳有多种类型，在碳质金矿中，元素碳主要有非晶态碳和石墨碳2种存在形式.对碳质金矿中元素碳不同组分的“劫金”能力，Adams et al.（1998）通过在主要含非晶态碳质物的浮选精矿和主要含石墨碳的页岩金矿中进行“劫金”试验，发现这2种物相的碳均具有明显的“劫金”作用.腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质，是动植物遗骸经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质，能与水中的金属离子离合.对腐植酸的“劫金”能力，赵俊蔚等（2008）通过试验发现，凝胶状的腐植酸可溶于稀碱溶液中，但在酸中又可沉淀析出，具有较大的比表面积（337~340 m²/g），对金、银具有极强的吸附能力.高分子烃类物质一般不参与“劫金”，对其研究很少（刘倩等，2017）. ...

Models for the adsorption of aurocyanide onto activated carbon.Part III：Comparison between the extraction of aurocyanide by activated carbon，polymeric adsorbents and 1-pentanol

1987

Preg-robbing minerals in gold ores and residues

1996

... 碳质金矿浸出时，矿石中的多种物质均可表现出不同程度的“劫金”能力.Adams et al.（1996）发现碳质金矿中“劫金”物质有多种类型，如：非晶态碳、绿泥石、黄铜矿，以及层状硅酸盐矿物（叶蜡石、高岭石、云母和伊利石）等.在此基础上，Sitando et al.（2019）研究了不同类型“劫金”物质的“劫金”能力.研究发现，不同类型“劫金”物质的“劫金”能力差异明显，图1为Au（I）在氧化矿/硅酸盐矿物和硫化矿/碳的吸附结果（Sitando et al.，2019），可以看出石英只吸附了1.7%的金，而针铁矿、高岭石和赤铁矿吸附了约18%的金，黄铁矿、黄铜矿等硫化物和碳质物具有高度“劫金”性，金可在半小时内被全部吸附.该研究表明，虽然矿石中能够“劫金”的物质种类较多，但在有碳质物存在的情况下，其他物质的“劫金”能力往往被忽略.目前对于该现象产生原因的研究较少，对其进一步研究有助于碳质金矿中金浸出环节机理的研究. ...

Preg-robbing verification and prevention in gold chloride-bromide leaching

2018

... 碳质金矿通常含有较高的碳质、硫化矿和石英，其之所以难处理，主要是因为碳质物会吸附氰化浸出过程中已溶解的金（即金氰络合物），从而影响金的回收，出现“劫金”现象；另一方面是碳质金矿中的部分金经常被黄铁矿等硫化矿包裹，导致金难以裸露从而影响金的溶解.相比较而言，碳质物对金浸出的影响占据主导地位.研究发现，当原生矿石中有机碳含量大于0.2%时，氰化提金效果会大大降低（许晓阳，2013）.Stenebraten et al.（2000）认为碳质金矿氰化过程中“劫金”作用造成的黄金损失率为20%~90%.Ahtiainen et al.（2018）通过试验进一步明确了碳含量与金损失率之间的关系，研究表明，随着碳质金矿中碳含量的增加，金损失率逐渐增加，当碳含量为0.01%时，金损失率为29%，当碳含量大于10%时，金几乎完全损失.Santiago et al.（2019）利用无烟煤模拟碳质金矿中的“劫金”碳质物进行金吸附试验，发现在体积为50 mL、［Au］初始浓度为9.90 mg/L的溶液中，无烟煤含量大于0.7 g时就能吸附溶液中约90%的金，表明碳质物的存在会严重影响金的浸出效果. ...

