一、混汞的理論基礎
混汞提金雖具有悠久的歷史，但對混汞提金理論的系統(tǒng)研究工作，只是近幾十年才取得較大進展。混汞法提金是基于液態(tài)金屬汞對礦漿中金粒的選擇性潤濕（捕集），從而使之與其它金屬礦物和脈石分離，隨后汞向被捕集的金粒中擴散而生成汞齊（合金）。接著于蒸汞器中蒸餾汞齊，使汞從汞齊中揮發(fā)分離而獲得金。
混汞過程中，汞表面與礦漿中金粒表面的接觸是在水介質(zhì)中進行的。當金與汞接觸時，它們之間形成的新接觸面就代替了原來金與水和汞與水的接觸面，從而使相系的表面能降低，并破壞了妨礙汞表面與金粒表面接觸的水化層。此時，汞沿著金粒表面迅速擴散，并促使相界面上的表面能降低。隨著汞向金粒內(nèi)部的擴散，即形成汞金化合物（汞齊），并同時放出熱量。這種放熱反應是由于原子間力的作用結(jié)果。
汞之所以能選擇性地潤濕金并向金粒內(nèi)部擴散，就在于金粒表面具有的氧化膜##薄這一性質(zhì)。眾所周知，一般金屬表面和空氣接觸，就會被氧化而生成氧化膜。但金與其他賤金屬比，氧化速度##慢，生成的氧化膜也##薄。這是金易為汞潤濕并汞齊化的根本原因。除金外，銀、銅、鋅、錫和鎘等也能與汞結(jié)合成汞齊，甚至鉑也能在鋅或鈉參與下生成鉑汞齊。但銀和鉑等的表面能形成一層致密、堅硬的氧化膜，汞齊化比較困難。其他賤金屬則因表面上的氧化膜很難除掉，而不能直接形成汞齊。
二、汞齊的形成、性質(zhì)和結(jié)構(gòu)
在生產(chǎn)過程中，金和其他礦物以顆粒狀與汞接觸。此時，其他礦物不被汞捕集而隨礦漿流止，金粒則被汞潤濕而捕集（圖1），并向金粒內(nèi)部擴散。汞向金粒中擴散的過程，是先于金粒表面生成AuHg2，再逐漸向金粒深部擴散生成Au2Hg，直到生成Au3Hg的固溶體（圖2）。在經(jīng)混汞處理過的粗粒金的中心通常還殘留著沒有與汞形成汞齊的金。金粒必須同汞接觸約1.5～2h后才能##汞齊化，所以在混汞作業(yè)時間內(nèi)只有細粒金達到##汞齊化。
但在混汞實踐中，金與汞是不可能達到平衡的。因為汞膏常常是由表面覆蓋汞的金粒、汞金化合物和含少量金的（包括過剩的）液態(tài)汞組成。生成的汞齊為銀白色的糊狀混合物，它由化合物和固溶體組成，性質(zhì)與一般合金相同。汞齊含金小于10%的為液態(tài)，而含金達12.5%的為致密體。當將汞齊加熱至400℃時，汞即升華呈元素狀態(tài)由汞齊中分離出來。且汞齊易在低于熔點的溫度下分解而析出過量的汞。
工業(yè)生產(chǎn)中所刮取的汞膏，經(jīng)清水洗凈并壓榨出多余的汞，而獲得致密的固體汞膏。固體汞膏含金量與壓榨力大小和壓濾布稀密有關，通常極接近AuHg2組成的含量（32.95%Au）。且混汞金粒的粗細還會直接影響汞膏的含金量。粗粒金混汞時，因金粒中心汞齊化不##，汞膏含金可達40%～50%。細粒金混汞時，金粒的汞齊化##，且表面積大。附著的汞多，汞膏含金常只有20%～25%。
汞膏中除金和汞外，還含有其他金屬礦物、石英或脈石碎屑。這些物質(zhì)多為機械混入物，而不屬于汞的化合物。但汞膏中所含的少量銀和銅等金屬，則是由于這些金屬部分被汞齊化的結(jié)果。
三、影響混汞的因素
混汞過程中，汞對金的潤濕作用受金的粒度和單體解離程度、金與汞的成分、礦漿介質(zhì)酸堿度、礦漿濃度和溫度、礦物成分，以及混汞工藝配置、設備和操作條件等因素影響。主要影響因素有：
