CN101624706A

CN101624706A - 氰化亚金钾的制备方法

Info

Publication number: CN101624706A
Application number: CN200910305392A
Authority: CN
Inventors: 张强; 赵瑞平; 戴荣庆
Original assignee: CHANGZHOU CHEMICAL RESEARCH INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: CHANGZHOU CHEMICAL RESEARCH INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2029-08-07
Also published as: CN101624706B

Abstract

本发明公开了一种氰化亚金钾的制备方法，该方法所采用的装置包括电解槽、隔膜槽、阳极板以及阴极板。阳极板由涂层钛板制作而成，包括底板、侧板以及外板，外板上固定有阳极棒，隔膜槽设置在阳极板的底板的上端面上，阴极板包括铅垂板、横板以及外板，外板上固定有阴极棒。制备步骤如下：将黄金轧成若干薄金片后绕成团分散放置于隔膜槽周围的阳极板的底板上；然后向阳极室中加入氰化钾溶液，向阴极室中加入氢氧化钾溶液，加热至40℃～65℃后通电电解，直至电流突降。将电解后阳极室中的氰化亚金钾溶液进行后处理即得氰化亚金钾。本发明的方法制备的产品中金的质量分数大于68.3％，而且本发明的方法能够规模生产。

Description

氰化亚金钾的制备方法

技术领域

本发明涉及一种氰化物的制备方法，具体涉及一种氰化亚金钾的制备方法。

背景技术

氰化亚金钾(KAu(CN)₂)，俗称金盐，主要用于镀金工艺中。氰化亚金钾的纯度直接决定了镀金的效果，氰化亚金钾的纯度通常用氰化亚金钾中金的质量分数表示。氰化亚金钾中金的质量分数越高，其纯度越高，所含杂质越少。理论计算中，氰化亚金钾中金的质量分数为68.367％。而氰化亚金钾中金的质量分数为68.3％时，对应的产品纯度为99.9％；氰化亚金钾中金的质量分数为68.2％，对应的产品纯度只有99.75％。市场公认的优质氰化亚金钾中金的质量分数为68.3％。

目前，氰化亚金钾的生产方法主要有雷酸金法、氰化亚金法、鼓氧氰化法、控制电位直接合成法以及隔膜电解法。

其中雷酸金法和氰化亚金法是生产氰化亚金钾的传统方法，但是这两种方法存在的最大缺点就是产品纯度低，产品中金的质量分数远达不到68.3％。另外，还存在生产周期长、成本高、不适应大规模生产等缺点。

鼓氧氰化法的原理是金在有氧存在时可溶于氰化钾溶液，其反应式为：4Au+O₂+8KCN+2H₂O＝4KAu(CN)₂+4KOH。该法在氰化时的工艺条件为：反应温度为80？，反应时间为48h，金粉过量10％，空气预先净化。该法的优点是不需要特殊设备，产品纯度略好于雷酸金法和氰化亚金法。缺点则是反应时间较长，使得氰化钾在80？的高温下分解显著，影响产品质量。并且原料金的损耗高达0.3％。

控制电位直接合成法是近年来一种新的制备氰化亚金钾的方法，中国专利文献CN1141252C和中国专利文献CN1180982C均公开了该种方法。该方法是将纯金粉、水、氰化钾以及过氧化氢溶液通过搅拌并控制溶液电位直接合成氰化亚金钾母液，然后经过过滤、结晶、洗涤、干燥得到产品。该方法生产周期短，效率高。但是为了提高反应速度，必须使用超细金粉，因此原料要求很高，并且该方法对搅拌的要求也相当高。

隔膜电解法是采用离子交换膜将电解槽隔开，通直流电后使纯金溶于作为阳极液的KCN溶液中生成氰化亚金钾。

中国专利文献CN1699628A和中国专利文献CN101289746A均公开了一种隔膜电解法。它们是采用薄金片为阳极，不锈钢片为阴极，阳极液和阴极液均为KCN溶液，电解时需要将电解槽放置于加热器上，电解温度为75℃～100℃。含金量为68.3％。

