鑫匯公司濕法冶金工藝改進(jìn)

曲洪俊　蔡明明　劉永國(guó)　張德良

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鑫匯公司濕法冶金工藝改進(jìn)

曲洪俊蔡明明劉永國(guó)張德良

山東黃金礦業(yè)（鑫匯）有限公司

曲洪俊，男，本科，山東黃金礦業(yè)（鑫匯）有限公司氰冶車間主任助理。

行業(yè)曲線

本文針對(duì)金泥濕法冶煉的工藝流程，提出在氯酸鈉與鹽酸的反應(yīng)中先加入氯酸鈉的生產(chǎn)操作方式的觀點(diǎn)。在濕法冶煉行業(yè)起到創(chuàng)新帶頭作用。

投入生產(chǎn)后，大幅度降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了黃金生產(chǎn)速度，能夠更加適應(yīng)當(dāng)前黃金價(jià)格波動(dòng)較大的市場(chǎng)情況。

為提高山東黃金礦業(yè)（鑫匯）有限公司濕法冶金效率及速度，通過(guò)小型試驗(yàn)及化學(xué)理論分析，探討氧化藥劑的使用方式對(duì)工藝流程的影響，進(jìn)而進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。結(jié)果表明，促進(jìn)反應(yīng)中二氧化氯的生成，可以有效提高冶金回收率并減少操作時(shí)間。

山東黃金礦業(yè)（鑫匯）有限公司是山東黃金集團(tuán)青島有限公司下屬的支柱企業(yè)，其中氰冶車間建于2003年，目前處理能力為100t/d，冶煉室使用濕法冶煉工藝，每月處理金泥800～1000kg，生產(chǎn)時(shí)間集中，冶煉工工作期間的勞動(dòng)強(qiáng)度大，我們?yōu)榻档蛦T工勞動(dòng)強(qiáng)度，增加工作效率，進(jìn)行了一系列對(duì)冶煉工藝改進(jìn)的工作。

生產(chǎn)現(xiàn)狀

1、冶煉工藝流程：山東黃金礦業(yè)（鑫匯）有限公司氰冶車間采用浮選金精礦再磨——氰化浸出洗滌——貴液鋅粉置換的工藝流程獲得氰化金泥。金泥的主要成分為：金、銀、銅、鉛、鋅，其它為雜質(zhì)。

表1　山東黃金礦業(yè)（鑫匯）有限公司金泥成分

冶煉生產(chǎn)的工藝流程如下：

2、冶煉操作流程：

一直以來(lái)，冶煉工在“氯浸”的操作過(guò)程中，都是先向反應(yīng)釜中加入30%工業(yè)鹽酸，之后根據(jù)金泥重量及置換柜存金進(jìn)行計(jì)算，定量加入氯酸鈉，使金泥進(jìn)行溶解，在此過(guò)程中加入一定量的工業(yè)氯化鈉作為電解質(zhì)溶液。在該操作過(guò)程中，由于反應(yīng)需要加熱，伴隨氯氣的產(chǎn)生，使得反應(yīng)釜的液位迅速上升，極易產(chǎn)生冒槽，打斷正常的工藝流程?？紤]到鑫匯公司的生產(chǎn)現(xiàn)狀，及氯元素的特殊性質(zhì)，我們決定對(duì)氯浸流程進(jìn)行改造。

改進(jìn)理論依據(jù)：

1.氯浸流程原理：

圖1　山東黃金礦業(yè)（鑫匯）有限公司冶煉工業(yè)流程圖

氯浸流程的原料是金泥經(jīng)過(guò)鹽酸處理之后的固體產(chǎn)物，以金、銀、銅為主，含有少量的鉛。經(jīng)強(qiáng)氧化劑氧化后，使金溶于水中，在酸性條件下，以氯金酸的形式存在，以便于與銀、銅兩種金屬分離。

2.強(qiáng)氧化劑的化學(xué)性質(zhì)：

在此過(guò)程中，強(qiáng)氧化劑的氧化能力決定了反應(yīng)的速度與效果。而氯酸鈉與鹽酸的反應(yīng)，正是工業(yè)制備二氧化氯消毒劑的反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為：

由此反應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑為二氧化氯和氯氣，均為可以參與氧化金的有效氧化劑，但二者比較，二氧化氯的效果明顯強(qiáng)過(guò)氯氣。二氧化氯的有效氯是氯氣的2.63倍，氧化電極電位也高于氯氣。

表2　兩種強(qiáng)氧化劑的部分物化性質(zhì)對(duì)比

3.鹽酸與氯酸鈉的反應(yīng)為不可逆反應(yīng)，原理上看似可以完全反應(yīng)，但實(shí)際上該反應(yīng)的進(jìn)行程度和反應(yīng)液中的鹽酸濃度關(guān)系密切。高濃度的鹽酸和反應(yīng)液中鹽酸濃度太低，都不利于反應(yīng)進(jìn)行。

4.改進(jìn)方向：

由于氯酸鈉與鹽酸在溶液中有可能進(jìn)行下面幾個(gè)反應(yīng)：

二氧化氯在溶液中與水的反應(yīng)：

在這幾個(gè)反應(yīng)中，除氯氣與水反應(yīng)外，有效氯均有一定損失，如果在金泥的浸出反應(yīng)中發(fā)生了以上幾個(gè)副反應(yīng)，則會(huì)降低浸出效率。因此，我們可以初步得出以下試驗(yàn)條件：

