黃金冶煉生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀及發(fā)展

李艷非 李陽(yáng)

摘 要：針對(duì)某黃金冶煉廠原化學(xué)-溶劑萃取金精煉過程存在反應(yīng)速度慢、金的浸出效果差、萃取劑價(jià)格高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、大氣污染、安全隱患等問題，提出控電除雜、合質(zhì)金粉化、水溶液氯化、粗銀粉電解精煉、增加真空過濾等措施對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化改進(jìn)后，簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了生產(chǎn)成本，提高了金的回收率，縮短了生產(chǎn)周期，避免了氮氧化物對(duì)空氣的污染，消除了安全隱患，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：黃金精煉;萃取精煉;水溶液氯化;粉化;控電

引 言

金的精煉工藝主要分為王水法、水溶液氯化還原法、溶劑萃取法、火法熔煉、電解法等，各精煉工藝有不同的處理特點(diǎn)，需要針對(duì)物料的特性來選擇合適的精煉工藝。在金的提純過程中，對(duì)于原料成分復(fù)雜的含金物料，工業(yè)化應(yīng)用較多的是王水法、水溶液氯化還原法和溶劑萃取法等。金的萃取研究開始較早，最早是應(yīng)用于金和鈀的分離，Mylius利用乙醚從含金、鈀的氯離子體系中萃取金，達(dá)到將金和鈀分離的目地。近幾十年來，隨著提金工藝的發(fā)展，金的萃取工藝也取得了較大的進(jìn)展，金的萃取體系從氯離子體系發(fā)展到了硫脲體系、硫代硫酸鹽體系和多硫化物體系中，體系中金的萃取也從Au（Ⅲ）發(fā)展到了Au（Ⅰ）。金的溶劑萃取是有機(jī)萃取劑與水相中金的絡(luò)合離子形成新的有機(jī)絡(luò)合物，實(shí)現(xiàn)金與其他雜質(zhì)元素的選擇性分離。

1、實(shí)驗(yàn)研究

目前在黃金冶煉廠中萃取法提銅中主要采取的萃取劑為L(zhǎng)iX系列產(chǎn)品，稀釋劑則主要為煤油。在萃取過程中，有機(jī)相的濃度為20%，水相則為AR級(jí)試劑配制的水溶液，有機(jī)相和水相之比為1：1，在實(shí)驗(yàn)室溫度下，混合振蕩10min-15min?；旌喜鄢叽鐬?0mmx60mmx70mm，底部進(jìn)料?；旌舷鄬Ｓ玫耐ǖ垒斔偷讲畚?，盡量避免對(duì)澄清室造成的沖擊，以保證分相效果，水相出口的靜壓平衡裝置可自動(dòng)控制相界面位置，降低操作難度。萃取過程包括：3級(jí)萃取，2級(jí)反萃取，萃取時(shí)保證持續(xù)流動(dòng)時(shí)間超過100h。

2、合理選擇萃取劑和稀釋劑

在黃金冶煉廠中萃取法提銅之前，需要進(jìn)行預(yù)處理，在預(yù)處理過程中，既要合理降低氰的消耗量，也要不影響金的品質(zhì)和回收率，并保證部分銅能夠回收再利用。從含銅浸出液中獲得銅之后，要及時(shí)開展除油處理。但此時(shí)萃取液中仍然含有一定量的有機(jī)物，為避免一些后期萃取銅的質(zhì)量，需要將萃取液全部排出。但為更好的降低萃取液中銅含量，需要選擇萃取效率比較高的萃取劑。不同萃取劑的萃取性能如下：LiX84萃取劑的最大負(fù)荷超過4.75g/L·Cu，操作負(fù)荷為3.75g/L·Cu，殘余銅大約為0.30g/L·Cu，傳遞量為3.45g/L·Cu-4.20g/L·Cu，反萃取酸濃度為150g/LH3SO4;LiX894萃取劑的最大負(fù)荷超過5.20g/L·Cu，操作負(fù)荷為4.20g/L·Cu，殘余銅大約為1.45g/L·Cu，傳遞量為2.8g/L·Cu-3.10g/L·Cu，反萃取酸濃度為160g/LH3SO4;LiX622萃取劑的最大負(fù)荷超過5.50g/L·Cu，操作負(fù)荷為5.00g/L·Cu，殘余銅大約為2.30g/L·Cu，傳遞量為2.90-3.20g/L·Cu，反萃取酸濃度為170g/LH3SO4。從上述數(shù)據(jù)中可以看出LiX84萃取劑的能力略低于LiX860和LiX622，主要原因是LiX84萃取劑和二價(jià)銅離子化學(xué)反應(yīng)后會(huì)形成的螯合物穩(wěn)定性比較差，因此，反萃取所需濃度也比較低，金屬凈傳遞量比較大。如果在相同條件下，反萃取之后有機(jī)相中殘留銅量小于同類萃取劑的20%，LiX對(duì)銅的選擇性比較大，分相速度更快，對(duì)應(yīng)用在含銅量低，含鐵量較高的體系中。稀釋劑對(duì)萃取劑的性能影響非常大。在銅萃取中，稀釋劑的介電常數(shù)越大，則萃取率越低，這四種稀釋劑，甲苯介電常數(shù)最大達(dá)到2.2，因此，萃取率也就越低，磺化煤油的萃取率高于普通煤油，主要原因是煤油經(jīng)過磺化之后，極性降低。

