高纯金的电解工艺

2014年2月贵金属Feb.2014第35卷第1期Precious MetalsVoL 35. No高纯金的电解工艺叶跃威(浙江省遂昌金矿有限公司,浙江遂昌323304)摘要:介绍了遂昌金矿有限公司的高纯金电解工艺。实践表明,采用该工艺,在金阳极板含金95%~9%下经过一次金电解,金纯度即可达到99,997%以上。经检测,杂质含量低于高纯金(9999%的杂质要求关键词:有色金属冶金;高纯金;电解中图分类号:TF831文献标识码:B文章编号:1004-0676(2014)01-002304Electrolysis Process of High Purity GoldYE Yuewe(Suichang Gold Mine Limited Company, Suichang 323304, Zhejiang, China)Abstract: The high-purity gold electrolysis process of Suichang Gold Mine Co Ltd, is introduced. Theproduction practice showed that, the content of gold can reach above 99.997% after only one cyclelectrolysis from the anode plate which contains 95%0-99% gold. The test results showed thats accord with the requirement of Chinese national standard of high-purity gold(99.999%)Key words: nonferrous metallurgy; high purity gold; electrolysis process国标一号金乃至高纯金的生产工艺主要有化学指出,以99.9%或9999%黄金作为阳极,用涤纶滤法、溶剂萃取法和金电解法。化学法提纯具有投资布制作阳极滤袋,将阳极与电解液隔离,用纯度为少,金属积压少的优点,但也有其无法克服的缺点,99.99%的金始极片作阴极,可得到品位99,999%金即由于还原金粉的吸附作用,以AuCI-Ag的形态电解精炼是提高金的纯度最为实用的一种方存在,以通常的方法难以去除,故银等杂质偏高。法,不仅除杂质效果好,而且流程短,操作简便。化学还原分离法一般以99.9%质量分数,下同)遂昌金矿有限公司(以下简称“我公司”)采用的是以上的Au作为原料,通过王水溶解造液,盐酸赶非对称交流电源,对含Au95%9%、Ag0.8%硝,控制溶液中的Au(I浓度及还原剂草酸的用量3.6%、Pb0.43%-5.41%的电解原料采用特殊的工艺和还原时间及温度来实现5N金的生产。但此法对控制手段,电解金的质量普遍在99997%以上,用环境污染较大,成本较高,劳动强度大。该电解金浇铸的金锭化学成份不仅优于国标一号金溶剂萃取法通常将9999A叫(金粉或阴极的要求,而且一次性生产出杂质含量小于高纯金金)用王水溶液或电解造液的方法制备较纯的氯金(99.999%要求的高纯金。酸溶液,再用高纯乙醚萃取,经反萃后以二氧化硫(高纯草酸)还原,即可得到品位99,999金。但此法1电解原理同样会对环境造成较大污染,而且存在易爆、易燃的防范问题电解精炼时,以粗金作阳极,用纯金始极片作会,YH史图国煤化工MHG收稿日期:2013-04-22作者:叶跃威,男,高级工程师,研究方向:选冶、化验技术。E-mail:yyw765@aliyun.com贵金属第35卷au-3e= Al主要的杂质为银。为了解决银的危害,我公司采用的是非对称交流电源,该电源有如下优势:对处理式中Me代表比较活泼的金属元素。含银较高的金阳极板,既可解决阳极钝化问题,又阴极主要发生下列反应可降低电源本身引起的阴极瞬时贫化,从而获得较Au++3e=Au高纯度的电金。另外,非对称交流电源结构简单Me+ne=Me只需变压器调压,可控硅控制导通时间即可,电工从上述阳极和阴极过程看,如果选择适当槽电可自行制作。压(即适当控制阴极电流密度),控制阴极只有Au2.1.2操作制度析出,而使活泼金属(Me)不析出或基本不析出,仍对金电解的工具、设备等必须采用专用制度,留于电解液中,这样金就得到了纯化。不许混乱使用。操作中使用专用手套及专用工具我公司金电解工艺流程图如下所示专用物品摆放在专用工具箱中,对通风等设施均采用木质、塑料等材料,避免铁钉的使用。