... 碳质物因发育孔隙结构而具有吸附能力，那么通过破坏碳质物的孔隙结构，是否可以降低其吸附能力？对此，试验发现可以使用氯来破坏活性炭的孔隙结构，从而降低其吸附金的能力（安娜等，2014）.Ahtiainen et al.（2018）在金精矿浸出前先进行Cl₂-预处理，发现金精矿预处理后碳质物的孔隙结构被破坏，进而改善了金的浸出效果.经过几十年的发展，Cl₂-预处理工艺已成为一种非常有效的降低“劫金”效应的方法，进一步证实了孔隙结构对金氰络合物的吸附性. ...

Effect of chlorine on adsorption performance and pore structure of activated carbon

2014

Study on surfactants for passivation of naturally occuring carbonaceous matter in gold bearing ores

2016

... 近几年，针对碳质物“劫金”能力影响因素的研究主要集中在碳质物自身发育程度上.Dimov et al.（2016）发现碳质物的“劫金”能力与碳质物的自身发育程度有关，石墨具有很高的有序性，表现出很差的“劫金”能力，而活性炭是高度无序的，具有很强的“劫金”能力（Dimov et al.，2016）.Miller et al.（2016）认为碳质物的“劫金”程度通常随着自身成熟度的增加而增加，利用拉曼光谱对卡林型金矿中元素碳进行分析，也可得出相似结论，即石墨化程度越低，碳的“劫金”能力越强（Helm et al.，2009；Miller et al.，2016）.由于碳质物的复杂性，通常以煤作为替代品进行研究，从而根据不同的煤级对其进行表征（Osseo-Asare et al.，1983；Owusu et al.，2021）.Santiago et al.（2019）以煤作为替代品进行了大量试验，发现碳质金矿中具有“劫金”作用的碳质物结构与成熟程度接近无烟煤（煤的成熟度由小至大依次为褐煤<亚烟煤<烟煤<无烟煤）.碳质物吸附能力的差异与碳质物的结构有关，表现出“劫金”活性的碳质物的结构与无烟煤相似. ...

... 发现碳质物的“劫金”能力与碳质物的自身发育程度有关，石墨具有很高的有序性，表现出很差的“劫金”能力，而活性炭是高度无序的，具有很强的“劫金”能力（Dimov et al.，2016）.Miller et al.（2016）认为碳质物的“劫金”程度通常随着自身成熟度的增加而增加，利用拉曼光谱对卡林型金矿中元素碳进行分析，也可得出相似结论，即石墨化程度越低，碳的“劫金”能力越强（Helm et al.，2009；Miller et al.，2016）.由于碳质物的复杂性，通常以煤作为替代品进行研究，从而根据不同的煤级对其进行表征（Osseo-Asare et al.，1983；Owusu et al.，2021）.Santiago et al.（2019）以煤作为替代品进行了大量试验，发现碳质金矿中具有“劫金”作用的碳质物结构与成熟程度接近无烟煤（煤的成熟度由小至大依次为褐煤<亚烟煤<烟煤<无烟煤）.碳质物吸附能力的差异与碳质物的结构有关，表现出“劫金”活性的碳质物的结构与无烟煤相似. ...

Applications of microbeam analytical techniques in gold deportment studies and characterization of losses during the gold recovery process

2017

... 由于腐植酸结构非常复杂，早期的一些研究对金与有机碳之间化学键结合的证据进行了研究，但大量的检测分析并未得出显著结果，因此，采用更先进的检测方法研究金与碳质物相互作用机理，将是碳质金矿中有机酸类碳质物的研究方向之一（张作金等，2017）.近几年，微束分析技术如动态二次离子质谱（D-SIMS）和飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）已成为采矿工业中矿石表征和过程矿物学的重要方法，该方法也可成为研究碳质金矿中金的分布特征和反应过程中金的变化行为的重要工具（Dimov et al.，2017）.此外，结合了透射电镜和扫描电镜2种功能的联合扫描透射电子显微镜（STEM）也应用到了煤、富有机页岩和碳质物的分析中，特别是在石墨微观结构的观察方面，透射电镜比扫描电镜有更好的观察效果，在碳质金矿中碳质物的分析时也可以考虑使用该技术. ...

