浅谈我国黄金精炼技术与工艺

入还原剂选择性沉淀金 ,达到精炼金的目的 ,实现了 机械化和自动化控制 ,产品稳定达标 。
金化学溶解的传统方法是王水溶解法 ,这种最早 使用的溶解金方法一直为人们沿用至今 。该工艺在
生产过程中会产生大量的氮氧化物气体 ,污染环境 。 为了避免这一缺陷 ,也有用其它氧化剂的 ,最具代表 的是气态氯和氯酸盐 ,它们都是在酸性氯化体系中溶 解金 。其主要溶解金反应为 :
标 。化学法和电解法精炼工艺 ,因产品纯度高而稳 定 ,而被目前多数黄金生产企业所采用 。
3 金的主要精炼工艺及其特点
黄金精炼的目的就是除去杂质 ,提高金的纯度 , 获得符合各种不同要求的黄金产品 ,以满足市场交易 的要求 。其工艺主要有高温氯化工艺 、化学工艺和电 解工艺 。
企业在选择黄金精炼工艺时应对物料性质 、环保 要求 、操作成本 、生产周期 、产品质量要求等因素进行 综合考虑 。 3. 1 高温氯化精炼工艺
新鲜的电解液通过溶解金制得 ,造液有王水法和 电解法两种 。采用还原沉淀法回收废电解液中的金 。 如果来料中杂质含量高 ,电解液必须经常再生或预先 除去来料中过多的杂质 。
电解精炼金的原则工艺流程见图 2 。
图 1 氯化精炼工艺流程
3. 2 电解精炼工艺 电解精炼的原料一般要求金质量分数为 90 %以
为了尽快适应市场的变化 ,创造更多的经济效益 ,企 其成分差别也较大 。锌粉置换金泥的杂质含量较高 ,
业正积极酝酿对传统的冶炼工艺进行技术更新 ,采用 而电解金泥杂质则相对较低 。另外 ,还有汞金 、砂金
先进的黄金精炼技术 ,促进企业的产品升级 。因此 , 及重选获得的自然金 。几种不同工艺产出金泥的主
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Cu 、Ag 等) 与氯的化学亲和力不同 ,从而选择性地把 杂质氯化除去 ,使金得到提纯 。
氯化精炼在高温下 (1 150 ℃) 进行 ,氯气与金属 杂质发生如下化学反应 :
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
Zn + Cl2 ZnCl2 Pb + Cl2 PbCl2 Cu + 1/ 2Cl2 CuCl Ag + 1/ 2Cl2 AgCl 在1 150 ℃的高温下 ,生成的氯化物 ( FeCl3 、ZnCl2 、 PbCl2) 易气化而被除去 ,CuCl2 、AgCl 以熔体状态进入 浮渣与金分离 ,使金得到精炼 。该工艺对合金的成分 适应范围较宽 ,但其氯化过程的控制 (氯气用量 、时 间 、温度 、通气速度) 难以准确把握 ,产品质量难以稳 定达标 ;其次 ,氯化过程会有少量的金挥发 ,造成金的 损失 ;此外 ,金含量低的原料 ,应用该法很不经济 。 氯化精炼工艺流程见图 1 。
随着电解过程的进行 ,各种比金负电性低的杂质 元素也都随电化学反应溶解进入溶液 ,但其浓度很 低 ,不会在阴极析出 。阳极中有害的杂质是银和铜 , 如含银量过高电化学溶解后形成的氯化银会附着在 阳极表面 ,造成阳极钝化 ,当阳极含银超过 6 %时更 为严重 。为消除这一影响 ,在金电解精炼时 ,往电解 槽中输入直流电的同时 ,也输入交流电 ,形成非对称 性的脉动电流 ,以消除银的影响 。铜含量过高 ,会在 阴极析出影响电解金质量 ,因此阳极中含铜不应超过 2 %。
2. 36
0. 86
18. 23
8. 52
36. 52
12. 85
1. 19
3. 48
5. 83
0. 5～10
金精矿氰化 17. 96
3. 57
8. 57
7. 63
42. 26
0. 45
0. 50
0. 43
0. 11
4. 15
4. 49
21. 65
9. 01
35. 0
1. 21
2. 91
3. 46
0. 28
Au + HNO3 + 3HCl AuCl3 + NO + 2H2O
2Au + ClO3 - + 6H + + 7Cl -
