CN106498441B - 合质金直接生产高纯金的方法 - Google Patents

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Abstract

一种合质金直接生产高纯金的方法，分为浇铸金阳极板、造液、电解、废液处理四个主要步骤，采用电解法直接从含金96％以上合质金电解产出99.999％高纯金。本法分金阳极板浇铸、造液、电解、废液处理四个主要步骤，是对传统电解精法的一次突破，一次电解得到99.999％金，克服了其它精炼提纯的缺点，达到产品质量稳定，金纯度高、损失率低，原料适应性强等目的。

Description

合质金直接生产高纯金的方法
技术领域
本发明涉及贵金属冶金技术领域，尤其涉及一种合质金直接生产高纯金的方法。
背景技术
目前，随着世界半导体产业向中国转移，近年来，99.999％高纯金的需求量每年以20％～80％的速度增长，目前，国内尚有极少数厂家进行高纯金的生产，而大部分国内外生产高纯金基本采用多次电解精炼或萃取的方法。多次金电解精炼需要准备不同品质的电解液，浇铸二次金阳极板需用99.9％或99.99％金料，这使金的损失率和生产成本都要成倍放大；同样，采用萃取的方法精炼，其水相所含金的回收是用化学试剂还原的，这样的还原都是不彻底的且处理量相对较大，报废的萃取剂不可能100％反萃，其金的损失率要高于一次电解精炼的，另外，其消耗的试剂也较多，生产成本也较高。上述方法主要缺点是金的损失率偏高，其次是成本因素。
发明内容
本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种合质金直接生产高纯金的方法，以克服多次电解精炼或萃取提纯各自存在的缺点，达到缩短生产周期、相对减少金积压或降低金的损失率，解决原料适应性等问题。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种合质金直接生产高纯金的方法，分为浇铸金阳极板、造液、电解、废液处理四个主要步骤，详细工艺条件如下：
a.浇铸金阳极板：将金料加入中频电炉的石墨坩埚内，将炉料升温至在1150～1250℃温度，去除表面渣后，将熔体倒入事先准备好的金阳极模内，冷却后脱模、修整、钻孔即可去下到工序。得到的金阳极板含金应大于96％。金阳极模的准备：将模预热到温度为100-160℃后，用乙炔焰在模浇铸面上均匀喷上一薄碳灰即可。
b.造液：采用隔膜电解法，合质金做阳极并装入布袋内，纯金片做阴极放入隔膜内。以盐酸溶液为电解液，初时槽内盐酸浓度为26％，隔膜内盐酸浓度为20％，造液过程中，槽内液面下降用20％浓度盐酸补加，模内液面下降用去离子水补加，模内液面要高于槽内液面2～4cm,造液所用电流是半波整流没有滤波的电流，阴极电流密度1500～2100A/m2，槽电压1.5～3.0V，电解液自热，造液终点时的比重为1.3～1.5，停车后过滤电解液备下道工序用，阳极布袋内有掉落的金和氯化银等，倒出的阳极泥经水洗、硫代硫酸钠处理后返回浇金阳极板。
造液时主要电极反应如下：
阳极反应：Au+4Cl-1＝[AuCl4]-1+3e
阴极反应：3H+1+3e＝3/2H2↑
c.金电解：以造液过滤后的氯金酸深液为电解液，合质金为阳极、阳极外套有布袋，纯金片为阴极。金电解液成份控制为Au 150～350g/L,HCL 60～150g/L,Pb<3.5g/L,槽电压0.1～0.3V，正向阴极电流密度220～300A/m2，反向阴极电流密度45～85A/m2，所谓的正反向电流是指在同一正弦波的交流电中、在正半周导通的是正向电流、负半周部份导通的是反向电流，阴阳极面积之比为1:1.3。电解液自热、间断空气搅拌或耐酸磁偶泵循环电解液，所得电金经水洗、氨浸、硝酸煮再水洗烘干即可浇铸金锭。布袋内倒出的阳极泥处理。电解过程中电解液的补加视电解液中的杂质含量而定，杂质含量低补加新鲜电解液、较高补加去离子水、高出指标报废处理。
主要电极反应如下：
阳极反应：Au+4Cl-1＝[AuCl4]-1+3e
阴极反应：[AuCl4]-1+3e＝Au+4Cl-1
阴极用的纯金片制作，如同金电解一样，只需将纯金片阴极用钛板替代，当钛板上金析出有0.3mm厚左右就可取出，剥下金片如同电金一样处理就得纯金片。
d.金电解废处理：报废的金电解液在钛槽或白瓷缸中用亚硫酸钠还原。还原前先用耐酸软管装热水将废液加热35∽45℃，因该反应是放热反应，故应缓慢加入饱和的亚硫酸钠，还原时温度保持在70～90℃，亚硫酸钠的用量是理论量的2-3倍，还原所得金返回浇铸金阳极板。还原反应式如下：
2H[AuCl4]+3Na2SO3+3H2O＝2Au↓+3Na2SO4+8HCl。
其中正向阴极电流密度220～300A/m2，反向阴极电流密度过45～85A/m2，阴阳极面积之比为1:1～1.3，所用合质金为：金含量大于96％。
本发明有益的效果是：本发明能够一次性快速生产出99.999％高纯金，生产操作控制简单，质量稳定，金损失率低，比多次电解，金积压少，生产所需场地也小，对原料要求较低、只需含金大于96％。对产出金的纯度100％达到99.998％以上，符合国标《GB/T4134-2003》一号金的要求，随机取样送到“长春黄金研究所”检测，按5九金检测标准《GB/T25934.1-2010》检测、杂质含量合计为0.00059％，金的纯度达到99.99941％(附送检报告)，另根据5九金国标《GB/T25933-2010》3.1.2条款中“当杂质元素实测质量分数小于0.2×10-6时，可不参与差减”，报告中有17项符合此要求，则金的纯度可报为99.99975％。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1：
a.浇铸金阳极板。以银电解产出的阳极泥处理过的合质金为原料，浇铸了4炉金阳极板，合计重119.93kg,含金96.64％、含银3.01％、含铅0.1％；
b.造液。分析纯盐酸用量74瓶，500ml/瓶，半波整流阴极电流密度1760A/m2,槽压2.7V，液温67℃，2槽串联，每槽3排阳极、2排阴极，金阳极板作阳极、纯金片作阴极，造液时间44小时，终了时液体比重1.42，冷却后过滤得51.6升金电解液，造液溶掉金阳极板20.5kg；
c.金电解。将造液剩下的99.43kg金阳极板再投入电解，金电解2槽串联，每槽4排阳极、3排阴极，导电棒用银棒，阳极板挂钩用金钩，阴极用纯金片，阴极正向电流密度260A/m2，槽电压0.18V，阴极反向电流密度78A/m2，电解液温度43℃，电解过程对阳极板较小时要及时替换，开车11.5天，得电金78.25kg,残极12.1kg，阳极泥10.4kg,停车后的金电解液含铅1.9g/L，低于要求，下次还可继续使用。电金按下述依次处理：水洗，塑料桶中浓氨水浸泡1小时，水洗，不锈钢盆中分析纯硝酸浸煮2小时，去离子水洗，烘干得金纯度为99.999％。金阳极泥处理：水洗涤过滤，滤饼放入塑料槽中再加入33升浓度为2M的硫代硫酸钠溶液间断搅拌浸2小时，过滤、滤饼烘干去浇铸金阳极板，滤液加硫化钠得硫化银沉淀和硫代硫酸钠溶液，硫化银返到熔炼工序熔炼，硫代硫酸钠溶液再去处理金阳极泥。
d.含金液体处理。含金洗液可用于造液和金电解时的补加液，多余的要用亚硫酸钠在PH值1-3情况下还原，本次没处理。
实施例2：
a.浇铸金阳极板。以银电解产出的阳极泥处理过的合质金为原料，浇铸了5炉金阳极板，合计重148.82kg,含金97.68％、含银1.88％、含铅0.12％；
b.造液。金电解液是上次电解时留下的，电解液比重1.39，含铅0.48g/L，还能继续用，不用造液；
c.金电解。将148.82kg金阳极板投入电解，金电解2槽串联，每槽4排阳极、3排阴极，导电棒用银棒，阳极板挂钩用金钩，阴极用纯金片，阴极正向电流密度265A/m2，槽电压0.19V，阴极反向电流密度75A/m2，电解液温度44℃，电解过程对阳极板较小时要及时替换，开车16.5天，得电金123.3kg,残极15.3kg，阳极泥10.82kg,停车后的金电解液含铅3.34g/L，接近要求底线，可报废处理50％金电解液。电金按下述依次处理：水洗，塑料桶中浓氨水浸泡1小时，水洗，不锈钢盆中分析纯硝酸浸煮2小时，去离子水洗，烘干得金纯度为99.999％。金阳极泥处理：水洗涤过滤，滤饼放入塑料槽中再加入33升浓度为2M的硫代硫酸钠溶液间断搅拌浸2小时，过滤、滤饼烘干去浇铸金阳极板，滤液加硫化钠得硫化银沉淀和硫代硫酸钠溶液，硫化银返到熔炼工序熔炼，硫代硫酸钠溶液再去处理金阳极泥。
d.金电解废液处理。报废的50％金电解液和部份洗液一起有35升，含金188.63g/L,废液加到白瓷缸，因8月室温高，没有序加热，将饱和的亚硫酸钠溶液缓慢加入白瓷缸中同时不断搅拌，直到液体变绿色(亚铁离子的颜色)，共消耗无水亚硫酸钠15公斤，过滤洗涤、烘干，金去浇铸金阳极板，滤液含金6.9mg/L，再加100克锌粉置换，液体含金降到0.06mg/L排放。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (1)

