試論控電氯化法在氰化金泥提純黃金中的應(yīng)用

姬利紅，衡振平，張 孔，張建龍，臧建超

（鄭州金泉礦冶設(shè)備有限公司，河南 鄭州 450001）

控電氯化法主要是借助在相同介質(zhì)中，金屬的氧化還原電位存在差異的性質(zhì)，讓金與鋅、鐵、鉛、銅、銀等金屬分離，該方法能夠?qū)︿\粉置換金泥、電積金泥等進(jìn)行處理。S黃金冶煉企業(yè)為了縮短生產(chǎn)周期，確保金錠質(zhì)量，選擇了氰化浸金-鋅粉置換-控電氯化法處理金泥-還原沉金-烘干鑄錠。

1 控電氯化法發(fā)展概述

冶煉廠傳統(tǒng)氰化提金流程為：①金精礦焙燒脫硫，②酸浸除銅，③調(diào)堿調(diào)漿，④氰化銀、金，⑤鋅粉加入氰化貴液完成氰化金泥置換。

氰化金泥提取銀、金時(shí)，首先應(yīng)該去除金泥中賤金屬等雜質(zhì)，預(yù)處理方法多種多樣，其中，熔煉酸浸、焙燒酸浸、直接酸浸等方法較為常用。因?yàn)檫@些方法無法一次性對(duì)賤金屬與銀、金進(jìn)行徹底分離，一般需要進(jìn)行反復(fù)處理才可以將各種雜質(zhì)有效分離。之后對(duì)富集物進(jìn)行合質(zhì)金熔煉，或是對(duì)合質(zhì)金進(jìn)行電解處理獲得純銀與純金。這種金泥生產(chǎn)工藝操作繁瑣、周期較長(zhǎng)，銀、金直收率較低，生產(chǎn)成本較高。

通過表1能夠發(fā)現(xiàn)，在所有雜質(zhì)中，銅元素含量最高，常規(guī)方法主要借助焙燒浸出法除雜，而其他方法并不能夠?qū)︺~元素進(jìn)行有效去除。

表1 金泥成分含量表

根據(jù)物料這一特點(diǎn)，可以引入控電氯化法對(duì)氰化金泥進(jìn)行預(yù)處理，可以獲得良好效果。借助控電氯化能夠選擇性浸出雜質(zhì)，一次性完成鋅、銅等雜質(zhì)的徹底分離，氯化渣中銀+金含量超出70%。

控電氯化法最初是挪威鎳廠處理含鉑銅鎳高硫發(fā)展而來，我國(guó)金川有色金屬公司在20世紀(jì)70年代引入該方法處理銅鎳合金。

人們?cè)?0世紀(jì)80年代處理金泥，因?yàn)榻鹬笔章实偷膯栴}，并沒有進(jìn)行推廣應(yīng)用。隨著一些關(guān)鍵性問題得到解決，控電氯化技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于氰化金泥處理中，為金泥預(yù)處理提供了便捷途經(jīng)。

2 氰化原理

選擇氰化法開展黃金浸出作業(yè)，主要是根據(jù)氰化物溶液和金粒之間交互作用，基于有氧條件，金元素易溶在堿土金屬與堿金屬氧化溶液中，也可以在氧化溶液中輕易實(shí)現(xiàn)置換[2]。

通過表2能夠發(fā)現(xiàn)，銀、金等貴金屬電位較高，所以氧化入液難度較大。鋅、銅等雜質(zhì)電位較低，通過氧化劑可以輕易氧化入液。

表2 金泥中相關(guān)元素電位

主要按照物料組分、介質(zhì)情況等，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)氧化電位進(jìn)行確定，需要對(duì)氧化劑添加量進(jìn)行控制，保證電位始終處于某一范圍，選擇性浸出賤金屬。通常電位在400mV～450mV范圍，鎳、銅以及其他賤金屬可以全部入液，并且可以保證銀、金等貴金屬不溶，實(shí)現(xiàn)銀、金等貴金屬和鋅、銅等賤金屬的分離。

