反電解技術(shù)及裝備在樹(shù)脂解吸電解過(guò)程的研究與應(yīng)用

蔣旺　任彬彬　李澤海　李士博

一、柴礦樹(shù)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(shù)脂礦漿法提金工藝，載金樹(shù)脂解吸電解設(shè)備設(shè)施是在總結(jié)多年生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研制的更加適用于柴礦生產(chǎn)工藝特點(diǎn)的第三代低溫高效解吸電解設(shè)備，是目前國(guó)內(nèi)首家采用硫氰酸鹽法解吸載金樹(shù)脂的選礦廠。目前國(guó)內(nèi)無(wú)成型設(shè)備，也無(wú)成熟經(jīng)驗(yàn)可供參考，所使用的設(shè)備屬于工業(yè)試制性質(zhì)，其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)及設(shè)備設(shè)施始終處于不斷優(yōu)化完善階段。

二、主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線

2.1 主要研究?jī)?nèi)容

目前柴礦載金樹(shù)脂解吸電解設(shè)備設(shè)施，是在總結(jié)多年生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研制的更加適用于柴礦生產(chǎn)工藝特點(diǎn)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(zhǎng)*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(yáng)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(duì)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(guò)于笨重，每月金泥出柜時(shí)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(shù)脂上吸附的Au（CN）2—的被解吸出來(lái)，會(huì)在電解槽內(nèi)牢固附著在陰極板上，若不對(duì)陰極板進(jìn)行單獨(dú)刷洗處理，每月無(wú)法足額完成黃金產(chǎn)量，導(dǎo)致金屬量不平衡。這就需要研究一種適合柴礦載金樹(shù)脂解吸電解工藝及裝備特點(diǎn)的金泥出柜方式或設(shè)備設(shè)施，簡(jiǎn)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(diǎn)

（一）樹(shù)脂解吸電解過(guò)程工作原理

載金樹(shù)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(shù)脂上攜帶的Au（CN）2—解吸出來(lái)，完成解吸工藝過(guò)程。解吸后的藥劑為貴液，貴液流經(jīng)電解槽進(jìn)行電解沉金，完成電解工藝過(guò)程。載金樹(shù)脂解吸過(guò)程與解吸后貴液電解過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。

解吸反應(yīng)原理如下：

1、弱堿性官能團(tuán)解吸反應(yīng)原理

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

2、強(qiáng)堿性官能團(tuán)解吸反應(yīng)原理

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

電解反應(yīng)原理如下：

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

2、陽(yáng)極：CN— + 2OH— = CNO— + H2O + 2e

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

電解過(guò)程是指：當(dāng)直流電通過(guò)電解槽時(shí)，在陽(yáng)極與溶液界面處發(fā)生氧化反應(yīng)，在陰極與溶液界面處發(fā)生還原反應(yīng)，以提取所需產(chǎn)品。電極分陰極和陽(yáng)極，和電源正極相連的是陽(yáng)極，陽(yáng)極板上發(fā)生氧化反應(yīng);和電源負(fù)極相連的是陰極，在陰極板上發(fā)生還原反應(yīng)。經(jīng)過(guò)完全反應(yīng)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(fèi)時(shí)費(fèi)力，金泥出柜金屬量無(wú)法保證，根據(jù)電解槽內(nèi)金在陰陽(yáng)極之間的電化學(xué)反應(yīng)原理，同時(shí)經(jīng)多方研究與咨詢，選礦技術(shù)團(tuán)隊(duì)提出在陰極板上的金泥吸附飽和時(shí)，進(jìn)行反電解操作，也就是將電極互換，使電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生反方向轉(zhuǎn)換，從而使原來(lái)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(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐

根據(jù)研究思路，在全月解吸電解生產(chǎn)任務(wù)結(jié)束，將電解槽導(dǎo)電鋁排正負(fù)極人工互換進(jìn)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(yáng)極板結(jié)構(gòu)不同，陽(yáng)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(qiáng)度要弱于陽(yáng)極不銹鋼板，反電解過(guò)程將陰極板轉(zhuǎn)換成陽(yáng)極，正電解時(shí)陽(yáng)極損耗量較大，考慮到反電解過(guò)程降低對(duì)陰極板的損耗，選用正電解電解時(shí)一半的電流。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，反電解操作，能夠?qū)﹃庩?yáng)極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(jì)，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(jiǎn)單沖洗即可。

三、反電解設(shè)備設(shè)施優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、原利用倒鋁排人工倒換電極，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)螺栓連接點(diǎn)易反松發(fā)熱。

2、優(yōu)化設(shè)計(jì)反電解裝置，簡(jiǎn)便易操作，工作量少。

如圖所示，裝置采用4個(gè)刀開(kāi)關(guān)，1、2為正電解，3、4為反電極。

（1）當(dāng)正電解時(shí)，利用手搖把，把靠電解槽前端即1、2刀開(kāi)關(guān)閉合。左側(cè)為陽(yáng)極，右側(cè)為陰極;同時(shí)后端3、4刀開(kāi)關(guān)為開(kāi)位。

（2）當(dāng)反電極時(shí)，利用手搖把，將靠電解前端1、2刀開(kāi)關(guān)打到開(kāi)位。同時(shí)后端3、4刀開(kāi)關(guān)為閉合位。從而實(shí)現(xiàn)反電極操作。

3、選材：

（1）刀開(kāi)關(guān)（承載交直流電流400A的刀開(kāi)關(guān)）。

（2）鋁板 10mm*100mm? 22塊，約25米。

（3）槽鋼支架兩套。

四、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益

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

2、優(yōu)化設(shè)計(jì)反電解操作及設(shè)備設(shè)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(shí)間，省時(shí)省力，安全高效。

3、反電解工藝操作及設(shè)備設(shè)施在柴礦生產(chǎn)過(guò)程中的研究與應(yīng)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(guò)程工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作繁瑣等問(wèn)題。反電解工藝操作及設(shè)備設(shè)施適用于在同類礦山企業(yè)的金電解槽金泥出柜過(guò)程推過(guò)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，能夠提高金電解槽金泥出柜效率，簡(jiǎn)化操作環(huán)節(jié)。