金精炼工艺简介
目前国内外黄金首饰、金条、金银币等黄金产品中,其纯度基本只能达到99. 99 %, 也就是俗称的4个9,而新版国家标准的高纯金纯度99. 999%,即5个9。2011年9月1日, 随着国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准制定的《高纯金》和《高纯金 化学分析方法》国家标准的颁布实施,国内黄金消费市场迎来了新的消费品类。高纯金的诞生源于航天航空事业发展的工业需要,因为黄金是电子集成板的最佳 超导体,相关科研单位承接和研发出了纯度为99. 999%的黄金。但大多仅限于实验室研宄 提纯,产业化程度较低。
近年,国内外相关企业、研宄单位相继开展规模化高纯金的精炼研宄与产业化,但 现阶段黄金精炼提纯的主要方法主要集中在电解、萃取和化学法等三种方法。
1.电解法: 金电解精炼的基本原理是:以粗金作阳极,在直流电作用下,通过阳极的电化学溶 解,使金与比金更负电性的其它金属杂质进入电解液,同时又因金离子浓度大,电位高,极 易在阴极上得电子而析出,溶解在电解液中的其它杂质电位和浓度均比金离子低得多而很 难在阴极上析出,部分杂质如银和铅会与氯离子作用生产氯化银、氯化铅,因其在电解液中 溶解度很小而沉入阳极泥,从而达到金与杂质分离的目的,使金得到提纯。
该方法的优点是设备配置简单、投资少、易达到99. 99%的产品且质量较稳定。但 该方法同时存在着对原料的适应性差,难易达到99. 999%的更高要求(即要求含金量一般 要求在90 %以上,含铜不高于2 %,含银不高于8 %,否则易产生钝化阻止反应进行,并难易 确保质量。),生产周期长;资金占用较大。
2、萃取法:溶剂萃取是利用Auer是软酸类金属离子与硬碱性离子形成的配合物相对不稳 定,容易发生水合、羟合,配合物中的cr易被其它软碱离子或配位基团取代形成新的配合 物,即浸金氯化物溶液中Auer这种单一电荷配合物阴离子很容易被某种萃取剂,如酮、醇、 磷酸三丁酯和胺从溶液中萃取。其实质是将从氯化溶液中单纯萃取分离出来,经溶剂洗涤、 酸化还原沉淀金。
该法特点是原料适应性强,生产周期较短,产品质量稳定。但缺点为工艺过程繁杂 冗长,生产成本高,特别是生产危险大(萃取剂大都存在沸点、闪点低,易燃等特性),生产 操作管理要求高(萃取过程不能使有机相超负载,否则会发生相的逆转)。
3、化学法:化学法通常应用王水溶金法和水溶液氯化法两种方法,其工艺目前有二种技术路 线,一种是化学法溶解杂质,金不被溶解,如硝酸除杂法、硫酸除杂法等;另一种是化学法溶 解金,然后选择性沉淀金。目前,精炼企业普遍采用第二种技术路线。
(1)王水溶金法,是将不纯的粗金淬成粒或碾压成薄片,按每份金分次加入3~4 份王水,在自热或后期加热下进行搅拌,金即溶解生成三氯化金进入溶液。银与氧作用生成 氯化银沉淀。经充分溶解后,过滤溶液,然后用亚铁或二氧化硫或草酸(H 2c2o4)等来还原滤 液中的金,使成海绵金沉淀。沉淀的金用水仔细洗净,再用稀硝酸处理除去杂质后,经洗净、 烘干、铸锭,可产出99. 9%或更高的纯金。
该法特点是投资少,生产周期短易于操作。缺点是硝烟气除去困难,同时产生强腐 蚀性废气造成生产设备的严重腐蚀和对人身健康的危害。
(2)水溶液氯化法,是在盐酸介质中通入强氧化剂--氯气,使金氯化后与cr络合 进入溶液,银则与盐酸反应生成氯化银沉淀。经过滤分离,滤液加入还原剂把金从溶液中还 原出来,达到金与其它杂质元素分离,实现提纯的目的。
该法配套设备简单投资少,原料适应性强,生产周期短成本低,易实现自动化程 度,操作环境洁净回收率高。但现有的水溶液氯化法存在氯化浸出不彻底,浸出率过低,以及还原工艺中还原 沉淀不彻底的问题,仅能生产99. 99%纯度的黄金,无法达到高纯金99. 999%的要求。