... 不同类型的碳质物“劫金”能力也不尽相同，对于碳质金矿中的3类碳质物的“劫金”能力大小，吴敏杰等（1994）认为不同的碳质物对金的吸附能力存在一定的差异，即元素碳>腐植酸类>酯及烃类.碳质物种类和含量直接影响矿石的“劫金”能力，“劫金”能力较低的矿石可能具有吸附<1 gAu/t矿石的能力，而“劫金”能力非常强的矿石则可能具有吸附>500 gAu/t矿石的能力（Dunne et al.，2012；Pour-dasht，2018）.据大量商业矿山碳质物“劫金”能力数据库，截至2017年，碳质物的“劫金”能力有一个很大的动态范围，最大的“劫金”能力差异高达200倍（Dimov et al.，2017）.导致此现象的原因是碳质金矿中碳质物种类和含量的差异. ...

XPS direct analysis on shale rocks：Correlation with kerogen type and maturity

2019

... 近年来，关于有机碳物质组成的研究取得了一些新成果，有机碳中干酪根的发现进一步细化了碳质物的组成，对研究碳质物的组成具有重要意义.在成矿方面，大量研究显示有机物和干酪根演化生成气相产物，与金的迁移密切相关（王红梅等，2000；李九玲等，2004），流体有机质通过活化萃取、还原沉淀等方式参与成矿，在此过程中干酪根对金起着富集作用.Rees et al.（2000）对碳质物组成进行了深入研究，发现来自内达华州的卡林金矿中，干酪根是碳质物的最重要“劫金”组分.Van et al.（2000）也在一种南非矿石中发现了干酪根物质，与南非Witwatersrand矿的干酪根相类似.丘晓斌等（2017）以贵州泥堡高硫卡林型金精矿为原料，用气相色谱—质谱联用仪（GC-MS）分析了样品中有机碳的组分，结果发现贵州亚太矿业有限公司金精矿矿样中有机碳组分为干酪根，其裂解气含有多种干酪根母源有机质，这些干酪根呈多孔粉末固体颗粒状，吸附能力强，其本身是一种重要的含金载体，对生物预氧化提金会产生有害影响.干酪根是沉积岩中不溶于一般有机溶剂的沉积有机质，碳质金矿中的碳质物和干酪根有很大联系，这一发现为碳质物中有机物种类的研究提出了新的思路，例如：干酪根在碳质金矿中的“劫金”性质与能力、干酪根与其他有机质之间的区别以及干酪根的预处理方法等.干酪根的研究不仅对碳质金矿预处理、金浸出等环节有重要意义，而且对研究碳质金矿的地质成因也会有一定的指导意义（Donadelli et al.，2019），因此，加强碳质金矿中有机碳的研究十分必要. ...

Assessment of options for economic processing of preg-robbing gold ores

2012

Roles of molecules and ion-pairs in solid-liquid adsorption

2002

Mineral characteristic and extractive technology of carbonaceous gold ores

2003

An investigation of the carbonaceous component of preg-robbing gold ores

2009

Effect of the structure of carbon adsorbents on the adsorption of gold cyanide

1992

1989

Biological pretreatment of carbonaceous matter in double refractory gold ores：A review and some future considerations

2020

Application of electron microscopy TEM and SEM for analysis of coals，organic-rich shales and carbonaceous matter

2019

An experimental study on the migration of gold in gas phase related to hydrocarbon gases produced by the evolution of organic matter

2004

［Au（CN）₂］^- adsorption on a graphite （0001） surface：A first principles study

2018

... 这些类似活性炭孔隙吸附金的机理主要形成于20世纪80~90年代，近几年在石墨“劫金”方向又出现了新的吸附理论（Li et al.，2018），即Au（CN）₂^-中的N原子可以静电吸附在石墨0001面上.该研究说明石墨对金的吸附是静电吸附而非孔隙吸附，丰富了石墨吸附金氰络合物的机理. ...