（一）金的粒度和單體解離程度。金粒的大小、形狀、結(jié)構(gòu)、連生體對混汞效果的影響，主要決定于金粒從包裹它的礦物中解離的程度，即磨礦（對砂礦即為擦洗、散碎作業(yè)）粒度?；旃ㄗ鳂I(yè)的顯著特點之一，是采用較高的礦漿濃度和較大的磨礦排礦粒度。一般來說，適于混汞的金粒在－l～＋0.1mm之間。前蘇聯(lián)伊爾庫茨克研究所對砂礦重選精礦的混汞試驗結(jié)果如圖4。我國某礦在磨礦循環(huán)中，把混汞板混汞磨礦##粒度0.15mm作為金粒不過磨的標志。在這個粒度范圍內(nèi)解離的金粒能立即混汞，回收率可達77%～78. 8%。由此可知，在完善的混汞作業(yè)條件下，混汞效果在這一方面主要決定于自然金的單體解離程度。當金粒細小而又為礦泥或被膜覆蓋時，混汞效果不好。在礦漿濃度大的條件下排礦時，0.03mm以下的微細金粒易隨礦漿流失，而不易與汞板上的汞形成汞齊，使回收率下降。
（二）金粒的成分。在所有金礦床中，砂金的成色高于脈金的成色。而脈金中，氧化帶礦石中金的成色又高于原生帶礦石中金的成色。在自然金中，除金外主要的組分是銀。銀在自然金中含量的多少，決定著自然金的顏色、比重和它對可見光的反射能力。此外，自然金中尚含有銅、鎳、鐵、鋅、鉛等雜質(zhì)。在混汞實踐中，“純”金##易混汞，重金屬雜質(zhì)含量過多會影響汞金的質(zhì)量，且降低混汞效果。當金粒與黃鐵礦、脈石等成連生體時，則需經(jīng)長時間才能捕收于汞板的末端。
金粒的表面可能為不同的薄膜所覆蓋，薄膜的厚度從小于lμm～100μm。形成這種薄膜的物質(zhì)包括磨礦過程中從外面帶入和機械粘附在金粒上的物質(zhì)、鐵磨損后生成的氧化鐵、金礦物的組分和雜質(zhì)反應生成的物質(zhì)和作業(yè)機械上油質(zhì)造成的玷污物等。這些薄膜通常應在磨礦期間或混汞以前予以清除，其辦法是加入石灰、氰化物、氯化銨、重鉻酸鹽、高錳酸鹽、堿或氧化鉛等藥劑。
（三）汞的成分。使用含有金、銀及少量重金屬（銅、鉛、鋅均小于0.1%）的汞比使用純汞的效果好。在稀硫酸介質(zhì)中使用鋅汞齊時，不但可捕收金，而且還可以捕收鉑。但當重金屬雜質(zhì)在汞中含量過多時，就會在汞的表面濃集而大大降低汞的表面張力，使汞對金的潤濕能力降低。如汞中含銅1%時，汞在金上的擴散過程為30～60min；當含銅達5%時，擴散過程就需要2～3h。汞中含鋅0.1%～5.0%，就不會潤濕金，更不會往金粒中擴散。含鋅少于0.05%的汞對金的潤濕性能好。汞中混入大量銅或鐵時，會使汞齊變硬發(fā)脆，繼而粉化。故在磨礦時混入大量鐵屑，或礦石中含有易氧化的硫化礦物，或汞與礦石表面的強烈機械作用，或礦漿中產(chǎn)生的重金屬離子，都會引起混汞過程中汞的粉化。汞中含有金、銀，可以加速汞對金的潤濕過程。當金、銀含量達0.17%時，汞對金的潤濕能力可提高70%；當金、銀含量達5%時，可提高兩倍。
汞的表面會被油質(zhì)、粘土、滑石、石墨、砷化物、若干硫化物和銻、銅、錫等金屬以及分解生成的有機質(zhì)、可溶鐵、硫酸銅等物質(zhì)所污染。
汞被污染是由于作業(yè)過程中有害雜質(zhì)或生成的化合物在汞珠表面生成一層極薄的膜，它遍布在汞珠上形同一層屏障，使汞與金不能直接接觸。且污染膜對汞有一定的吸附力，它不斷在汞珠表面游動，但不易脫離開。致使汞珠在運動中不斷被分割、包圍而逐漸變小，終至粉化。嚴重時會隨礦漿流走##，喪失捕金能力。但汞的污染在大多數(shù)礦山一般均較輕，粉化不會很明顯，對金的捕收仍然有效。但也有少數(shù)礦山，礦石中含有一些非化學計算量的黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦等礦物，這些礦物成分中的少部分硫在晶格中很不穩(wěn)定，隨時會游離出來并氧化成單質(zhì)硫?；旃兴鼤c汞作用在汞的表面生成硫化汞。這種污染一般很難克服，除非在混汞前先經(jīng)預先處理除去單質(zhì)硫。銻和砷的硫化礦物也能與汞生成銻汞、砷汞化合物，而污染汞的表面造成粉化。鐵進入汞中會在汞表面生成灰黑色薄膜，把汞分隔成大量微細小球。采用早期的鈉汞齊法或蒸餾凈化法都能有效地防止汞的硬脆和粉化。
汞粉化的另一原因是由于汞被過磨所引起的，這時汞為水膜包裹而呈微細小球。