3 控制電位法從氰化金泥提純黃金應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 生產(chǎn)過程

3.1.1 除雜

基本原理?；邴}酸介質(zhì)，金泥中鉛、鋅以及其他雜質(zhì)與溶液相溶，之后將氯化酸鈉加入到溶液中，提升溶液電位，讓銅以及其他不溶鹽酸的雜質(zhì)充分氧化溶解，進(jìn)而與溶液相溶，借助對(duì)溶液電位進(jìn)行控制，讓銀元素與金元素留在渣中。主要反應(yīng)方程如下：

操作條件。第一，酸度，PH在0～5.0范圍內(nèi)。第二，溫度，70℃～80℃。第三，一次除雜電位，在450mV～460mV范圍內(nèi)。第四，二次除雜電位，在320mV～330mV范圍內(nèi)。

除雜液成分。除雜液成本見下表3。

表3 除雜液成分

基于上述溫度、酸度等條件下，將NaClO3溶液加入其中，在不斷添加氧化劑過程中，還原電位不斷增加，借助對(duì)氧化劑添加速率進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)體系電位值的控制，促使其不會(huì)超出450mV～460mV范圍。在電位值不斷恒定值范圍，同時(shí)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，則表明基本上完成除雜工作。

根據(jù)物料組成以及粒度對(duì)反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行確定，生產(chǎn)時(shí)間一般在2h～3h范圍內(nèi)。Fe以及Pb脫除率超出90%，Cu脫除率保持在60%左右，因?yàn)锳g、Au包裹，所以影響了Cu脫除率。

3.1.2 氯鹽浸出

（1）基本原理。完成除雜工作后，金泥基于一定溫度下，鹽酸介質(zhì)加入氯酸鈉，借助對(duì)氧化還原電位進(jìn)行控制，氧化金泥中金屬元素，促使銀元素變?yōu)槁然y沉積在渣中[4]。反應(yīng)方程式如下：

（2）技術(shù)條件。第一，酸度，PH在0-5.0范圍內(nèi)。第二，溫度，70℃～80℃。第三，除雜電位，在1000mV～1050mV范圍內(nèi)。

（3）浸出渣成分。見下表。

表4 浸出渣成分

基于上述溫度、酸度條件下，在持續(xù)添加氧化劑過程中，體系中氧化電位快速增加。在電位處于700mV～750mV范圍時(shí)，Ag發(fā)生激烈反應(yīng)，并且電位達(dá)到恒定狀態(tài)，該恒定段就是Ag單位反應(yīng)段。在Ag完成單獨(dú)反應(yīng)之后，電位會(huì)增加到1000mV～1050mV范圍，Au發(fā)生激烈反應(yīng)。相關(guān)人員借助對(duì)氧化劑添加量進(jìn)行控制，促使電位始終保持在1045mV～1055mV范圍內(nèi)。在Au反應(yīng)即將完成時(shí)，電位會(huì)急劇增加到1100mV，此時(shí)若是電位不下降即結(jié)束操作。隨著氧化劑添加速率不同，反應(yīng)時(shí)間會(huì)存在差異，通常氯化提金的時(shí)間在0.5d左右。

3.1.3 亞鈉還原

（1）基本原理。因?yàn)榻鹪鼐哂休^高電極電位，因此極易被還原。氧化亞鐵、草酸、甲醛、抗壞血酸以及亞硫酸鈉都可以作為金的還原劑。對(duì)于所選還原劑，應(yīng)該保證原電位較低，若是電位較高則會(huì)還原溶液中雜質(zhì)，對(duì)金粉質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，同時(shí)嚴(yán)格要求還原劑純度，防止將其他雜質(zhì)帶入其中。借助對(duì)還原電位進(jìn)行適當(dāng)控制，還原劑選擇亞硫酸鈉得到金粉，之后洗滌鑄錠處理，金錠質(zhì)量在IC-Au99.99左右。完成一次還原操作后，溶液中含有少量金元素，可以持續(xù)向溶液中添加亞硫酸鈉，徹底還原金元素[5]。反應(yīng)方程式如下：