2AuCl4 - + 3H2O
长春黄金研究院近年来研究的氯氨净化全湿法
黄金精炼工艺即属于此类技术 。该工艺除了具有投
资少 、生产周期短 、易于操作 、金产品稳定达标等优点
外 ,还克服了其它溶金工艺环境污染严重的缺点 ,因 而先后被许多黄金生产厂家所采用 。目前 ,该工艺已 在我国山东 、辽宁 、吉林 、黑龙江 、河南 、陕西省等十几
黄金精炼技术的研究和开发应用日益为黄金生产企 要成分见表 1 。
表 1 不同生产工艺产出的金泥主要成分
%
工艺类型
Au
Ag
Cu
Pb
Zn
Fe
S
SiO2
CaO
金品位波动范围
原矿氰化
3. 91
0. 24
2. 51
18. 36
40. 5
0. 18
3. 96
5. 21
9. 57
4 黄金精炼工艺的比较
各种精炼工艺的分析比较见表 3 。
5 研究方向
我国的黄金精炼技术在近几年得到了快速发展 , 但仍存在一些不尽人意的缺憾 ,如试剂多为强酸 、强 碱 ,毒性较强 ,加之反应剧烈 ,操作上存在着安全隐患 ;
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高温氯化精炼工艺是在冶炼炉内熔化粗金 ,然后 向焙烧体内通入氯气 ,由于各种金属杂质 ( Fe 、Zn 、Pb 、
收稿日期 :2003 - 04 - 08 作者简介 :秦晓鹏 (1966 - ) ,男 ,工程师 ,从事黄金选矿及冶炼技术研究工作 ;长春市南湖大路 6760 ,130012
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卷· 黄GO L金D
第 2003
8期 年8月
浅谈我国黄金精炼技术与工艺
秦晓鹏1 ,胡春融1 ,董德喜1 ,赵俊蔚1 ,薛长山2
(1. 长春黄金研究院 ;2. 黑龙江乌拉嗄金矿)
摘要 :介绍了国内黄金精炼技术与工艺现状 ,对黄金主要精炼方法进行了评价和比较 ,探讨了 黄金精炼工艺的研究发展方向 。
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黄 金
后回收溶液中的银及有价金属 。
硫酸分离适合处理含 Pb 较低的物料 ,而硝酸分 离法溶解速度快 ,故被广泛采用 。目前 ,我国还有很 多企业在应用这一方法生产黄金 。
该法虽能有效地处理各种含金物料 (金泥) ,但其 操作环境十分恶劣 ,安全条件差 ,基本上是半机械化
和手工操作 ,极易造成金属流失 ,金的成色因其操作
的金产品 。 化学法精炼黄金的原则工艺流程见图 3 。
图 3 化学法精炼黄金原则工艺流程
3. 3. 2. 2 溶剂萃取工艺 在浸金的氯化物溶液中 ,金以 AuCl4 - 的形式存
在 ,这种单电荷络合物阴离子很容易被某种萃取剂 , 如酮 、醇 、磷酸三丁酯和胺从含金溶液中萃取 。
溶剂萃取的实质是将金从氯化溶液中单纯萃取 分离出来 ,再经反萃稀释 ,酸化还原沉淀金 。一般在 小规模的生产中和制备高纯金 (99. 999 %) 时采用该 工艺 。
体系中会放出不同的气体 。如王水溶解产生大量的
含氮氧化物烟雾 ,氯化浸出会逸出氯气 。因此 ,需要 对气体收集 、净化处理 。
金的沉淀可选用不同的还原剂从浸金溶液中沉
淀金 ,如亚硫酸盐 、二氧化硫 、硫酸亚铁 、氯化亚锡 、草 酸等 。还原产生的金多呈砂状和海绵状 。金粉经净
化 、干燥处理后铸锭 ,得到符合各种质量和规格要求
个黄金企业实现了工业化生产 。从这几年企业反馈
的信息来看 ,该工艺的产品稳定 、达标 。 在金的化学溶解中应注意的问题 :
(1) 为了快速溶解金 ,原料要有大的表面积 ,呈高 度分散状态 。
(2) 物料含银量要低 ,高银物料 (银质量分数大于
8 %) 易生成附着的氯化银 ,造成金的溶解困难 。 (3) 由于反应温度 、加入试剂的种类等因素不同 ,
水平不同而差异很大 ,很难稳定达标 ,要获得99. 95 % 以上的金产品 ,该法不易达到 。 3. 3. 2 化学溶金还原工艺