中国专利文献CN1241832C也公开了一种隔膜电解法。它是采用金属金为阳极，不锈钢网或石墨片或镀铂的钛金属网为阴极，KCN溶液为阳极液，KCN溶液或者KCN与碳酸钾的混合溶液为阴极液，电解槽为方形。氰化钾浓度为0.1N～10N，电流密度为1毫安/平方厘米～5000毫安/平方厘米。

上述三个专利文献均采用纯金作为阳极，这样会使得电解反应随着金的溶解完全而终止，产品中金的质量分数最多也只有68.3％，即纯度最多也只有99.9％。并且上述专利文献的方法均不适合规模生产。

发明内容

本发明的目的是克服上述问题，提供一种既能够使产品中金的质量分数大于68.3％又能够规模生产的氰化亚金钾的制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种氰化亚金钾的制备方法，所采用的装置包括电解槽、隔膜槽、阳极板以及由石墨或者不锈钢制作成的阴极板。电解槽由槽底板和固定在槽底板周围的壁板组成。隔膜槽包括上方开口的槽主体以及密封固定在槽主体两侧的离子交换膜，槽主体的两侧设有栅孔，隔膜槽将电解槽分隔成阳极室和阴极室。该装置阳极板由涂层钛板制作而成，包括位于电解槽的槽底板上的底板、位于电解槽的壁板的一侧槽壁内侧的侧板以及延伸出电解槽的外板，外板上固定有阳极棒。隔膜槽设置在阳极板的底板的上端面上。阴极板包括位于隔膜槽内的铅垂板、位于隔膜槽外且平行于阳极板的底板的横板以及延伸出电解槽的外板，外板上固定有阴极棒。

采用上述装置制备氰化亚金钾的步骤如下：①将黄金轧成若干薄金片后各自绕成团分散放置于隔膜槽周围的阳极板的底板上，每块薄金片的厚度为0.1mm～0.2mm，宽度为2cm～4cm，长度为1m～3m，这样增大了金片的表面积，加快了金片的溶解。②然后向阳极室中加入氰化钾溶液，向阴极室中加入氢氧化钾溶液，加热至40℃～65℃后通电电解，直至电流突降。③将电解后阳极室中的氰化亚金钾溶液进行后处理即得氰化亚金钾。

本发明的电解温度选择40℃～65℃，这样可以使得最后产品的纯度较高。因为温度太低(小于40℃)的话，离子电导率低，电解速度慢，产品容易析出；温度太高(大于65℃)的话，虽然可以缩短反应时间，增加母液浓度，但同时也会增加氰化钾的热分解，降低母液质量。

上述的涂层钛板为钛镀铱盐板、钛镀铂板或者钛镀钌板。涂层钛电极使用寿命长；电流效率高，可以承受更高的电流密度；抗腐蚀性能强，不会对电镀液造成污染，尺寸稳定性好；性价比高。

上述的电解槽的槽底板的形状呈腰圆形。

上述步的阳极棒上固定连接有厚金片，厚金片厚度为2mm～4mm，宽度为2cm～5cm，长度为0.3m～0.5m，该厚金片与阳极板共同构成电解用的阳极，这样可以增加导电性，缩短电解时间。

上述步骤①中的黄金的纯度≥99.99％，含Ag量≤10ppm。因为黄金中杂金属多的话，会随着黄金溶解下来，与氰离子形成稳定的络合物，这样在结晶时必将影响产品的纯度。多次结晶也就影响收率，增加了废母液的回收量。而该纯度的黄金可以保证母液套用二十次左右

上述步骤②中的氰化钾溶液的浓度为1.5N～1.8N，氰化钾溶液中的氰化钾与黄金的摩尔比为1∶2.1～1∶2.3。虽然浓度越高，单位体积内溶液中导电的离子数目则越多，这样会增大电导率；但是浓度高了也会增大阴、阳离子之间的静电引力以及降低电解质的电离度，这样又会减少电导率。而氰化钾起始投料略过量，未反应的氰化钾进入母液套用于下一批电解，只需补加等量即可，实际平均消耗为理论量的1.01倍。保持氰化钾的过量有助于干燥时产品色泽的稳定。