金粉2.1.3塑料阳极框的使用我们根据金电解槽及金阳极板的尺寸,自制了金阳极板浇铸塑料阳极框。每次使用前,在阳极框外套用两层耐酸的涤纶布。这样,在清洗残极时能轻松拿取,避免阳极泥滴落到电解液中,同时在有限的极距间避免发生短路事故。装槽电解2.1.4浓差极化的克服由于电解液含金量大,静态生产时溶液易分层当浓差极化严重时,生产出的电金下部分很好,而金阳极泥电解金金残极上部分出现黑色的海绵金。为了克服浓差极化,某冶炼厂采用在金电解系统中增设一个高位槽和一个[银阳极浇铸[硝酸一次浸煮低位槽,通过钛泵使金电解液采用下进上出的方式进行循环8。这无疑增加了金的积压和操作环境对氨水浸煮金纯度的影响因素。我公司采用一套自制的充气装置,不需额外增加金的积压,很好地解决了浓差极硝酸二次浸煮化问题。22对金电解原料的要求切割浇铸」22.1金阳极板尽量提高金阳极板的质量,减少其中的杂质含高纯金锭量,对高纯金的生产至关重要。我公司采用“黑金图1金电解工艺流程图粉硝酸一段浸出→高铅金粉→碱浸岀→硝酸二段浸Fig. I Diagram of gold electrolysis process出→浇铸除杂→金阳极”的工艺,处理后的金阳极板含铅可降到1%以下,金阳极含金达96.0%高纯金的生产实践99.50%222电解液的制备2.1对金电解设备、操作环境的要求制取金电解液有2种方法,一种是王水溶金法,2.1.1电源另一种是隔膜电解法在使用电解法中,绝大部分企业使用的是交直王水溶金法造液的优点是速度快,但有如下弊流叠加电源。国内黄金企业金电解的Au9999牌号端:赶硝很难赶彻底,残余硝酸不仅造成电解金的产品中,杂质品位一般为(%0Ag0.0015001、返溶,而且会引起涤纶阻极袋的氧化,从而造成阳Cu0.0003~0.003、Pb0.0002~0.0021,re0.0002~极泥泄漏影响中国煤化工0.036、Bi0.0001-~0.002、Sb0.0001-~0.001。可见,我公司采CNMHG。电解液制第1期叶跃威:高纯金的电解工艺25备完成后,对电解液进行除铅:取适量稀释后的优电解液温度靠电解过程产生的热量来维持,可以淸级纯硫酸,用塑料瓢缓慢加入金电解液中,并进行足生产要求。搅拌,待电解液温度降至室温后,对电解液过滤由于始极片较薄,在生产10-12h后,再连续经此处理后,电解液中铅含量可以降到1gL以下。开动冲气搅拌裝置,这样可以避免因充气而引起的223始极片的制作短路现象。近年来,多数工厂都采用轧制法制取始极片。2.3.2金电解的过程控制措施我公司采用电解法制作,严格按照参考尺寸进行操(1)当电解到一定程度时,要对电解液进行测作,将制作好的始极片经以下程序处理:置入稀硝定,如果电解液中含铅上升较髙,会引起阳极钝化,酸液中浸煮6h→清水洗涤→氨水浸泡4h→稀硝酸这时就需要加硫酸除铅,其反应原理为:浸煮6h→烘干后计量→金电解。Pb"+SO4=PbsO4224辅助材料(2)尽量减少铁制工具的使用,在万不得已时金电解是在耐酸瓷槽或塑料槽中进行的。导电可以使用不锈钢工具,一般使用玻璃或塑料工具棒和导电排采用自制锻打纯银板刨铣制成,阳极板(3)阳极袋材料的选择很关键,材料必须耐酸的吊钩用纯金制造。致密,能有效阻止氯化银等细颗粒物质的泄漏,从23金电解操作工艺而避免颗粒的漂移、吸附等不良后果。在2000年前,2.3.1工艺条件本公司由于对阳极袋材料选择问题,金电解过程中金阳极板成分:Au95%99%,Ag0.9%发生了阳极袋氧化破损现象,造成微量阳极泥外泄291%,Pb0.43%2.5%,Cu0.010%~0.035%。槽压电金含杂质超标,生产的不合格电解金如表1所示。降0.25-0.50V,电解液的密度为130-140(gm),表1不合格电解金杂质含量Tab 1 Content of impurities in non-conforming electrolytic gold不小于/%6不大于/%牌号Au-2标准9950.020.0150.0030.0030.0020.002不合格电金999699990.001~0.030.0005-0.0010.0005-0.0040.001~0.0040.00050.0005我们将此作为质量事故进行分析,对其它相关《金阳极板浇铸操作规范》和《标准金锭生产操作的影响因素一并做了整改,同时加强了对操作人员规范》等规范性的作业指导书。经整改后,我公司的培训,形成操作的制度化。