1.溶液的濃度不易太低，即水不能加的太多，否則強(qiáng)氧化劑會(huì)與水進(jìn)行反應(yīng)，損失一定的有效氯。

2.用于氧化金的強(qiáng)氧化劑的存在形式為氣體或氣體的水溶液，而金泥以固體形態(tài)沉在溶液底部，減少?gòu)?qiáng)氧化劑以氣體形式放出可以減少有效氯的損失。

3.在氯酸鈉與鹽酸的歸中反應(yīng)中，理論上全部生成二氧化氯一種產(chǎn)物是不現(xiàn)實(shí)的，但提高氯酸鈉的濃度應(yīng)當(dāng)會(huì)使二氧化氯產(chǎn)生的更多，減少氯氣的產(chǎn)生。

4.反應(yīng)中應(yīng)保證溶液為酸性，即鹽酸需過(guò)量。否則氯酸鈉過(guò)量反應(yīng)后溶液趨于中性甚至堿性，不利于反應(yīng)進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)

確定試驗(yàn)方向后，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了小型試驗(yàn)進(jìn)行以上結(jié)果及結(jié)論的驗(yàn)證和對(duì)比。

1.試驗(yàn)操作：

（1）取用10g預(yù)浸后的金泥，放置在燒杯中，先加入30%工業(yè)鹽酸，加熱至90 ℃左右，再向燒杯中滴加飽和氯酸鈉溶液，并觀察現(xiàn)象（鹽酸過(guò)量，氯酸鈉略微過(guò)量），至金泥反應(yīng)結(jié)束為止。

（2）取用10g預(yù)浸后的金泥，放置在燒杯中，先加入飽和氯酸鈉溶液，加熱至90 ℃左右，再逐滴向燒杯中加入30%工業(yè)鹽酸，并觀察現(xiàn)象（鹽酸過(guò)量，氯酸鈉略微過(guò)量），至金泥反應(yīng)結(jié)束為止。

2.試驗(yàn)現(xiàn)象：

（1）號(hào)試驗(yàn)中，隨著飽和氯酸鈉溶液的加入，產(chǎn)生大量氣泡，金泥隨之溶解，金泥反應(yīng)結(jié)束時(shí)間約為1.5小時(shí)。

（2）號(hào)試驗(yàn)中，隨著鹽酸的加入，溶液逐漸變?yōu)辄S綠色，而金泥沒(méi)有明顯變化；繼續(xù)加入鹽酸至某一個(gè)時(shí)刻，有氣泡產(chǎn)生，金泥也開(kāi)始迅速溶解，金泥反應(yīng)結(jié)束時(shí)間約為1小時(shí)。

由試驗(yàn)現(xiàn)象得出以下結(jié)論：

1.（1）號(hào)試驗(yàn)中產(chǎn)生大量氣泡，與實(shí)際冶煉生產(chǎn)中液位上升、液體冒槽相吻合。

2.（2）號(hào)試驗(yàn)初期反應(yīng)生成的黃綠色液體應(yīng)為二氧化氯、氯氣的水溶液，在未達(dá)到條件的情況下，無(wú)法使金泥溶解。由于繼續(xù)添加鹽酸可使反應(yīng)發(fā)生，得出條件可能為①二氧化氯與氯氣未達(dá)到在水溶液中的溶解度；②酸性未達(dá)到反應(yīng)條件。

3.（2）號(hào)試驗(yàn)中氣泡產(chǎn)生速度慢，金泥溶解速度較快，符合我們對(duì)工藝改進(jìn)的期望。

工業(yè)試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果符合我們的期望，于是我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)。由于冶煉生產(chǎn)時(shí)間短、任務(wù)重，若貧液品位過(guò)高或成品金成色過(guò)低還需重新浸出，為避免實(shí)際操作中耽誤生產(chǎn)，采取折中的操作方式。即依舊按照之前的方法先添加鹽酸，但只加入一半，再將飽和氯酸鈉溶液加入，最后補(bǔ)加鹽酸。該種操作方式下，杜絕了反應(yīng)釜的冒槽現(xiàn)象，浸出時(shí)間也由4-5小時(shí)降低為2-3小時(shí)。由于試驗(yàn)室中樣品金泥的完全溶解時(shí)間為1小時(shí)左右，我們認(rèn)為該過(guò)程應(yīng)該還有提速的潛力，浸出時(shí)間較長(zhǎng)的原因應(yīng)與浸出過(guò)程中強(qiáng)氧化劑的濃度有關(guān)。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)與實(shí)際生產(chǎn)中的操作情況，我們可以確定，在不整體改變冶煉工藝的前提下，在金泥的氯浸過(guò)程中，先加入氯酸鈉有利于強(qiáng)氧化劑二氧化氯的生成，并促進(jìn)了金泥浸出反應(yīng)的效率，縮短了反應(yīng)時(shí)間，降低了冶煉工的工作強(qiáng)度，減少了安全生產(chǎn)隱患，提高了冶煉生產(chǎn)效率。

DOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.13.048