电解法生产氰化亚金钾中提高黄金电解率的控制策略

电解法生产氰化亚金钾中提高黄金电解率的控制策略

周庆华

苏州大学

摘要：氰化亚金钾在电子生产领域、工业制药领域有着较为广泛的运用。在氰化亚金钾生产过程中，电解法是较为常用的一种方法。本文对电解法工艺应用于氰化亚金钾生产中的过程与技术指标进行了分析，并提出了如何有效提升黄金电解率，旨在更好的保障氰化亚金钾的生产效率和质量。

关键词：电解法；氰化亚金钾；黄金电解率

氰化亚金钾在现代电子精密仪器生产领域发挥着非常重要的作用。伴随着互联网与电子技术的快速发展，电子精密仪器的需求量快速上升，因此市场上对于氰化亚金钾的消耗量也越来越大，这就要求氰化亚金钾生产企业必须要持续对生产工艺进行优化和改良，不断提升氰化亚金钾的生产效率，只有这样才能够更好的保障企业经济效益。本文重点对电解法生产工艺在氰化亚金钾生产中的应用展开了分析，希望能够给氰化亚金钾行业工作人员提供一些有益参考。

1 电解法工艺生产氰化亚金钾的过程与技术指标

1.1 工艺过程

在氰化亚金钾生产过程中，黄金电解是最为关键的一个环节。工作人员把黄金放到钛篮内，并将钛篮放置到电解槽。整个电解过程中，将金块作为阳极，将不锈钢设定为阴极，电解槽内阳极液选择使用适宜浓度的氰化钾，阴极液选择使用氢氧化钾溶液。阳极液与阴极液之间使用离子交换膜进行分隔。通电之后，在电流与电解液的作用下，金块会发生电解反应，由Au变为Au(CN)-2；但是由于阳极液与阴极液之间存在离子交换膜，所以Au(CN)-2只存留能够在阳极液中；电解液中的钾离子能够穿过离子交换膜。因此，在电解反应中，阴极上不会析出金元素，只会产生氢气，而随着反应时间的延长，在阳极液中Au(CN)-2浓度会越来越高。Au(CN)-2与K+相结合生成KAu(CN)2，即氰化亚金钾。

1.2 技术指标

作为电解法生产氰化亚金钾的重要环节之一，黄金电解环节的效率直接与氰化亚金钾的生产质量与成本息息相关。为了更好的保障氰化亚金钾的生产效率，在实际生产过程中，氰化钾溶液通常是依据实际生产过程中的黄金电解率来进行配置的，主要目的是为了能够促进氰化亚金钾的生成效率。因此，假如实际生产中，黄金电解率未能达到设计预期，那么必然会致使电解母液中氰化钾的含量上升，继而引发电解液结晶体的杂质含量增加，也使电解母液的滚存寿命显著缩短，严重影响整体生产效率。由此能够得知，在使用电解法工艺生产氰化亚金钾的过程中，采取措施使黄金电解率得到提升非常关键。

2 提升黄金电解率的有效对策

2.1 采用高品质金块

在黄金电解过程中，金块本身的品质对其电解效率有着非常大的影响。一般来讲，金块中会含有一定比例的锌、铁、镍、铅等杂质元素。这些杂质原子相比于金原子来讲，在电流的作用下，更容易失去电子，并生成Zn2+、Fe3+、Ni2+、Pb2+等离子进入到电解液，并与氰化钾络合最终形成相对应的氰化物。杂质元素的电解会对黄金电解产生不利影响，同时这些杂质氰化物的生成必然会影响氰化亚金钾的生成效率。因此，在选用阳极金块时，必须要综合考虑多方面因素来对金块进行选择。

2.2 科学搭配阳极黄金规格

为了更加深入的了解黄金搭配和电解率之间的关系，在研究中选择国际一号黄金、国际二号黄金以及以往生产中的残留黄金来作为阳极金块参与电解反应。在反应中，三种黄金投料总量都为75kg，按照三种不同的配比通过电解反应结果来观察和分析黄金搭配和电解率之间的关系。如下表1所示。

