CN104451771A - 一种除去金银冶炼工业含氰贫液中杂质的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种除去金银冶炼工业含氰贫液中杂质的方法和装置，主要由缓冲罐A和B、电解浓缩槽、阳极液储罐组成。贫液缓冲罐A和B分别作为电解浓缩槽的阴极室进水和氰化物回收室的进水，A和B在生产过程根据浓度变化进行互换。在电解浓缩槽的阴极和阳极之间加阴离子和阳离子交换膜，将阴极与阳极分开，形成阴极室、阳极室和氰化物回收室。待处理的含氰贫液进电解浓缩槽阴极室，在阴极室中铜锌等金属离子被电解，CN-得到释放，释放的CN-在电场的作用下进入氰化物回收室，只在氰化物回收室中浓缩，不会被氧化，也不会损失。在阴极室含氰贫液中的Cu、Zn被电解析出，浓度下降，当浓度下降到一定程度后，缓冲罐进行更换，用新的含氰贫液进阴极室，而已被电解的低浓度的含氰贫液进氰化物回收室，回收氰化物后返回金银提取工序，实现含氰贫液的全部回用。

Description

一种除去金银冶炼工业含氰贫液中杂质的方法和装置
技术领域
本发明属于黄金和白银冶炼工业领域，涉及一种金银冶炼工业含氰贫液处理和回用的方法，特别是用包括带离子交换膜的电积方法除去含氰贫液中的杂质，释放氰根并回用的工艺。
 
背景技术
尽管氰化物有剧毒，但由于其生产成本低、提取率高、速度快、工艺成熟等优点，氰化工艺仍是目前黄金生产的首选方案。为了减少提取废液对环境的污染，其提取废液必须回用，而含氰贫液长期的回用造成其中的铜锌等杂质大量积累，影响了金银的提取率。
现有的提取液回用的方法有酸化-氧化工艺和电积法。酸化-氧化工艺（崔学奇等，氰化厂浸金贫液除杂工艺生产实践，黄金，2012, 22（12）：45-47）先用硫酸将贫液pH值调为2，吹出HCN并用碱回收，同时使其中的铜沉淀出来；再将pH调为碱性，用氧化剂如臭氧或双氧水使SCN- 氧化，使其他金属阳离子沉淀出来。这种工艺需先加入硫酸调低pH，再用碱调高pH值，非常繁琐，在贫液中加入的酸和碱最终生成硫酸钠，硫酸钠在冬季易于析出堵塞管道，对生产造成严重影响。电积法（胡湖生等，从高铜氰溶液中电积铜和锌，化工冶金，2000, 21（3）：257-262）是直接对贫液进行电解，负极得到粗铜或者铜锌混合物，但其正极将CN-氧化掉，造成CN- 损失，增加了生产成本，所以该技术基本没有得到工业应用。有文献（胡湖生等，电积一酸化法从高铜氰溶液中回收铜氰锌，有色金属，2000，52（3）：61-65）提出了电积-酸化工艺，先电积锌，再酸化，再电积得到铜，这种方法仍需向体系中加入大量的硫酸，且需要将HCN吹除后再吸收回用，操作麻烦，损失大，成本高。
本发明目的在于解决电积法中CN- 的损失，降低电积法的成本，实现铜锌的析出，释放CN-，使含氰贫液得到回用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种从含氰贫液中电沉积铜锌等重金属离子，释放CN- 的方法。
本发明的技术方案是主要由贫液缓冲罐A和B、电解浓缩槽、阳极液储罐组成含氰贫液处理装置。
贫液缓冲罐A和B分别作为电解浓缩槽的阴极室进水或氰化物回收室的进水，A和B在生产过程根据浓度变化进行互换。
在电解浓缩槽的阴极和阳极之间加阴离子和阳离子交换膜，将阴极与阳极分开，形成阴极室、阳极室和氰化物回收室。
待处理的含氰贫液进电解浓缩槽阴极室，在阴极室中铜和锌等金属离子被电解，CN- 得到释放，释放的CN- 在电场的作用下进入氰化物回收室，但由于氰化物回收室另一侧是阳离子交换膜，CN- 不能继续移动进入阳极室，只能在氰化物回收室中浓缩，不会被氧化，也不会损失。
在阴极室含氰贫液中的铜锌被电解析出，浓度下降，当浓度下降到一定程度后，缓冲罐A和B进行更换，用新的含氰贫液进入阴极室，而已被电解的低浓度的含氰贫液进氰化物回收室，回收氰化物后返回金银提取工序，实现含氰贫液的全部回用。
在阳极室加入一定浓度的碱溶液作阳极液，或者用硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠、硝酸钾等难电解的稳定性盐的水溶液做阳极液，阳极室中的Na+ 或K+ 在电场驱动下通过离子交换膜进入氰化物回收室，完成电流的通路，并与阴极室释放的CN- 结合为NaCN或KCN回用于黄金的提取；阳极电解水释放的氧气可以用于黄金的提取，根据溶液的pH值变化，适当加入酸液或碱液调节pH，使阴极液保持在合适的pH值，可以得到粗铜、铜锌混合物、锌等物质。
 