Pretreatment of Carbonaceous Matter and Sulfides Minerals in Carlin-type Gold Ores by Phanerochaete Chrysosporium

2016

Screening of high correlation variables of elemental carbon degradation by phanerochaete chrysosporium in carbonaceous gold ores

2017

Carbonaceous material composition and comparative analysis of different carlin-type gold deposits

2015

The search for adsorbed gold cyanide on carbon surface

1991

2016

... 然而，更多的研究（Stenebraten et al.，2000；张跃东，2011）发现孔隙结构是吸附金氰络合物的主要原因.为了观察这些碳质物与活性炭结构的关系，Tan et al.（2005）利用显微方法（图2）和X射线衍射对斯塔威尔金矿的矿石中提取碳质物进行研究，发现天然碳质物主要是晶体石墨（六角形晶体石墨结构单元）到一些微小的半结晶石墨或非晶态碳，放大观察可见这些碳质物具有显著的孔隙结构，N₂吸附—解吸滞后曲线测定结果表明这些碳质物的总孔隙体积为76 mm³/g，主要为大孔隙.Miller et al.（2016）对一种工业活性炭和卡林型金矿中的碳质物进行了扫描电镜（SEM）观察，如图3所示.结果显示：工业活性炭具有均匀的大孔表面，而卡林型金矿中的碳质物也具有非晶态孔隙结构.工业活性炭表面的微孔直径大多在2~50 nm之间，比表面积通常可达500~1 500 m²/g，从矿石中分离出的碳质物碳含量为40%，比表面积相对较小，为42.7 m²/g. ...

... ；Miller et al.，2016）.由于碳质物的复杂性，通常以煤作为替代品进行研究，从而根据不同的煤级对其进行表征（Osseo-Asare et al.，1983；Owusu et al.，2021）.Santiago et al.（2019）以煤作为替代品进行了大量试验，发现碳质金矿中具有“劫金”作用的碳质物结构与成熟程度接近无烟煤（煤的成熟度由小至大依次为褐煤<亚烟煤<烟煤<无烟煤）.碳质物吸附能力的差异与碳质物的结构有关，表现出“劫金”活性的碳质物的结构与无烟煤相似. ...

Adsorption behaviors of Au（Ⅲ） onto humic acid extracted from gold ore：adsorptive kinetics，isotherm and mechanism

2021

... 金浸出过程较为复杂，浸出体系的温度、pH值、离子强度和离子浓度等均会对碳质物的“劫金”行为产生影响.Niu et al.（2021）研究了腐植酸吸附金的影响因素，研究表明腐植酸吸附金的过程符合伪二阶模型和Freundlich模型，温度和pH值会显著影响吸附过程.吸附速率随温度的升高而增大，温度升高有利于金的吸附，也可以提高含金物质从溶液向腐植酸的可移动性和转运能力，使得提取的腐植酸与含金物质频繁接触.这表明腐植酸吸附金是一种吸热过程和一种温度控制的化学吸附行为.但需要注意的是，温度过高（超过35 ℃）对吸附过程有不利影响，导致提取的腐植酸的吸附率降低.吸附体系的pH值会影响金种类的分布和腐植酸的吸附能力，吸附过程中溶液的pH值保持在酸性条件有利于吸附，这是由于碱性条件下腐植酸溶解会使得腐植酸表面的负电荷增加，从而对每种金产生排斥行为，造成金吸附量减少.更重要的是，腐植酸的溶解也会减少可用吸附位点的数量，破坏其化学结构.离子强度和离子浓度对腐植酸吸附其他金属离子的研究较多，但对吸附金的影响未见报道，这方面的内容有待进一步研究. ...

