目前,黄金的提取仍以氰化法为主,但氰化物的剧毒性给黄金生产企业带来了巨大的环保压力。碱性含硫试剂被认为是一类最具希望替代氰化物的环保型浸金药剂,它可通过将单质硫溶于碱性溶液来制备。针对传统氰化浸金工艺环境污染严重的问题,本文提出了利用载金硫化物微波热分解过程中生成的单质硫来实现非氰自浸金的新思路。考察了载金硫化物释放单质硫的热力学条件和黄铁矿原位加热过程中物相转变的基本规律,深入研究了微波作用下载金硫化物热分解过程中单质硫的释放规律与生成机理,探讨了微波辐射对黄铁矿热分解过程中硫元素转化的促进作用机理;利用耗散型石英晶体微天平原位研究了热分解生成的单质硫在碱性溶液中浸金的作用机制,完善了金精矿微波热分解-自浸出的基础理论体系。主要研究结论如下:载金硫化物热分解过程中生成的单质硫主要来源于黄铁矿。在氮气气氛下,黄铁矿原位加热过程中的相变温度区间为500~600℃,提高温度对黄铁矿中S-S键伸缩振动的影响更为显著。随着温度的升高,黄铁矿晶格发生线性热膨胀,平均体膨胀系数为5.64×10-3 K-1,热分解生成的磁黄铁矿沿着z轴方向的热膨胀明显更快。高硫金精矿的微波吸收性能随着温度的不断升高先增强后减弱,在频率为2.45 GHz的室温下物料复介电常数的虚部值为9.99,当温度达到700℃时,虚部值增大为原来的4.76倍,继续升温至900℃时,虚部值反而减小为27.76,但仍然高于500℃时复介电常数的虚部值11.40。在微波辐射温度为450℃时,黄铁矿热分解产物中已经有磁黄铁矿产生,温度达到900℃时的硫元素转化率为46%。黄铁矿微波热分解过程中生成了不同晶体结构的磁黄铁矿相,矿物晶体由等轴晶系逐渐转变为六方晶系;硫元素化学形态首先从黄铁矿中的S22-向Sn2-转化,随着温度的升高Sn2-将进一步转化为S2-,该过程中Sn2-的出现表明样品中存在S0。在微波辐射作用下,高硫金精矿中的黄铁矿热分解后颗粒内部产生大量空洞和孔道结构,生成了纳米级磁黄铁矿多晶聚合体,晶体结构的对称性降低;在700℃下保温30 min后,物料孔隙率从32.9%增大到48.9%,总孔面积增大为原来的2.16倍,这使得原本被硫化矿物包裹的金裸露出来,增加了金与浸出试剂的接触机会。通过对比研究发现,微波辐射加热降低了黄铁矿热分解过程中的物相转变温度,促进了黄铁矿热分解过程中硫的形态转化,使黄铁矿热分解反应活化能降低了 27.14 kJ·mol-1,提高了单质硫的生成量。黄铁矿在热分解过程中Fe-S键更容易发生断裂,但在高温下S-S键也会出现断裂,[FeS6]八面体随着温度的升高逐渐解体,释放出气态的单质硫。外加电场使黄铁矿晶格中原子电子云发生微小位移,削弱了原子间的相互作用力,而且外加磁场对黄铁矿热分解的化学反应也具有促进作用。利用载金硫化物微波热分解过程中生成的单质硫在碱性溶液中浸出其自身热分解产物中的金,浸出率可以达到90%以上。借助耗散型石英晶体微天平原位研究了单质硫在碱性溶液中浸金的作用机制,发现微波热分解过程中生成的单质硫与升华硫在碱性溶液中的浸金性能几乎相同,金的溶出速率分别为0.59ng·cm-2·s-1和0.68 ng·cm-2·s-1;铜氨络离子可以消除含硫浸金试剂在金表面的吸附过程,从而显著提高金的溶出速率。单质硫在碱性溶液中溶解后形成的含硫组分在金表面发生粘弹性吸附,浓度越高吸附层的柔性越强,金表面钝化越严重,在金与浸出溶液界面发生含硫试剂的浸金反应生成了Au-S配合物并溶出。