氰化金泥中金银湿法冶炼的研究

氰化金泥中金银湿法冶炼的研究

曲发科 张之明 石宝兴

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1.摘 要

金银的冶炼工艺方法主要有：矿石的全泥氰化浸出、精矿氰化浸出，以及直接火法冶炼等工艺。开展氰化金泥中金银的全湿法冶炼研究，提高金银精炼的直接回收率，以及金银的成品纯度。

关键词：氰化金泥；控电氯化；控电还原；湿法冶炼

2. 氰化金泥及其组成

2.1氰化金泥

氰化金泥是氰化法提金过程中，用锌（一般是锌粉或锌丝）从含金贵液中置换得到的一种富金银半产品。

由于各矿山的矿石性质的差别以及氰化工艺过程的不同，氰化金泥的组成变化很大。有的矿山生产的氰化金泥中金、银的含量高达20%、15%以上，而有的矿山生产的氰化金银的含量仅为2.5%-3.0%、3.2%3.6%。

2.2金银性质

我们研究的氰化金泥全湿法冶炼，是从氰化金泥中提取金银等贵金属，对金银的性质作以简单介绍。

2.2.1金的性质

（1）物理化学性质

金在化学周期表中的原子序为79，原子量为197。

金的密度为19.32g/cm3。金的熔点为1063℃，沸点为2808℃。

（2）化学性质

金的化学性质非常稳定。金在低温和高温时都不会被氧直接氧化。常温，金在单独的无机酸（HCl、HNO3、H2SO4)均不起作用。

2.2.2银的性质

（1）物理性质

银在化学周期表中的原子序为47，原子量为107。

银的密度为10.5g/cm3，熔点为960.5℃，沸点为1955℃。

（2）化学性质

银的化学性质较稳定。在高温时能够被直接氧化。银易溶于硝酸及浓硫酸。盐酸、稀硫酸以及热碱对银也有腐蚀作用。

3. 氰化金泥全湿法冶的影响因素

全湿法冶炼之控电氯化冶炼方法其难点，在于氰化金泥中金在盐酸介质中的氧化电位，以及氯化液中Au3+置换为Au0的还原电位的控制。

金、银、铜、铁、铅、锌在盐酸溶液中的氧化电位分别为1.0V、0.80V、0.34V、-0.44V、-0.13V和-0.76V。由此，把溶液体系中的氧化电位控制在0.34V以上，0.40V以下，那么，包括铜在内控贱金属就会全部溶解，而金和银基本不溶解。

3.1控电氯化

全湿法冶炼工艺流程为：金泥除杂-过滤洗涤-金氯化溶解-过滤洗涤-氯化液中金还原-海绵金酸洗-氯化渣洗涤-氨水浸银-金银熔炼铸锭。

氰化金泥中金的氯化溶解。控制氰化金泥质量浓度为液固比10:11，在浓度为5M的HCl介质中，控制溶液体系温度为80-90℃，以NaClO3为氧化剂，实现金的氯化溶解。其反应化学式如：

2Au+8HCl+NaClO3=2HAuCl4+NaCl+3H2O

6Ag+6HCl+NaClO3=6AgCl↓+NaCl+3H2O

同样在HCl介质中，添加NaClO3控制电位，使Zn、Pb、Cu等贱金属溶解除去。其反应化学式如下：

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑

3Cu+NaClO3+6HCl=3CuCl2+NaCl+3H2O

3Pb+NaClO3+6HCl=3PbCl2+NaCl+3H2O

3.2控电还原

氯化液中的HAuCl4是采用SO2还原剂控电还原的方法，还原HAuCl4中的Au得到单质海绵金。其反应化学式，如下：

2AuCl4-+3SO2+6H2O=8Cl-+12H++2Au+3SO42-

2HAuCl4+3SO2+6H2O=8HCl+2Au+3H2SO4

具体方法是：向氯化液中通入SO2，氯化液从高电位降为低电位，Au3+得到还原。电位的高低是通过控制SO2的通入量而实现的。

4. 研究方法及其可行性

氰化金泥控电氯化全湿法冶炼按其介质不同一般可分为HCl介质与H2SO4介质两种方法。我们课题研究的是HCl以为介质的控电氯化湿法冶炼。

4.1研究方法

4.1.1控电氯化的基本原理

氰化金泥控电氯化全湿法冶炼工艺是控制金泥在氯化过程中的氧化还原-电位来实现金银与贱金属的分离[1]。其原理是利用不同金属在同一介质或同一金属在不同介质体系中氧化还原电位的差异进行分离的。