阴极液为待处理的含氰贫液，阴极发生的主要反应：
阳极液为含NaOH或者难电解的盐类的水溶液，阳极发生的主要反应：
由于阳极和阴极之间有阴离子和阳离子交换膜，阴离子膜只能通过阴离子，阳离子膜只能通过阳离子，因此阴极的CN- 可以通过阳离子膜进氰根回用室，阳极室的Na+、K+ 等阳离子在电场的驱动下可以通过阳离子膜进入氰化物回收室，但氰化物回收室中的CN- 离子和Na+、K+ 不能通过膜进入到阳极室或阴极室，CN- 和Na+、K+ 在氰化物回收室富集，最终回用。
根据实验研究的结果，阳极室中碱或者难电解盐的浓度为0.01-15%，优选0.5-3%，阳极室为盐水溶液时，用碱调节pH 10-12，电解后阴极得到铜、锌或其混合物，游离CN-不会进入阳极室，不会被氧化。
 
具体实施方法
下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。本发明所用装置皆可从市场购买或自制。
实施例1：自制的带离子交换膜的电解槽如附图所示，离子交换膜采用EDI离子交换膜，阳极室体积5L，阴极室体积5L，阳极用钛镀钌极板，阴极用铜板，采用模拟的含氰贫液组成见表1。
表1 含氰贫液组成
离子 CN- Cu2+ Zn2+
含量(mg/L) 17823 4880 5420
采用前述的离子交换膜电解槽电解，采用1% 的NaOH溶液为阳极液，电压3.4V，电流1.5A，电解16小时后，得到铜锌混合物17克，含氰贫液组成见表2。
 
表2 含氰贫液电解后组成
离子 CN- Cu2+ Zn2+
含量(mg/L) 25707 3766 3268
实施例2电解槽及含氰贫液组成与实施例1相同。
采用前述的离子交换膜电解槽电解，采用1% 的难电解NaSO4溶液为阳极液，NaOH调节阴极液和阳极液pH值为10-12，电压3.4V，电流1.5A，电解16小时后，得到铜锌混合物15克，含氰贫液组成见表3。
表3 含氰贫液电解后组成
离子 CN- Cu2+ Zn2+
含量(mg/L) 20823 2157 3564
以难电解盐类为阳极液时，如果不调节pH值，则两个室的pH值均会逐步降低，操作难以稳定，因此需要调节其pH值。
实施例3：自制的带离子交换膜的电解槽如附图所示，离子交换膜采用EDI离子交换膜，阳极室体积5L，阴极室体积5L，阴极和阳极均用钛镀钌极板，电解阳极水pH为12，NaOH调节pH值。采用模拟的含氰贫液进阴极室，电压：8.7V，电流1.2A。阴极室水中浓度Cu2+ 从3150mg/L下降到747mg/L，Zn2+ 从2975下降到1151mg/L。同时，中间氰化物回收室CN-浓度从4212mg/L提高到5980mg/L，各种离子浓度随时间的变化见表4。
 
表4 阴极室和氰化物回收室中离子的浓度及其随时间的变化
附图说明：
附图1为一种金银冶炼工业含氰贫液处理装置的示意图。处理装置主要由贫液缓冲罐A和B、电解浓缩槽、阳极液储罐构成。
 
图中：
1—含氰贫液
2—阴极，可以采用铜、锌或其他金属为阴极，或者采用钛镀钌电极、石墨电极
3—阴离子交换膜，可以采用各种离子交换膜，如：EDI膜、化工膜、普通电渗析膜
4—阳离子交换膜，可以采用各种离子交换膜，如：EDI膜、化工膜、普通电渗析膜
5—阳极，可以采用钛镀钌电极，石墨电极
6A、6B—含氰贫液缓冲罐
7—阴极室，加入待处理的含氰贫液
8—阳极室，加入碱如氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液或者难电解的盐类溶液如硫酸钠、硝酸钠、硫酸钾、硝酸钾等的水溶液，加入盐水溶液时用碱调节pH为10-12
9—氰化物回收室
10—阳极液储罐。

Claims (9)

1.一种除去金银冶炼工业含氰贫液中杂质的方法和装置，其特征是，
（1）主要由缓冲罐A和B、电解浓缩槽、阳极液储罐组成，贫液缓冲罐A和B分别作为电解浓缩槽的阴极室进水和氰化物回收室的进水，A和B在生产过程根据浓度变化进行互换。
2.（2）在电解浓缩槽的阴极和阳极之间加阴离子和阳离子交换膜，将阴极与阳极分开，形成阴极室、阳极室和氰化物回收室。
3.（3）待处理的含氰贫液进电解浓缩槽阴极室，在阴极室中铜和锌等金属离子被电解，CN- 得到释放，释放的CN-在电场的作用下进入氰化物回收室，CN-不继续移动进入阳极室，在氰化物回收室中浓缩。
4.（4）在阴极室含氰贫液中的铜锌被电解析出，浓度下降，当浓度下降到一定程度后缓冲罐进行更换，用新的含氰贫液进阴极室，而已被电解的低浓度的含氰贫液进氰化物回收室，回收氰化物后返回金银提取工序，实现含氰贫液的全部回用。
5.（5）在阳极室加入一定浓度的碱、硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠、硝酸钾等难电解的稳定性盐的水溶液做阳极液，阳极室中的Na+ 或K+ 在电场驱动下通过离子交换膜进入氰化物回收室，完成电流的通路，并与阴极室释放的CN- 结合为NaCN或KCN回用于黄金的提取。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征是，阳极室中碱或者难电解盐的浓度为0.01-15%，优选0.5-3%。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，阳极室为盐水溶液时，用碱调节pH 10-12。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征是，阴极得到铜、锌或其混合物。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征是，游离CN-不会进入阳极室，不会被氧化。
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