上述电解槽外还固定连接有循环水泵。

上述步骤③中的后处理为：过滤阳极室中的氰化亚金钾溶液，并将滤液搅拌降温至0℃～20℃进行结晶，然后离心脱去母液，最后干燥得到氰化亚金钾。

上述步骤②中的氰化钾溶液为氰化钾和去离子水形成的氰化钾溶液、或者氰化钾和母液形成的氰化钾溶液。

本发明的电解反应方程式如下：

阳极溶金反应：Au+2CN--e＝Au(CN)₂-

阴极水的电解：2H₂O+2e＝2OH-+H₂

总反应原理为：Au+2KCN+H₂O＝KAu(CN)₂+KOH+1/2H₂

本发明具有积极的效果：(1)本发明的方法采用涂层钛板板代替金属金作为阳极，这样增加了使用寿命，提高了电流效率，因为涂层钛板的化学稳定性极好，故不会对电解液造成污染。(2)本发明的方法生产效率高，25kg的黄金电解时间只需12h，得到的母液不必浓缩，直接结晶。(3)本发明的方法直收率高，氰化亚金钾的溶解度在50℃时为385g/L，而在5℃时只有23.6g/L，经冷冻结晶后有90％(50℃时未饱和)的产品析出，母液可套用20次，需要回收的黄金仅占0.5％。回收后金损耗为零，可以显著降低生产成本。(4)本发明的方法新投料收率在90％以上，套用收率可达100％。金含量大于68.3％，即产品纯度大于99.9％。(5)本发明的方法采用的电解槽为腰圆形，这样便于电解液的循环，从而使得溶液的浓度和温度均匀，克服方形电解槽存在死角的缺陷。(6)本发明的方法还在阳极棒上固定连接有厚金片，使金片与阳极板共同构成阳极，从而增加导电性能，缩短电解溶金的时间。(7)本发明的方法在使用时将黄金轧薄并且卷曲后直接置于底槽上与阳极板接触，电解时金片部分溶解，残余的金片由于重力原因始终保持与阳极板的接触并浸没在电解液中。这样既方便投料又能避免金片溶断后的残留，提高金的利用率。(8)本发明的方法在电解槽外设有四氟乙烯材质的循环水泵，这样既能够防止碱性槽液的腐蚀，又能够起到搅拌的作用，效果明显好于普通的搅拌设备。

附图说明

图1为本发明的方法所用的装置的立体示意图；

图2为图1中阳极板的示意图；

图3为图1中隔膜槽以及阴极板的示意图；

图4为本发明的方法所用的装置的另一种结构的立体示意图；

图5为图4中的阳极板的示意图。

上述附图中的标记如下：

电解槽1，阳极室11，阴极室12，隔膜槽2，槽主体21，栅孔21-1，离子交换膜22，阳极板3，底板31，侧板32，外板33，阴极板4，铅垂板41，横板42，外板43，阳极棒51，阴极棒52，循环水泵6，加热管7，厚金片8。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的氰化亚金钾的制备方法所采用的装置包括电解槽1、隔膜槽2、阳极板3、阴极板4、阳极棒51、阴极棒52、循环水泵6以及加热管7。

电解槽1由形状呈腰圆形槽底板和固定在槽底板周围的腰圆形壁板组成，材质为聚四氟乙烯或者有机玻璃。

见图2，阳极板3为一体式折形板，由钛镀铱盐板(MMO)制作而成。阳极板3包括位于电解槽1的槽底板上的底板31、位于电解槽1的腰圆形壁板的前侧槽壁内侧的侧板32以及延伸出电解槽1的外板33。

阳极棒51为铜棒或者银棒。阳极棒51上还固定连接有两片厚金片8，每片厚金片8的厚度为2mm，宽度为2cm，长度为0.5m，厚金片8与阳极板3共同构成电解用的阳极。阳极棒51固定在阳极板3的外板33上。

见图3，隔膜槽2包括槽主体21和离子交换膜22。槽主体21的材质与电解槽1的材质相同。槽主体21的基本形状为上方开口的扁长方形槽体，且前侧板和后侧板均为格栅板，格栅板上设有栅孔21-1。离子交换膜22密封固定在前侧板的内侧和后侧板的内侧。隔膜槽2设置在阳极板3的底板31的上端面上。

