金的火法冶炼

目前,国内黄金生产中采用的炼金方法有多种,但主要可分为两类,即湿法冶炼工艺和火法冶炼工艺。湿法冶炼工艺对环境友好,但流程长,较复杂,一般应用在大型黄金冶炼厂。而火法冶炼工艺成熟,应用灵活,适应性强。文中介绍的火法冶炼工艺是针对新疆阿勒泰地区各小型黄金生产企业产的待冶炼金泥等原料而研制的。多年的生产实践证明,该方法也适用处理各类中小型金矿氰化池浸产生的锌置换金泥、重选精矿等。该方法主要特点是容易掌握,简便实用,投资少,见效快,特别适用于中小型黄金生产企业。

1所用设备及化学试剂

1. 1坩埚炉

该方法主要设备是坩埚炉,其结构见图1。

1. 2试剂及作用

(1)硼砂:是流动性极大的酸性熔融剂,可降低炉渣熔点,是金属氧化物的良好熔剂。

(2)苏打:为碱性熔剂,能改善炉渣流动性,与酸性物质二氧化硅生成硅酸钠,与硫化物生成硫化钠或硫酸盐,可作为脱硫剂。

(3)玻璃碴:是较强的酸性熔融剂,与金属氧化物化合生成硅酸盐,是造渣的基础(注意避免过量,以免炉渣黏度过高,使金损失于炉渣中)。

(4)硝石:是强氧化剂,能氧化分解各类化合物。

(5)氯化钠:是一种覆盖剂,隔绝空气,洗涤坩锅四周,防止微细粒金附着坩锅四周而损失。

2炼金基本原理及注意事项

金泥和载金炭灰(载金炭焚烧后)含有许多杂质,它们大部分以氧化物状态存在,而金在任何温度下都不会被氧化,也不溶于单质酸中,当冶炼温度超过1 070℃时(银的熔点960℃) ,金开始熔化。当金泥中含有较多杂质时(如铅、锌、铜、铁、锡)容易生成合金,因此,在熔炼

金泥或载金炭灰时须按一定配比加入熔剂,以除去金银之外的金属和非金属杂质。在金冶炼过程中,造渣是熔炼的关键,它对冶炼技术及经济指标起决定作用。

(1) 造渣温度需控制在1 050℃～1 150℃。

(2) 炉渣应具有较小的黏度。黏度小,废渣与金银易分离, 回收率高,损耗小;反之,易导致金银回收率下降。

(3) 尽可能降低炉渣的相对密度,减少渣量,以提高金银的回收率,降低冶炼成本。

3金泥的预处理

金泥的预处理实质是初步除去杂质,硫化物氧化和氧化物转化为硫酸盐的过程,为下一步提炼金创造有利条件,提高金银成色,分离其他贱金属和非金属化合物。预处理过程: 将金泥置于容器中(搪瓷盆) ,加15%的稀硫酸文火煮1h, 冷却过滤, 烘干。含铜、锌高的金泥,可在稀硫酸介质中加入硝酸铵,加热至90℃～95℃, 固液比为1∶6, 煮沸1～2h, 使铜生成铜铵络合物进入溶液,过滤,留滤渣烘干后配辅料熔炼。当金泥含铅高时, 可在上述基础上用1 5%的NaOH溶液煮沸30min 脱铅,过滤烘干后,再加配料熔炼。

4熔炼过程

称重预处理后的原料,按表1配入辅料,装入石墨坩锅。坩锅入炉放置平稳,于底部放木炭粉末以防止炸裂和黏连。

炉膛缓慢加温,表面覆盖一层硼砂,升至1 050℃～1 250℃,坩锅中的物料出现熔融状,发生一系列化学反应,使铜、铅、锌、铁等杂质成为氧化物进入炉渣,金银开始形成合金下沉。保持冶炼造渣过程1h后,往坩锅中加入少许硼酸钠,用铬镍条(铁条或松木棒)插入坩锅搅拌,捞取浮渣,并迅速放入预先准备的盛有水的容器中,提起敲打,渣脱落,再加入少许硝石、硼酸钠、玻璃碴(2勺)于坩锅内, 反应后搅拌提渣,此时坩锅内的金银合金液体成亮珠状。再升温至1 300℃,冶炼10min后,提出坩锅,快速倒入模具中冷却。金锭脱模后,其表面常附着氧化物或残渣,可用小锤敲打,放入20%的硝酸或盐酸中煮沸0.5～1h,取出,用清水清洗擦干,使之光亮。

5硝酸分银法

如果金块中含银较多,可按金银1∶3比例加入白银于坩锅内升温,熔化后,倒入水中淬成粒状。加20%的硝酸煮沸1～2h溶解银,溶液反应完全后(无微细泡沫) ,将硝酸银溶液倒入食盐水中得到氯化银沉淀,滤出沉淀后用水合肼和氨水还原，制得四个九以上纯度的银粉, 可得含量大于99. 5%以上的银。其沉淀物洗涤烘干,于坩锅中加少许硼砂、硝石于1 250℃熔融,可提出999‰以上成色的金。

6结语

该炼金工艺经过多年生产应用实践证明,简便快速,损耗小,所用设施及化学试剂仅需要300～500元,投资少,金回收率高,对新疆阿勒泰地区各中小金矿企业所产的金泥、载金炭灰、金精矿等冶炼均适用。