反電解技術(shù)及裝備在樹脂解吸電解過程的研究與應用

蔣旺　任彬彬　李澤海　李士博

一、柴礦樹脂解吸電解工藝現(xiàn)狀

赤峰柴礦公司選礦廠采用全泥氰化樹脂礦漿法提金工藝，載金樹脂解吸電解設備設施是在總結(jié)多年生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，研制的更加適用于柴礦生產(chǎn)工藝特點的第三代低溫高效解吸電解設備，是目前國內(nèi)首家采用硫氰酸鹽法解吸載金樹脂的選礦廠。目前國內(nèi)無成型設備，也無成熟經(jīng)驗可供參考，所使用的設備屬于工業(yè)試制性質(zhì)，其關(guān)鍵技術(shù)指標及設備設施始終處于不斷優(yōu)化完善階段。

二、主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線

2.1 主要研究內(nèi)容

目前柴礦載金樹脂解吸電解設備設施，是在總結(jié)多年生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，研制的更加適用于柴礦生產(chǎn)工藝特點的第三代低溫高效解吸電解裝備，電解槽槽體內(nèi)部尺寸長*寬*高=7.5*1.0*1.2m，屬于黃金提取大型工業(yè)化電解槽，陰陽極板全部采用316L以上不銹鋼材質(zhì)，每片極板面積1㎡以上，相對前兩代電解槽極板面積增加近兩倍，電解效率顯著提升，但由于極板過于笨重，每月金泥出柜時不便于將極板從電解槽內(nèi)逐片抽出刷洗極板上附著的金泥，增加金泥出柜難度和工作量。極板間距50mm，更不利于伸入工具刷洗。載金樹脂上吸附的Au（CN）2—的被解吸出來，會在電解槽內(nèi)牢固附著在陰極板上，若不對陰極板進行單獨刷洗處理，每月無法足額完成黃金產(chǎn)量，導致金屬量不平衡。這就需要研究一種適合柴礦載金樹脂解吸電解工藝及裝備特點的金泥出柜方式或設備設施，簡化金泥出柜操作，提高工作效率。

2.2 技術(shù)方案和創(chuàng)新點

（一）樹脂解吸電解過程工作原理

載金樹脂的解吸電解工藝是采用硫氰酸銨和氫氧化鈉作為解吸藥劑，在一定的溫度下，用硫氰酸銨和氫氧化鈉配制一定濃度的解吸藥劑，用該藥劑將載金樹脂上攜帶的Au（CN）2—解吸出來，完成解吸工藝過程。解吸后的藥劑為貴液，貴液流經(jīng)電解槽進行電解沉金，完成電解工藝過程。載金樹脂解吸過程與解吸后貴液電解過程同時進行。

解吸反應原理如下：

1、弱堿性官能團解吸反應原理

P—N+R2HAu（CN）2—+OH— = P—NR2+Au（CN）2— + H2O

2、強堿性官能團解吸反應原理

P—N+R3HAu（CN）2—+[SCN]— = P—N+R3[SCN]—+Au（CN）2—

電解反應原理如下：

1、陰極：Au（CN）2—? + e? =? Au + 2CN—? ? ? ?2H+ + e = H2

2、陽極：CN— + 2OH— = CNO— + H2O + 2e

2CNO—? + 4OH— =2CO2 + N2 + H2O + 6e? ? ?4OH— = 2H2O + O2 + 4e

電解過程是指：當直流電通過電解槽時，在陽極與溶液界面處發(fā)生氧化反應，在陰極與溶液界面處發(fā)生還原反應，以提取所需產(chǎn)品。電極分陰極和陽極，和電源正極相連的是陽極，陽極板上發(fā)生氧化反應;和電源負極相連的是陰極，在陰極板上發(fā)生還原反應。經(jīng)過完全反應后，金銀全部吸附在陰極板上。

因清理陰極板上吸附的金泥費時費力，金泥出柜金屬量無法保證，根據(jù)電解槽內(nèi)金在陰陽極之間的電化學反應原理，同時經(jīng)多方研究與咨詢，選礦技術(shù)團隊提出在陰極板上的金泥吸附飽和時，進行反電解操作，也就是將電極互換，使電化學反應發(fā)生反方向轉(zhuǎn)換，從而使原來正電解吸附在陰極板的金泥松散脫落至電解槽底部，便于清理的思路。

（二）反電解操作應用于生產(chǎn)實踐

根據(jù)研究思路，在全月解吸電解生產(chǎn)任務結(jié)束，將電解槽導電鋁排正負極人工互換進行反電解作業(yè)。正反電解數(shù)據(jù)如下：

考慮電解槽內(nèi)陰陽極板結(jié)構(gòu)不同，陽極為不銹鋼板打孔，陰極不銹鋼框鑲嵌不銹鋼網(wǎng)，不銹鋼網(wǎng)各方面強度要弱于陽極不銹鋼板，反電解過程將陰極板轉(zhuǎn)換成陽極，正電解時陽極損耗量較大，考慮到反電解過程降低對陰極板的損耗，選用正電解電解時一半的電流。經(jīng)過生產(chǎn)實踐檢驗，反電解操作，能夠?qū)﹃庩枠O板上牢固附著的金屬起到松散脫落的作用，經(jīng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，反電解能使陰極板上附著金的70%脫落沉積至電解槽底部，剩余附著金較為松散，利用高壓水簡單沖洗即可。

三、反電解設備設施優(yōu)化設計

1、原利用倒鋁排人工倒換電極，費時費力，同時螺栓連接點易反松發(fā)熱。

2、優(yōu)化設計反電解裝置，簡便易操作，工作量少。

如圖所示，裝置采用4個刀開關(guān)，1、2為正電解，3、4為反電極。

（1）當正電解時，利用手搖把，把靠電解槽前端即1、2刀開關(guān)閉合。左側(cè)為陽極，右側(cè)為陰極;同時后端3、4刀開關(guān)為開位。

（2）當反電極時，利用手搖把，將靠電解前端1、2刀開關(guān)打到開位。同時后端3、4刀開關(guān)為閉合位。從而實現(xiàn)反電極操作。

3、選材：

（1）刀開關(guān)（承載交直流電流400A的刀開關(guān)）。

（2）鋁板 10mm*100mm? 22塊，約25米。

（3）槽鋼支架兩套。

四、經(jīng)濟效益及社會效益

1、節(jié)省人工：未優(yōu)化反電解工藝操作及設備設施前，4人正反電解倒換一次至少需要2小時，工時費25元/小時，每月正反電解倒換4次。一年人工費用為：4*25*4*2*12=9600元。

2、優(yōu)化設計反電解操作及設備設施后，每次僅需操作人員利用搖把，切換正反電解互換倒閘即可，幾乎不需要時間，省時省力，安全高效。

3、反電解工藝操作及設備設施在柴礦生產(chǎn)過程中的研究與應用，有效解決了電解槽金泥出柜不徹底，不利于選礦流程金屬平衡管理，及金泥出柜過程工人勞動強度大，操作繁瑣等問題。反電解工藝操作及設備設施適用于在同類礦山企業(yè)的金電解槽金泥出柜過程推過，具有較強的實用性，能夠提高金電解槽金泥出柜效率，簡化操作環(huán)節(jié)。