阴极板4为由不锈钢制作而成的一体式折形板。阴极板4包括位于隔膜槽2内的铅垂板41、位于隔膜槽2外且平行于阳极板3的底板31的横板42以及延伸出电解槽1的外板43。

阴极棒52为铜棒或者银棒。阴极棒52固定在阴极板4的外板43上。

隔膜槽2将电解槽1分隔成阳极室11和阴极室12。电解槽1的腰圆形壁板上设有出水管口。循环水泵6进水口通过水管与电解槽1的出水管口密闭固定连接，循环水泵6的出水口与进水管的进水口密闭固定相连，进水管的出水口放置在电解槽1的上方。加热管7放置在电解槽1的腰圆形壁板的后侧槽壁内侧且固定。

采用上述装置制备氰化亚金钾的步骤如下：

①制备前，先将由整流器控制的2.5伏左右的直流电源的导线连接在阳极棒51和阴极棒52上。然后将25kg黄金轧成若干厚度为0.2mm，宽度为3cm，长度为3m的薄金片后，绕成团分散放置于隔膜槽2周围的阳极板3的底板31上，该黄金的纯度≥99.99％，含Ag量≤10ppm。

②然后向阳极室11中加入18kg的氰化钾和预热过的150L的去离子水进行溶解，同时开启循环水泵6循环，得到浓度为1.8N的氰化钾溶液。氰化钾与黄金的摩尔比为1∶2.2。然后向阴极室12中加入0.1kg的氢氧化钾以及去离子水直至与阳极室11液面相平。用加热管7将电解槽1内温度加热至50℃。

在阳极棒51和阴极棒52上接通直流电源，其电流强度为140安培，电解时电流密度从200毫安/平方厘米逐渐降为100毫安/平方厘米，这样可以加快金片的溶解，缩短反应时间，12小时后电流突降，团状薄金片几乎溶完，2片厚金片8也开始加快溶解，直至再投入新的薄金片，这样可以保证电解过程不间断进行。

③趁热过滤阳极室11中的氰化亚金钾溶液，并将滤液搅拌降温至10℃进行结晶，然后离心脱去母液(母液回收)，最后水洗后于80℃干燥至恒重得到白色结晶33.024kg，收率为90.3％，含金量为68.36％。

(实施例2～实施例6)

各实施例与实施例1基本相同，不同之处见表1。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	阳极板	钛镀铱盐	钛镀铱盐	钛镀铂	钛镀钌	钛镀铱盐	钛镀铱盐
阴极板	不锈钢	石墨	不锈钢	不锈钢	不锈钢	石墨	阳极板	钛镀铱盐	钛镀铱盐	钛镀铂	钛镀钌	钛镀铱盐	钛镀铱盐
阴极板	不锈钢	石墨	不锈钢	不锈钢	不锈钢	石墨	氰化钾溶液	1.8N(18kg氰化钾和150L水)	1.5N(18kg氰化钾和180L水)	1.8N(18kg氰化钾和150L水)	1.7N(18kg氰化钾和160L水)	16.54kg氰化钾和150L第10次母液	16.54kg氰化钾和150L第20次母液
电解温度	50℃	40℃	65℃	55℃	50℃	45℃	氰化钾溶液	1.8N(18kg氰化钾和150L水)	1.5N(18kg氰化钾和180L水)	1.8N(18kg氰化钾和150L水)	1.7N(18kg氰化钾和160L水)	16.54kg氰化钾和150L第10次母液	16.54kg氰化钾和150L第20次母液
电解温度	50℃	40℃	65℃	55℃	50℃	45℃	结晶温度	10℃	0℃	10℃	5℃	10℃	10℃
产物重量	33.024kg	33.092kg	33.018kg	32.987kg	36.562kg	36.554kg	结晶温度	10℃	0℃	10℃	5℃	10℃	10℃
产物重量	33.024kg	33.092kg	33.018kg	32.987kg	36.562kg	36.554kg	收率	90.3％	90.5％	90.3％	90.2％	100.0％	100.0％
含金量	68.36％	68.35％	68.36％	68.36％	68.34％	68.31％	收率	90.3％	90.5％	90.3％	90.2％	100.0％	100.0％