Carbonaceous matter in gold ores：Isolation，characterization and adsorption behaviour in aurocyanide solutions

1983

Reducing preg-robbing in carbonaceous gold ores using passivative or blanking agents

2021

Study on the dynamics of gold leaching with humic acid

1993

Study on the surface features of preg-robbing carbonaceous matter during oxidation treatment

2018

The characterization and behaviour of carbonaceous material in a refractory gold bearing ore

1999

... 前人利用X射线衍射未发现结晶碳（如：石墨碳），但在透射电子显微镜（TEM）下，观察到了大量的与活性炭电子衍射图一致的非晶结构的碳，且在光学显微镜下也观察到了已变质为石墨的碳，这些碳大多呈纤维条状（吴敏杰，1994）.还有一些研究发现，碳质物大多是具有活性炭型结构的芳香物质，其成熟程度与无烟煤相似（Sibrell，1991；Pyke et al.，1999）.随着研究的深入，元素碳的形态逐渐清晰，罗文杰等（2015）使用粒浮法提取元素碳，并利用扫描电子显微镜（SEM）观察，发现不同地质条件产生的元素碳的形态差异较大，主要有片层和致密块体2种，且孔隙结构特征差异也很明显. ...

Characterization of carbonaceous matter in high-sulfur carlin-type gold concentrate and its influence on gold recovery in bio-pretreatment product

2017

Preg-robbing phenomena in the cyanidation of sulphide gold ores

2000

Inhibition of the Preg-robbing Phenomenon in Gold Ores

2000

Reduction of preg-robbing activity of carbonaceous gold ores with the utilization of surface blinding additives

2019

The Characterization and Treatment of Carlin Trend Carbonaceous Gold Ores

1991

2019

... 为Au（I）在氧化矿/硅酸盐矿物和硫化矿/碳的吸附结果（Sitando et al.，2019），可以看出石英只吸附了1.7%的金，而针铁矿、高岭石和赤铁矿吸附了约18%的金，黄铁矿、黄铜矿等硫化物和碳质物具有高度“劫金”性，金可在半小时内被全部吸附.该研究表明，虽然矿石中能够“劫金”的物质种类较多，但在有碳质物存在的情况下，其他物质的“劫金”能力往往被忽略.目前对于该现象产生原因的研究较少，对其进一步研究有助于碳质金矿中金浸出环节机理的研究. ...

Characterization of goldstrike ore carbonaceous material.Part 2：Physical characteristics

2000

... 以上结果表明，天然碳质物有着与活性炭相似的孔隙结构，但其比表面积明显小于活性炭，这也是试验过程中其对金吸附能力远低于活性炭的原因.然而，即使天然碳质物的比表面积较小，但其金吸附容量常数为2 200 mg Au/kg（Stenebraten et al.，2000），对金的吸附仍旧很强烈. ...

The behaviour of carbonaceous matter in cyanide leaching of gold

2005

... 碳质物“劫金”的另一个原因可能与其对金的包覆作用有关.单独存在的碳质物“劫金”性能可能不高，但矿石中的碳质物“劫金”能力很强，这是由于在矿石细磨过程中碳质物包覆于金的表面，从而严重影响金的浸出.Tan et al.（2005）发现从斯塔威尔金矿石中提取的天然碳质物主要为结晶石墨，其比表面积仅为31.4 m²/g.在氰化物浓度为250 mg/L的溶液中显示出非常低的载金能力.但是，当碳质矿石与金箔（每片金箔Au含量为99.99%，表面积为20 mm²，厚度为0.2 mm）一起预磨时，碳质物会在金表面产生涂层，且对金的溶解有明显的不利影响.该研究还发现，在与金箔共同磨矿时，碳质物和非碳质硫化物矿物均可在金箔表面形成包覆层，在二者的共同作用下金的浸出动力学和回收率显著降低.该行为有可能是二者通过在研磨和混合过程中涂覆在矿物和金表面，这种情况会影响矿物和金表面的物理、化学和电化学性能. ...