先后制定了《冶炼工生产的电金、金锭均好于GB/4135-1994的Au-1要艺标准》、《金电解操作规范》、《金阳极验收规定》求(见表2),受到了市场的好评表2黄金化学成分对照表Tab 2 Chemical composition comparing table of gold不小于0不大于/%标准牌号BiGBT4135-1990.0050.0020.001遂金电金、锭201年至今0.00050.00050.00050.00050.00050.0005*注:表内数据由浙江省技术监督局、国家金银及制品检验中心、沈阳造币厂等多家部门检测。(4)如液面下降,要及时补加去离子水或金电入电解槽,继续下一周期的生产。浸洗好的电金装解液。隔一段时间,起出电金,剪掉挂耳,称出湿入专用不锈钢:主的白纸遮盖,放入重后,放入盛有稀硝酸的不锈钢盘中加热浸煮,方专用烘箱中烘ˉ中国煤化工法同始极片的操作相同。同时,按需称量始极片挂2013年YHaCNMH3,经(长春)贵金属第35卷国家金银及制品质量监督检验中心的分析检测,结质含量远小于高纯金(99,999的要求果如表3所示。分析结果表明:我们生产的金锭杂表3产品金锭杂质元素含量Tab 3 Impurities content of gold ingot product样品杂质元素质量分数(不大于105)Ag Cu Fe Pb Bi Sb Pd Mg As Cr Ni Cd Al Pt Rh Ir Ti Zn高纯金标准遂金AA13-20.50.210.20.,20.20210.20.2020.20.20.202020.2023结语[P].2013-2-13[S]江西铜业集团公司.一步法高纯金生产工艺:中国,使用金电解生产高纯金的是一种很好的方法200710052266[P]2008-02-13我公司采用非对称电源,采用独特的生产工艺和严[6]付国民.非对称交流电源在金电解生产中的应用[格的操作手段,在金原料含量95%99%的情况下,黄金,200021(5):37-3能一次性生产含金9997%以上的黄金,并能生产of non-syIa ac power杂质含量远小于高纯金(99.999%标准的金锭supply in the operation of gold electrolysis[J]. Gold, 200021(5):37-39参考文献:[]宋文代,赵兰芳,王青.修订金银国标提升产品质量参[]张东山,薛慧芳,赵洪远,等.化学提纯法生产1“金研与国际竞争[J黄金,2003,24(2):1-5究[.黄金学报,20,02(2):133-136Song W, Zhao L, Wang Q. Reevise the naZhang D, Xue H, Zhao H, et al. Research on chemicalof gold and silver, improve product quality, participate inmethod of gold purifying for Au-I producing[J]. Goldnal competition. Gold, 2003Journal,2000,2(2):133-136[8]黄绍勇.循环法在金电解中的应用叮.江西铜业工程,2]杨国祥,邓志明.键合金丝用高纯金的制备门.贵金属1999(3):17-12010,31(2):5456Huang S. The application of recycling law into goldYang G, Deng Z Preparation of high pure gold used forelectrolyaing[J]. Copper Engineering, 1999(3): 17-19gold bonding wires[J]. Precious Metals,,2010.,31(2):[9]叶跃威.高铅银阳极泥的处理[J.有色金属:冶炼部分,2004(1):33-34[3]王芳举.乙醚萃取法制备高纯金J.有色金属:冶炼部Ye y, treatment of silver anode slime with high lead分,1975(4):20-22content[J]. Nonferrous Metals: Extractive Metallurgy,[4]胡建华.一种高纯金的制备方法:中国,2012104401432004(1):33-34中国煤化工CNMHG