(实施例7)

本实施例其余与实施例1相同，不同之处在于：见图4和图5，阳极棒51上没有固定连接厚金片8，这样电流突降的时间就会延长到18小时。最后得到的氰化亚金钾的重量为33.024kg，收率为90.3％，含金量为68.36％，均与实施例1相同。

Claims

1、一种氰化亚金钾的制备方法，所采用的装置包括电解槽(1)、隔膜槽(2)、阳极板(3)以及由石墨或者不锈钢制作成的阴极板(4)；电解槽(1)由槽底板和固定在槽底板周围的壁板组成；隔膜槽(2)包括上方开口的槽主体(21)以及密封固定在槽主体(21)两侧的离子交换膜(22)，槽主体(21)的两侧设有栅孔(21-1)，所述隔膜槽(2)将电解槽(1)分隔成阳极室(11)和阴极室(12)；其特征在于：该装置中的阳极板(3)由涂层钛板制作而成，包括位于电解槽(1)的槽底板上的底板(31)、位于电解槽(1)的壁板的一侧槽壁内侧的侧板(32)以及延伸出电解槽(1)的外板(33)，所述外板(33)上固定有阳极棒(51)；所述隔膜槽(2)设置在所述阳极板(3)的底板(31)的上端面上；阴极板(4)包括位于隔膜槽(2)内的铅垂板(41)、位于隔膜槽(2)外且平行于阳极板(3)的底板(31)的横板(42)以及延伸出电解槽(1)的外板(43)，所述外板(43)上固定有阴极棒(52)；采用上述装置制备氰化亚金钾的步骤如下：

①将黄金轧成薄金片后绕成团置于隔膜槽(2)周围的阳极板(3)的底板(31)上，所述的薄金片的厚度为0.1mm～0.2mm，宽度为2cm～4cm，长度为1m～3m；

②然后向阳极室(11)中加入氰化钾溶液，向阴极室(12)中加入氢氧化钾溶液，加热至40℃～65℃后通电电解，直至电流突降；

③将电解后阳极室(11)中的氰化亚金钾溶液进行后处理即得氰化亚金钾。

2、根据权利要求1所述的氰化亚金钾的制备方法，其特征在于：所述涂层钛板为钛镀铱盐板、钛镀铂板或者钛镀钌板。

3、根据权利要求1所述的氰化亚金钾的制备方法，其特征在于：所述电解槽(1)的槽底板的形状呈腰圆形。

4、根据权利要求1所述的氰化亚金钾的制备方法，其特征在于：所述阳极棒(51)上固定连接有厚金片(8)，所述厚金片(8)厚度为2mm～4mm，宽度为2cm～5cm，长度为0.3m～0.5m，该厚金片(8)与阳极板(3)共同构成电解用的阳极。

5、根据权利要求1所述的氰化亚金钾的制备方法，其特征在于：步骤①中所述的黄金的纯度≥99.99％，含Ag量≤10ppm。

6、根据权利要求1所述的氰化亚金钾的制备方法，其特征在于：步骤②中所述的氰化钾溶液的浓度为1.5N～1.8N。

7、根据权利要求1所述的氰化亚金钾的制备方法，其特征在于：步骤②中所述的氰化钾溶液中的氰化钾与黄金的摩尔比为1∶2.1～1∶2.3。

8、根据权利要求1所述的氰化亚金钾的制备方法，其特征在于：所述电解槽(1)外还固定连接有循环水泵(6)。

9、根据权利要求1所述的氰化亚金钾的制备方法，其特征在于：步骤③中所述的后处理为：过滤阳极室(11)中的氰化亚金钾溶液，并将滤液搅拌降温至0℃～20℃进行结晶，然后离心脱去母液，最后干燥得到氰化亚金钾。

10、根据权利要求1或9所述的氰化亚金钾的制备方法，其特征在于：步骤②中所述的氰化钾溶液为氰化钾和去离子水形成的氰化钾溶液、或者氰化钾和母液形成的氰化钾溶液。