（四）礦漿溫度。汞在常溫下呈液態(tài)，它的熔點為－38.89℃，沸點為357.25℃。礦漿溫度過低時，汞的粘性大，對金的潤濕性差。隨著溫度的上升，汞的活性增強，對混汞作業(yè)有利。但溫度過高時，汞的流動性增強而會導致部分汞金隨礦漿流失。某廠發(fā)現(xiàn)，混汞板上汞金的回收率以2、3、4、11月份##，可達23%；冬季（12～1月份）降低1%；夏季（6～9月份）降低4%左右。礦漿在10℃時，汞的蒸發(fā)率為1.43mg∕（m2·min）；當?shù)V漿溫度在10～40℃范圍內(nèi)變化時，溫度每增加10℃，汞的蒸發(fā)量約增加1.2～1.5倍。
（五）礦漿濃度。在溢流外混汞中，礦漿中含固體物料的濃度一般不應大于10%～25%，磨礦循環(huán)中板混汞以50%左右的濃度為好，以##金粒有足夠的沉降速度。因外混汞是依靠礦漿在槽內(nèi)流動的作用，借助密度的差異使金粒分層，促使自然金粒與混汞板面上的汞有機會充分接觸，以達到捕收金的目的。某礦的磨礦循環(huán)中板混汞經(jīng)多年實踐證明，他們采用50%的礦漿濃度和0.15mm的磨礦##粒度，獲得了##的回收率。而內(nèi)混汞則是在碎礦設備中借自然金粒解離時金粒表面暴露的瞬間被汞捕集的。如在磨礦機中混汞，主要是考慮磨礦效率。因礦漿濃度在60%～80%時磨礦效率較高，故在此條件下混汞。當在搗礦機、輾盤機及混汞筒中進行內(nèi)混汞時，礦漿濃度以30%～50%較合適。但內(nèi)混汞作業(yè)結(jié)束后，為把礦漿中分散的汞齊和汞聚集起來以便回收，此時應把礦漿稀釋到較低濃度。
（六）礦漿的酸堿度。在酸性介質(zhì)或氰化液中（NaCN濃度0.05%）混汞的作業(yè)效果較好，尤以處理性質(zhì)復雜、有害雜質(zhì)較多的礦石更為有效。因為在混汞過程中，金粒和汞的表面所生成的氧化物薄膜，能被酸或氰化物所溶解。圖5所示為前蘇聯(lián)某砂金礦床的金在不同介質(zhì)中的混汞效率。
堿的存在能使可溶性鹽類沉淀和消除油質(zhì)的影響。如在磨礦時，由于硫化物的氧化及電化反應（內(nèi)混汞時）而產(chǎn)生可溶性鹽類，使汞被賤金屬鹽類所覆蓋；加之，磨礦時混入的油質(zhì)（機械潤滑油），都會影響混汞過程的正常進行。采用在堿性介質(zhì)中混汞就能消除這些不利影響。使用石灰作調(diào)整劑，能中和礦酸，減少可溶性鹽類，防止硫化物的影響，減輕機油的危害，并能使極細粒的礦泥凝集，減小介質(zhì)的粘度等。但過量的石灰能抑制含金黃鐵礦并降低汞化速度。通常的石灰添加量為混汞精礦量的4%～5%。
（七）汞板性質(zhì)及作業(yè)坡度?；旃逋ǔ２捎缅冦y紫銅板，也有用純銀板的。后者的投資費用較高，板面過于平滑，捕金效果不夠理想；而前者投資費小，且板面較為粗糙，可增強吸汞能力，對選金有利。
汞板的坡度過大，礦漿流速快，金粒與汞板接觸機會少，容易流失。坡度過小，礦砂易在汞板上堆積，金粒不易與汞板接觸，也會減弱甚至失去捕金的作用。某礦所選定的適宜汞板坡度為8度。
（八）添汞量及次數(shù)。汞的漆加量和添加次數(shù)是影響選金效果的因素之一。往汞板上添汞應均勻、適量。夏天汞的流動性大，應勤加少加。冬天一般每隔2～4h加##，井應適當多加。每噸礦石的加汞量隨礦石含金多少而定。刮汞金次數(shù)亦視礦石含金多少或增或減。當?shù)V石含金少時，由于在同一時間內(nèi)汞板上的汞齊薄，可每隔24h刮金##，這有利于汞金膜的形成，提高金的再捕收，延長汞板的純作業(yè)時間。當?shù)V石含金多時，則可每班刮金##。
（九）水。所用的水應當不含酸、重金屬硫酸鹽離子和有機質(zhì)。為了凈化水，在某些情況下可往水中加入石灰或其他藥劑進行預先處理，使上述有害物質(zhì)隨添加劑一起沉淀，以獲得較好的效果。