4.1.2氰化金泥氯化除杂

在HCl介质中，除去氰化金泥中Pb、Zn、Cu等贱金属，需要控制氰化金泥的调浆浓度、温度及Cl-浓度。

4.1.3氰化金泥氯化溶金

将氯化除杂试验所得到的氯化渣水洗涤后调浆，固液比为10:1，在5M浓度的H Cl介质中，保持温度为70℃-75℃，开始加入NaClO3溶解金。

盐酸体系中，金的溶解反应分两步进行：

NaClO3+6HCl=NaCl+3H2O+3Cl2

2Au+3Cl2+2HCl=2HAuCl4

总反应式：

2Au+8HCl+NaClO3=2HAuCl4+NaCl+3H2O

氰化金泥氯化溶解金反应温度是80-90℃，但是，在实际生产过程中必须注意，氰化金泥中的金的氯化反应是一个放热反应。

4.1.4氯化液金还原

将氯化金溶液升温至90℃-95℃，并持续0.5h，驱赶分金体系内的Cl，降低还原过程中还原剂的用量。当温度降至80℃-85℃，向溶液体系中通入还原剂SO

2，通过观察溶液体系还电位，控制SO2的通入量。

4.2控电氯化全湿法冶炼的可行性

氰化金泥控电氯化全湿法冶炼，有效地进行了金银与贱金属的分离，海绵金中的杂质含量少，成品金成色高，具有较高的可行性。

氰化金泥控电氯化全湿法冶炼主要工艺技术条件：

4.2.1控电氯化除杂

（1）液固比：10:1

（2）盐酸浓度：4-5M HCl

（3）反应温度：80-90℃，在实际生产操作时，控制温度于75℃时，即可添加氯酸钠氧化剂。

（4）控制电位：400mV±5mV

（5）反应时间：7-9h

4.2.2控电氯化溶金

（1）液固比：10:1

（2）盐酸浓度：4-5M HCl

（3）反应温度：80-90℃，在实际生产操作时，控制温度于75℃时，即可添加氯酸钠氧化剂。

（4）控制电位：1000mV-1050mV

（5）反应时间：6-8h

在上述工艺技术参数条件下，氰化金中金的浸出率可达到99.8-99.9%，银回收率可达到99.8%。

4.2.3二氧化硫还原金

（1）反应温度：常温

（2）控制电位：690-730mV

（3）反应时间1.0-1.5h

5. 研究成果与结论

采控电氯化全湿法冶炼从氰化金泥中提纯黄金，其主要的特点如下：

（1）一个作业，就可以脱除氰化金泥中铜、铅、锌等除质元素，贱金属的脱除率高达99.0%以上。

（2）氰化金泥控电氯化全湿法冶炼工艺流程简单，操作环保较好 ，劳动强度较小，工艺流程适应性较强。

（3）控电氯化全湿法冶炼可以从氰化金泥中回收多种金属，达到综合回收利用资源的目的。

（4）控电氯化全湿法冶炼工艺设备规模可大可小，不仅适应于氰化金泥含金银等贵金属物料的冶炼，也适用于含铜、铅、锌等贱金属多的氰化金泥和阳泥等物料的冶炼回收。对于硫脲金泥、硫酸烧渣金泥和有色金属冶炼厂的阳极泥的处理也非常适用。

（5）投资少，见效快，黄金等贵金属积压少。

（6）一次性还原黄金的质量高，可达到IC-Au99.99%国标一号金。

（7）氰化金泥控电氯化全湿法冶炼氰化金泥中金银冶炼的回收率高、冶炼成本低。

参考文献

[1]秦晓鹏，胡春融等. 浅谈我国黄金精炼技术与工艺[J]. 黄金，2003，24（8）：34-37

[2]黎鼎鑫，王永录贵金属提取与精炼[M],长沙；中国工业大学出版社，1991