3H2O+3Na2SO3+2HAuCl4=3Na2SO4+8HCl+2Au

（2）技術(shù)條件。第一，溫度，在50℃～60℃范圍內(nèi)。第二，亞硫酸鈉用量，為2.5倍的金元素含量。第三，一次還原的終點(diǎn)電位，在590mV～730mV范圍內(nèi)。第四，二次還原的終點(diǎn)電位，230mV。

提金作業(yè)結(jié)束之后，溶液氧化電位在1100mV左右，其中含有的殘余氯氣較多，促使溶液氧化性達(dá)到高峰狀態(tài)。基于此種情況，將還原劑直接添加到溶液中進(jìn)行還原處理，需要投入較多還原劑。

因此，在完成提金反應(yīng)后，需要基于80℃～90℃條件下繼續(xù)攪拌，時(shí)間在15min左右，將殘余氯氣去除，之后開展過濾操作。在此過程中加入少量洗液，進(jìn)行還原處理前，氧化電位在800mV左右?；?0℃～60℃條件，將溶液PH值控制在1～1.5范圍內(nèi)，通過NaOH溶液進(jìn)行條件，使用亞鈉開展還原作業(yè)。在電位為780mV情況下，發(fā)生拐點(diǎn)，電位值快速下降，一次還原控制電位690mV～720mV，生產(chǎn)時(shí)，可以借助儀表檢測(cè)。二次還原控制溶液電位低于230mV之后，還原反應(yīng)基本結(jié)束[6]。

3.1.4 廢液中和

（1）基本原理。完成二次還原處理之后的溶液以及二次除雜液均為廢液，將氫氧化鈉溶液添加其中，讓PH值達(dá)到7.0，水解金屬雜質(zhì)[7]。中和反應(yīng)方程式如下：

（2）技術(shù)條件。酸度，PH值為7.0。

3.2 設(shè)備配置

S煉金廠生產(chǎn)車間，選擇控制電位法對(duì)氰化金泥進(jìn)行黃金提純處理，生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)為1t/年。

主要設(shè)備如下：

（1）1臺(tái)除雜釜，鈦材質(zhì)，1000L。

（2）1臺(tái)浸出釜，鈦材質(zhì)，1000L。

（3）1臺(tái)一次還原釜，鈦材質(zhì)，1000L。

（4）1臺(tái)二次還原釜，鈦材質(zhì)，1000L。

（5）1臺(tái)中和釜，鈦材質(zhì)，1000L。

3.3 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

（1）技術(shù)指標(biāo)。

①金元素回收率超出99.8%，金元素直收率超出98%。②浸出渣的金元素含量在0.1%范圍內(nèi)。

（2）材料消耗。

亞鈉為3kg/kg·Au，工業(yè)鹽酸為40kg/kg·Au，火堿為10kg/kg·Au，氯酸鈉為5kg/kg·Au。

4 結(jié)語

綜上所述，通過控制電位法的結(jié)構(gòu)合理、流程簡(jiǎn)單，整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)可以基于全封閉體系開展。借助控制電位，可以對(duì)反應(yīng)終點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，進(jìn)而減少操作時(shí)間，生產(chǎn)成本低，為企業(yè)效益提供保障[8-10]。可以降低藥劑消耗，減少藥劑成本。金品位能夠達(dá)到99.99%以上，黃金回收率超出99%。控制電位法在原料方面具有較強(qiáng)適應(yīng)性，金含量可以存在較大波動(dòng)。產(chǎn)品質(zhì)量高，能夠穩(wěn)定生產(chǎn)IC-Au99.99的金錠。