1.一种合质金直接生产高纯金的方法，其特征是：步骤及工艺条件如下：
a.浇铸金阳极板：在1150～1250℃温度下，浇铸成金阳极板，金阳极板含金大于96％；
b.金电解液造液：采用隔膜电解法，合质金做阳极并装入布袋内，纯金片做阴极放入隔膜内，以盐酸溶液为电解液，初时槽内盐酸浓度为26％，隔膜内盐酸浓度为20％，半波整流阴极电流密度1500～2100A/m2，槽电压1.5～3.0V，造液终点时的比重为1.3～1.5，电解液自热，造液时主要电极反应如下：
阳极反应：Au+4Cl-1＝[AuCl4]-+3e
阴极反应：3H++3e＝3/2H2↑；
c.金电解：以造液得到的氯金酸为电解液，合质金为阳极并装入布袋，纯金片为阴极;金电解液成份控制为Au 150～350g/L，HC1 60～150g/L，Pb<3.5g/L，槽电压0.1～0.3V，正向阴极电流密度220～300A/m2，反向阴极电流密度45～85A/m2，阴阳极面积之比为1:1～1.3，电解液自热、间断空气搅拌或循环，主要电极反应如下：
阳极反应：Au+4Cl-1＝[AuCl4]-+3e
阴极反应：[AuCl4]-+3e＝Au+4Cl-1
所得电金经水洗、氨浸、硝酸煮再水洗烘干即可浇铸金锭；
d.报废的金电解液处理：报废的金电解液在钛槽或白瓷缸中用亚硫酸钠还原，还原时温度保持在70～90℃，还原所得金返回浇铸金阳极板。
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