化学溶金还原工艺根据还原金的方法又可分为
化学溶解沉淀工艺及溶剂萃取工艺 。
3. 3. 2. 1 化学溶解沉淀工艺 化学溶解沉淀工艺为化学精炼黄金的精典工艺 。
该工艺的技术路线是采用溶金试剂将金溶解 ,然后加Fra Baidu bibliotek
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该法要求合金中的金质量分数不大于 30 %。将 合金水淬成颗粒状 、片状或碾压成薄片 ,在耐酸的容 器中 ,加入硝酸或浓硫酸进行加温 , 反复浸出洗涤 3～4 次 ,最后得到的金粉经洗涤烘干 , 配入熔剂冶 炼 ,以获得金产品 。该法产品纯度多在 99 %左右 ,最
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关键词 :黄金精炼工艺 ;技术 ;金属回收率
中图分类号 :TF114 文献标识码 :A 文章编号 :1001 - 1277 (2003) 08 - 0034 - 04
1 引 言
业所重视 。
随着黄金工业的快速发展 ,国家黄金经济政策的 2 黄金冶炼的物料性质及主要工艺
调整 ,我国黄金市场已经开放 ,黄金作为一种特殊商
上的粗金 ,以粗金铸成阳极 ,以纯金片作阴极 ,以氯金 酸水溶液及游离盐酸作电解液 。
在金电解精炼过程中 ,金从阳极溶解形成 Au3 + 离子 ,移向阴极放电析出沉积在阴极上 。当达到一定 程度将阴极取出净化处理铸锭 ,其金纯度在99. 99 % 以上 。
图 2 金电解原则工艺流程
3. 3 化学精炼工艺 化学精炼工艺目前有 2 种技术路线 ,一种是化学
黄金冶炼处理的物料主要有全泥氰化 (包括金精
品已进入流通领域 ,初步实现了市场交易 。对于大多 矿氰化) 的锌粉置换金泥和采用炭浆法生产的电解金
数黄金生产企业而言 ,随之而来的问题是传统的冶炼 泥 。金泥的化学成分因原矿的性质及工艺参数的差
工艺生产的黄金产品纯度已不能满足交易的要求 。 异而有所变化 ,即使是相同的提金工艺产出的金泥 ,
炭浆法
31. 19
3. 36
0. 08
0. 003
45. 56
重选金
5～20
25～50 30～50
由表 1 可看出几种金泥的金和杂质含量波动较 大 ,为此 ,黄金冶炼处理这些成分复杂的金泥采用的 工艺也不尽相同 ,主要有以下几种工艺 :
(1) 金泥直接冶炼 、泼珠 、硝酸分金银工艺 ; (2) 金泥酸碱除杂 、冶炼工艺 ; (3) 金泥冶炼 、高温氯化精炼工艺 ; (4) 金泥冶炼 、电解精炼工艺 ; (5) 化学全湿法精炼工艺 。 上述前 2 种处理工艺各具特点 ,体现在除杂工艺 因金泥性质的不同而略有差异 ,但都能有效地处理金 泥 ,只是产出的黄金产品纯度低 , 达不到国家规定 Au - 1 ,Au - 2 标准 ,无法适应黄金市场的交易要求 。 后 3 种工艺为黄金精炼的主要方法 。高温氯化精炼 工艺的产品纯度波动在 95. 0 %～99. 0 % ,很难稳定达
英国的 Actom 的 Incopgm 精炼厂和加拿大国际镍 业公司阿克统精炼厂已将溶剂萃取工艺用于生产中 。 国内也有极少数的企业采用了该工艺 。如广东某金 矿采用该工艺精炼黄金 ,生产出 Au - 1 。
该工艺过程繁杂 、冗长 ,相对增加了生产成本 ;有 的萃取剂沸点 、闪点低 、易燃 ,给车间的安全生产带来 影响 ;萃取剂在溶液中溶解度高 ,需要对工艺液流进 行反萃回收溶解的萃取剂 ;萃取过程不能使有机相超 负载 ,否则会发生相的逆转 ;试剂消耗较大 ,特别是酸 和有机试剂消耗很大 。
法溶解杂质 ,金不被溶解 ,如硝酸除杂法 、硫酸除杂法 等 ;另一种就是化学法溶解金 ,然后选择性沉淀金 ,如 溶解沉淀工艺 、溶剂萃取工艺 。 3. 3. 1 硝酸 (硫酸) 除杂工艺
该法的技术路线是利用合质金中的贱金属杂质 与硝酸 、浓硫酸反应 ,形成可溶性硝酸盐及硫酸盐而 被除去 ,而金不溶 ,从而达到提纯金的目的 。