表1  黄金搭配和电解率之间的关系

由表1能够得知，随着国际二号黄金占比不断提升，黄金总电解率也随之增高。因此，在黄金配比时，应该适度提升国际二号黄金的占比，从而促进电解反应效率的升高。

2.3 适度调高初始电流值

金块作为阳极，在电流的作用下，不断溶解进入到阳极液中。通过试验能够得知，电流的大小、通电时间长短会对金块溶解速度以及总量有着较大的影响。随着电解反应的持续进行，黄金溶解量也会随之增加，同时也会引发电解槽内的电压持续上升；在电压上升至设定的数值时，中央控制系统会发出指令，使通电电流值减小。从理论层面进行分析，金块在1A电流的作用下，通电1小时能够使136g黄金溶解到阳极液中。如果初始通电电流过高，那么也必然会引发电压快速上升，阳极液中电压的快速升高会导致副反应反应效率提升，也就是说有部分电流会参与电解水反应，最终使电流的利用效率下降。因此，在初始电流的设定过程中，电解电压以不超过7V与阳极没有气泡产生为合适。所以实际生产过程中，工作人员需要结合实践经验来对初始电流进行设定，并保持这一电流作用12小时；之后电流保持阶梯式下降状态，继续反应50小时，此时电解率能够达到85%。

2.4 合理选择离子交换膜

离子交换膜在实际使用过程中，随着反应时间的延长，离子交互次数不断增加，这就导致离子交换膜发生针孔的概率大大提升。在电解反应工程中，如果离子交换膜出现针孔，那么Au(CN)

-2就会在针孔部位获取到电子，继而被还原为金原子。这样，在电流的持续作用下，黄金就会在离子交换膜出现针孔的部位发生聚集，最终导致电流效率和黄金的电解率同时大大降低。鉴于离子交换膜在电解法生产氰化亚金钾过程中发挥的重要作用，因此在生产中可以选择使用增强型全氟磺酸离子交换膜。全氟离子交换膜是由全氟磺酸膜、全氟羧酸膜、聚四氟乙烯增强网布复合而成，而且在膜的两面都具备亲水涂层。增强型全氟磺酸离子交换膜具有拉伸强度大，电导率高，化学性能好等等优势。经过PTFE增强网布复合增强，强度大大提高，溶胀率更低。通过工作实践能够得知，增强型全氟磺酸离子交换膜的使用，不但能够使电解反应稳定进行，同时还具有较长的使用寿命。

2.5 控制电解液的温度与循环速度

电解液中含有大量的K+离子、CN-离子以及Au(CN)-2离子，假如电解液温度过高，那么就会使CN-发生分解，导致Au(CN)-2络合离子生成速率显著降低。假如电解液温度过低，那么会导致电解槽内的电压变高，继而引发副反应电解水的效率变高，副反应的效率提升，就会使电流利用率下降。整个反应流程中，电解槽的热量来源于电热棒和电解过程散发的热量。由于电解槽内的电压对电解液的温度变化非常的敏感，所以工作人员需要对电解液温度进行严格管控，使温度误差保持在0.5℃范围内。

电解槽分为两部分，即黄金溶解槽和电加热槽。黄金溶解槽的液位要稍微高于电加热槽的液位，在电加热槽内装设循环泵，从而使两个槽内的电解液能够持续的进行流动，并保证电解液温度处在恒定范围内。黄金溶解槽底部铺设网状带孔眼的管道。电解液通过循环泵由电加热槽抽送到黄金溶解槽，再通过管道的孔眼涌出，由底部上升到顶部再溢流到电加热槽，如此不断循环。

金的氰化溶解速率远比直流电溶解速率慢，但在电解液的合理循环中不断发生。在生产实践中由于受道方面因素影响，使得黄金的实际电解率比直流电理论电解率稍高。工作人员通过对电解液温度以及循环速度的合理调控，能够为黄金发生电解反应创造合适的环境，从而促进黄金电解率的提升。

3 结论

综上所述，电解法生产氰化亚金钾的过程中，黄金电解是非常关键的反应节点，其反应效率直接与生产质量和成本息息相关。因此，在实际的生产中，为了更好的保障氰化亚金钾生产质量，工作人员可以选择采用下面一些有效措施：（1）严格把控金块质量和品质；（2）科学搭配不同规格黄金比例；（3）合理设定通电电流值与反应时间；（4）选择使用全氟磺酸离子交换膜作为阳极液与阴极液的隔膜；（5）结合实际工况合理调整电解液温度与滚存速度。这些举措的合理运用，能够使黄金的电解率保持在80%-90%，具有良好的经济效益。

参考文献：

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