... 前文中已经指出，磨矿过程中碳质物可以包覆在金箔的表面从而影响金的浸出.Tan et al.（2005）研究了磨矿细度对金浸出的影响规律，磨矿过程中碳质物的早期分离对金的浸出有明显的促进作用，在有关颗粒尺寸等因素的研究中发现，细磨会强化颗粒表面碳质物的包覆作用，增强碳质物“劫金”能力. ...

Gold losses from cyanide solutions part II：The influence of the carbonaceous materials present in the shale material

2000

Gold in disseminated carbonaceous ores

1988

... 碳质物“劫金”是黄金加工行业的难题.Jan et al.（1991）研究认为，具有高分散性和微细粒性质是碳质物在氰化过程中导致金损失的原因，碳质物粒度可小至0.002~0.005 μm（Vassiliou et al.，1988）.然而，随着研究的深入，学者们认为碳质物导致金损失的“劫金”机理可能有多种. ...

Adsorption of heavy metal ions onto humus

2003

The action of humic acid in the process of gold mineralization

1992

The organic geochemistry characteristics of Jinya gold deposit，Guangxi

2000

Cabnonaceous matter in carbonaceous gold ores：Its material composition and interaction with gold

1994

Research advancement of absorption property of humic acid and application of the metal complex

2007

Review of research on leaching process of carbonaceous refractory gold ore

2013

Adsorption and desorption of divalent mercury （Hg²⁺） on humic acids and fulvic acids extracted from typical soils in China

2009

... 有机质在贵金属元素成矿过程中有着重要作用，对贵金属元素的提取也有很大的影响.腐植酸是自然界中分布十分广泛的一种大分子有机质，其主要来源于水生物的降解和动植物的分解.王恩德等（1992）研究发现，在成矿过程中，金、银可与富啡酸（腐植酸的一种）结合形成牢固的化学键而成为腐植酸金螯合物，这种物质可在自然界中稳定存在.腐植酸具有活泼的官能团（-COOH、-OH等），可以通过多种方式吸附金属离子或矿粒表面活化点的金属，形成一些水溶性或水不溶性环状结构的络合物（徐启杰等，2007；Zhang et al.，2009），在金浸出过程中，这部分络合物中的金很难被浸出.腐植酸与金属离子或矿粒表面活化点的金属络合的反应式为 ...

Exploration and research review of carlin and carlin-like type gold deposits in Qinling Moutains orogenic belt

2013

Research progress and industrial application of pretreatment methods for refractory gold ores

2021

Application of active carbon adsorption methoel in treating industrial wastewater

2011

The development of pretreatment technology of carbonaceous gold ore

2017

Research on carbon-bearing gold ore treatment with microwave

2008

氯对活性炭吸附性能及孔隙结构的影响

2014

分子、离子对及离子状态在固液吸附中的作用浅析

2002

碳质金矿的矿物特征和提金工艺

2003

... 近年来，关于碳质金矿中碳质物组成已经得出了较为一致的观点，即碳质金矿中碳质物主要成分由元素碳、腐植酸和高分子烃类组成，后二者合称为有机碳.对碳质物进一步研究发现，元素碳作为碳质物“劫金”活动中最重要的组分之一，其主要有石墨、非晶无定型元素碳和晶体发育不良的假石墨（兼有非晶和石墨2种构造体系）3种结构形式（方兆珩，2003；刘倩，2016）；腐植酸根据其在酸和碱中的溶解度，一般可划分为胡敏酸（黑腐酸）、富啡酸（黄腐酸）和胡敏素（赵俊蔚等，2008）；高分子烃类基本不具有“劫金”能力，目前对其物质组分的研究很少. ...

