金泥配料熔煉研究

王建偉　蔣旺　焦永剛　趙俊龍

一、前言

因近幾個月冶煉合質(zhì)金成色不高（50%-70%），冶煉出的合質(zhì)金成色低，表面呈黑色或者淺黃色，合質(zhì)金表面雜質(zhì)多，與渣分離不完全，并且?guī)в写判?。一直未找到具體原因，所以從冶煉室中取少量干金泥用質(zhì)檢中心箱式電阻爐做金泥熔煉實(shí)驗(yàn)。

二、原理

火法冶金過程是富集過程，目的在于使所有的雜質(zhì)成分集中到渣中而與有用的金屬分離，金泥冶煉簡單的原理敘述如下：

在足夠的氧化劑作用下，金泥中的雜質(zhì)以氧化物的形態(tài)存在，這些氧化物有酸性、堿性和兩性的，它們與加入的熔劑作用生成渣浮在坩堝上面。分散于金泥中的金、銀等貴金屬微粒，熔化并互相結(jié)合成金屬粒子。金銀粒子具有較大的比重，沉積在坩堝底部，與浮在上面的渣分離。

三、研究內(nèi)容

（一）熔煉探索實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟

1.取選冶車間冶煉室干金泥300g。

2.冶煉室現(xiàn)采用的溶劑只有硼砂和純堿，金泥與硼砂、純堿的配比為1：2：0.8，將取回的干金泥稱量6g，加12g硼砂、4.8g純堿、1.8g玻璃粉，一起裝入黏土坩堝中，攪拌均勻后，放入600℃箱式電阻爐中，保溫30min，繼續(xù)升溫至1200℃，保溫45min出爐，將黏土坩堝中的物料倒入錐形鐵鑄模中，冷卻。

3.將冷卻后的樣品從鐵鑄模中取出，用錘子砸開，使合質(zhì)金合粒與渣分離，稱量合粒重量。

4.合粒用碾片機(jī)壓成片狀，剪碎，稱取0.30000g，根據(jù)預(yù)估的金銀含量補(bǔ)加標(biāo)準(zhǔn)銀，是最終金銀比為1：2.5。用鉛箔包裹上，放入已經(jīng)950℃預(yù)熱30min的灰皿中灰吹。

5.將灰吹好的金銀合粒用1：3的乙酸溶液煮干凈后，放入800℃的箱式電阻爐中退火5min后取出，冷卻，稱量。

6.將金銀合粒用碾片機(jī)碾成片狀，放入750℃箱式電阻爐中退火3min，取出冷卻卷成卷，將樣品按順序放入分金欄中，分別用1：3、1：1、3：1的硝酸溶液水浴加熱分金。

7.將分金后的樣品烘干，800℃退火5min，冷卻，稱量，計(jì)算金銀含量，具體數(shù)據(jù)見下表。

為進(jìn)一步觀察熔煉的情況，又做了3組降低硼砂和純堿的量，增加少量硝酸鉀和玻璃粉的探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表

實(shí)驗(yàn)表明：

1.冶煉室現(xiàn)在的配料情況金收率較低，成色不高。

2.降低硼砂和純堿的用量后，未得到合質(zhì)金合粒。

查閱很多冶煉方面的資料，分析目前冶煉室在冶煉合質(zhì)金的過程中有以下3種情況：

1.合質(zhì)金中含鐵較高，熔煉過程中氧化不完全。

2.金泥與熔劑的配比不準(zhǔn)確。

針對冶煉過程中鐵等雜質(zhì)氧化不完全的問題，決定在配料時(shí)添加硝酸鉀這種氧化劑，并且為了延長石墨坩堝的使用壽命，又適量加入玻璃粉來保護(hù)坩堝，

（二）熔劑配比實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)選用的熔劑為：硼砂、純堿、硝酸鉀、玻璃粉等，各熔劑在熔煉過程中的作用如下：

a.硼砂降低渣的熔點(diǎn)，減少渣的比重，能使渣中的氧化物，如PbO、ZnO、Cu2O等造渣。

b.純堿可以降低渣的熔點(diǎn)，使渣變稀，增加渣的流動性。純堿是堿性熔劑，它可以使酸性氧化物熔化。

c.硝酸鉀為強(qiáng)氧化劑，能使各雜質(zhì)元素氧化進(jìn)入渣中，特別對銅、鉛氧化造渣效果顯著。

d.玻璃粉主要成分為石英，它可以調(diào)整爐渣成分，它是酸性熔劑，可使渣中的堿性氧化物造渣。

1.首先對硝酸鉀做用量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟同上，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。

從上表的數(shù)據(jù)可以得出在硼砂、純堿、玻璃粉一定的情況下，金泥與硝酸鉀的配比為1：0.33-0.5之間為最佳比例，低于或者高于這個比例區(qū)間，金的回收率會降低。

2.純堿用量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟同上，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。

實(shí)驗(yàn)表明，在硼砂、硝酸鉀、玻璃粉一定的情況下，當(dāng)金泥與純堿的比例為1：0.5時(shí)，熔煉后不能得到合質(zhì)金合粒，渣粘稠，冷卻后硬度大，金泥與純堿比例為1：1.5時(shí)，得到流動性很好的渣，熔煉時(shí)金的回收率較高。

3.硼砂用量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟同上，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。

從上表中可以看出，當(dāng)金泥與硼砂的比例為1：1時(shí)，熔煉時(shí)金的回收率最高，擴(kuò)大和減小這個比例，金回收率都會降低。

4.玻璃粉的用量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟同上，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。

實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)金泥與玻璃粉的比例為1：1的比例時(shí)，金回收率最高，比例為1：1.5時(shí)，也得到較高的回收率，加入玻璃粉的作用是調(diào)整熔煉時(shí)酸堿度，保護(hù)石墨坩堝，具體加入比例根據(jù)冶煉室現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。

實(shí)驗(yàn)合計(jì)做了27組，回收率90%以上的5組，見表7，從下表中可以看出，第二組實(shí)驗(yàn)回收率最高，為99.56%，由此確定本實(shí)驗(yàn)各熔劑的配比為：金18.18%，硼砂18.18%，純堿27.27%，硝酸鉀9.09%，玻璃粉27.27%。

四、總結(jié)

金泥的冶煉過程就是貴金屬與雜質(zhì)分離的過程，渣的比重、熔點(diǎn)、粘度對貴金屬溶解度有決定性的作用，如果渣的性質(zhì)不好就會使渣的流動性不好，粘度大，貴金屬與雜質(zhì)分離不好，金回收率低。因此搞好配料工作，選擇好渣型，是獲得良好的熔煉效果的前提。本研究確定各熔劑的配比為：金18.18%，硼砂18.18%，純堿27.27%，硝酸鉀9.09%，玻璃粉27.27%，并且渣量較少。

參考文獻(xiàn)

[1]劉連峰，袁玉蝶;利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定金泥熔煉最佳熔劑配比[J];北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1997年03期