3、萃取法提銅的主要思路

萃取劑LiX84能夠在比較低的pH下進(jìn)行萃取銅，但在整個(gè)萃取過程中，會(huì)持續(xù)釋放出氫離子，因此，在銅萃取過程中需要嚴(yán)格控制pH值。當(dāng)pH值低于2時(shí)，銅萃取率隨著初始pH的提升而不斷上升。當(dāng)pH值超過2時(shí)，銅萃取率逐步呈現(xiàn)平穩(wěn)增長(zhǎng)，主要原因是在整個(gè)萃取過程中，有機(jī)相基本已經(jīng)達(dá)到了平衡濃度。但在黃金冶煉廠料液中鐵的含量仍然比較高，鐵在水解時(shí)會(huì)發(fā)生沉淀，從而影響銅的萃取率。因此，黃金冶煉廠萃取銅提取中，促使pH值盡量控制在2.0±0.2左右。在恒溫振蕩器中振蕩時(shí)，要綜合考慮溫度對(duì)銅萃取率的影響，因?yàn)闇囟仍?6℃-46℃之間時(shí)，銅萃取的反應(yīng)機(jī)理基本相同，如果萃取劑的初始濃度和促使pH值保持相同，則萃取劑分配比的對(duì)數(shù)和熱力學(xué)溫度的倒數(shù)呈線性關(guān)系。如果在黃金冶煉廠萃取通提取中，保持其他條件不變，銅的萃取率會(huì)隨著萃取劑濃度和二價(jià)銅離子的增加而增加。

4、改進(jìn)氯化法生產(chǎn)工藝

4.1控電除雜

載金炭解吸電積所得金泥由原來的硝酸除雜改為控電除雜，除雜率提高，銅、鉛、鐵的除雜率分別達(dá)到95.8%、78.5%和97%，為水溶液氯化創(chuàng)造了較好的條件?？仉娐然瘲l件：液固比4∶1，溫度70-80℃，終點(diǎn)電位約300mV，氯化劑是40%左右氯酸鈉溶液。均勻加入氯化劑，使其控制電位緩慢上升，嚴(yán)防氯化劑加入不均勻?qū)е戮植侩娢惠^高，造成金、銀溶液損失?？仉姵s結(jié)束后，物料在真空過濾時(shí)，盡量保持其溫度在90℃左右，以保證鉛的脫除率，為下一步成品金的生產(chǎn)提供條件。

4.2合質(zhì)金粉化

合質(zhì)金由原來的高溫熔融水淬改進(jìn)為粉化，粉化金粒度-200目含量大于95%，加入反應(yīng)釜中可均勻攪拌進(jìn)行水溶液氯化，有效改善了原工藝反應(yīng)速度慢、窩料和搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)瓷損傷等問題。而且由于高壓粉化技術(shù)的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)粉化技術(shù)不斷完善，能滿足生產(chǎn)需要。

4.3水溶液氯化法

采用水溶液氯化所得金粉完全能滿足國(guó)標(biāo)成品金的標(biāo)準(zhǔn)要求，因而可用水溶液氯化法代替王水溶金，然后加入Na2SO3還原，這樣就去掉了萃取過程。1）氯酸鈉浸金條件：固液比為1∶3～5，鹽酸質(zhì)量濃度為200g/t，NaCl加入量為渣重的10%左右，反應(yīng)溫度為80℃。2）氯酸鈉浸金：隨著NaClO3的不斷加入電位開始上升，當(dāng)電位達(dá)到700～750mv時(shí)銀開始激烈反應(yīng)，電位出現(xiàn)恒定;當(dāng)銀反應(yīng)結(jié)束時(shí)，電位迅速上升至1000～1050mv，金開始劇烈反應(yīng)，這時(shí)通過控制氯化劑的加入量，將電位恒定在1050mv左右;當(dāng)金反應(yīng)接近結(jié)束時(shí)，電位快速上升至1100mv左右，并不再下降，可結(jié)束操作，受氯化劑加入速度的影響，反應(yīng)時(shí)間一般在8～10h;氯浸作業(yè)結(jié)束后，必須將溶液冷卻至30～40℃，使AgCl、PbCl2沉淀析出，有效抑制它們進(jìn)入溶液，消除對(duì)金溶液的污染。

結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合理論實(shí)踐，研究了黃金冶煉廠中萃取法提銅，研究結(jié)果表明，通過萃取法可有效提取出黃金冶煉廠生產(chǎn)料液中的金屬銅，從而實(shí)現(xiàn)回收再利用，提升經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也可以降低金屬銅污染，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，有非常重要的作用。黃金冶煉廠中萃取法提銅中，需要合理選擇萃取劑和稀釋劑，嚴(yán)格控制萃取提銅過程，才能提升效率.

參考文獻(xiàn)

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