金在气相中迁移与有机质演化生烃关系的实验研究

2004

黄孢原毛平革菌对卡林型金矿中碳质物和硫化物矿物预处理研究

2016

Phanerochaete chrysosporium降解碳质金矿中元素碳高关联度变量的筛选

2017

不同卡林型金矿中碳质物组成及对比分析

2015

腐植酸浸金动力学的研究

1993

高硫卡林型金精矿中碳质表征及其对生物预氧化提金的影响

2017

腐殖质对重金属离子的吸附作用

2003

... 王丹丽等（2003）研究了腐殖质对重金属离子的吸附作用，指出腐殖质分子在各个方向上的基团之间以氢键结合成网络，在分子表面形成许多孔状结构，从而提供了良好的吸附表面，成为吸附载体.腐殖质的这些特性使它们能与金属离子和金属水合氧化物发生广泛的反应，如离子交换、表面吸附、配位和螯合、凝结和胶溶等，因而在很大程度上控制了水体和土壤中微量元素和有毒物质的迁移、富集和沉积，这一结果表明腐植酸在金氰化浸出过程中的“劫金”行为还可能是由于其对已溶解的［Au（CN₂） ^- ］具有一定的络合作用.利用腐殖质来处理含重金属离子的污水就是其于腐殖质的这一特质. ...

腐植酸在金矿形成过程中的作用

1992

... 此外，早期有关腐植酸在金矿形成过程中的作用的研究发现，腐植酸的组分之一——胡敏酸（BEF法测定胡敏酸的表面积为337~340 m²/g），由于具有较大的比表面积，其对金银具有显著的吸附性（王恩德等，1992）.在含碳质金矿石氰化时加入胡敏酸，金的浸出率由95%降至21%，由此可见胡敏酸对金浸出的影响十分显著（张作金等，2017）.由于该研究是侧重于地质领域，在黄金加工领域对腐植酸的分离提取及不同腐植酸组分的“劫金”机理研究较少，这或许会为未来有机碳“劫金”机理的研究提供思路. ...

广西金牙金矿床的有机地球化学特征

2000

碳质金矿中碳质物的物质组成及其与金的相互作用

1994

腐植酸的吸附性能及其金属络合物的应用

2007

碳质难处理金矿浸出工艺研究进展

2013

... 2019年，我国黄金资源可控制的基础储量为2 000 t，位居世界第八，而黄金产量连续13年位居全球第一，在全球黄金生产加工业中占据着越来越重要的地位（张磊等，2021）.近年来，随着易处理金矿资源的枯竭，黄金开采方向逐渐转向难处理金矿资源.碳质金矿是世界上重要的难处理金矿资源之一，在我国黄金工业储量中，碳质金矿估计储量达4 000 t以上，约占我国金矿资源总储量的8%，占现行开采利用和已探明金矿储量的20%以上.随着黄金选别技术的不断发展，这一比例将会不断增加，因此，开发利用碳质金矿资源对提高我国黄金工业生产能力意义重大（许晓阳，2013；张复新等，2013）. ...

秦岭造山带卡林型—类卡林型金矿勘查与研究回顾

2013

难处理金矿预处理方法研究进展及工业应用

2021

活性炭吸附法在工业废水处理中的应用

2011

碳质金矿预处理技术研究进展

2017

... 碳质物的存在是导致金浸出率低下的主要原因，对碳质物及其“劫金”作用的清晰认知是预处理工艺研究的基础，通过系统总结国内外最新研究成果，有助于更加全面地了解碳质物的研究进展.然而，目前国内关于碳质金矿的综述性文章侧重于介绍碳质金矿预处理方法，缺乏对碳质物组成和“劫金”机理研究进展的系统梳理，而这部分内容是影响预处理工艺研究的重要因素，特别是湿法预处理工艺的研究（张作金等，2017）.鉴于此，本文从碳质金矿中碳质物的角度出发，对碳质物的物质组成、“劫金”机理及“劫金”能力影响因素等方面进行了论述，结合碳质金矿加工现状，为未来碳质物研究方向的确定提供了思路. ...

微波处理碳质金矿石技术研究

2008

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