CN110643827A - 一种绿色溶解并提取金元素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绿色溶解并提取金元素的方法，其特征在于：包含以下步骤：（1）在待提取金元素的原料中，加入去离子水、氯化钠和乙酸，加热至沸腾，冷却至60‑90℃加入硝酸，直至原料金全部溶解为止；冷却至室温，抽滤；（2）加热赶硝：滤液加热至沸腾，小火保持20‑30min，补加去离子水，恢复原有体积；（3）在60‑90℃时，逐量加入维生素C固体，底部沉淀出棕红色粉末，即为粗金粉；（4）将粗金粉用去离子水洗涤，然后加入稀硝酸，加热直至沸腾，过滤，即得到金粉；（5）在金粉加入硼砂，逐级升温至1070‑1100℃，保温5‑15min，熔炼，冷却后，取出，用稀硝酸处理，得到单质金。

Description

一种绿色溶解并提取金元素的方法
技术领域
本发明涉及一种绿色溶解并提取金元素的方法，可应用于电子废弃物、工业废弃物等含金原料的废物资源化，以绿色环保的方法将金元素溶解并提取。并可用于学校教学实验，改变传统方法带来的弊端。
背景技术
金元素以超强的化学稳定性著称，在水中电极电势很高，自然条件下无法氧化并溶解黄金，在化学手段下，以氰化物、王水等试剂进行相关反应，才可以达到溶解、提取的目的。但众所周知，氰化物有剧毒，0.1-0.3g即可导致人死亡，而生产过程中如果与酸作用，产生氰化氢，HCN 在空气中浓度为20ppm时，经过数小时人就产生中毒症状、致死，在安全上的弱点是显而易见的，同时废水处理不当会对环境造成致命伤害；而王水法，尽管对金的溶解是有效的，但过程中由于强腐蚀性，不仅对设备有苛刻的要求，对安全也带来隐患，同时对废弃物中几乎所有金属都可溶解于王水中，使得溶液中存在多种金属离子，并互相干扰屏蔽，造成后期还原提纯的困难，导致回收率低等问题。同样，混汞法、溴法等方法都不可避免的使用有毒有害试剂，造成环境危害，以及对过程、设备的苛刻要求。
金元素由于特殊的化学性质，氧化溶解一直是广泛的难题，并且目前使用方法多数对环境有不良影响，形成二次污染或带来过程中的危险与危害。
使用王水等方法溶金后，一般使用亚硫酸钠、水合肼等进行还原，还原反应也会带来有害物质。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种绿色溶解并提取金元素的方法，以氯化钠、乙酸、维生素C等可食用试剂来实现对金元素的有效溶解和提取，试剂更加绿色安全，减少危害，提取率高，产品纯度高，以解决现有技术存在的缺陷。
本发明的技术方案是：一种绿色溶解并提取金元素的方法，包含以下步骤：（1）在待提取金元素的原料中，加入去离子水、氯化钠和乙酸，加热至沸腾，冷却至60-90℃加入硝酸，直至原料金全部溶解为止；冷却至室温，抽滤；（2）加热赶硝：滤液加热至沸腾，小火保持20-30min，后补加去离子水，恢复原有体积；（3）在60-90℃时，逐量加入维生素C固体，直至橙黄色彻底消失，出现浑浊，静置，底部沉淀出棕红色粉末，即为粗金粉；（4）将粗金粉用去离子水洗涤，然后加入稀硝酸，加热直至沸腾，过滤，即得到金粉；（5）在金粉加入硼砂，逐级升温至1070-1100℃，保温5-15min，熔炼，冷却后，用稀硝酸处理，得到单质金。
所述的步骤（1）中各物质的用量：每溶解2克金，需去离子水150毫升、氯化钠盐28.0-36.0克和乙酸24-34毫升。
所述的步骤（3）后还包括：将还原液静置沉淀，取上清液，滴入酸性SnCl2溶液，检验还原是否完全，没有出现紫红色，表明金已彻底还原。
本发明的有益效果：（1）本方法中第一步可有效实现对金元素的溶解，使用氯化钠、乙酸等可食用试剂，并且硝酸的用量以加至原料金恰好彻底溶解为标准；
（2）第二步至第五步可有效实现对金元素的还原，还原剂使用可食用的试剂维生素C，还原后的残液用酸性氯化亚锡溶液检验，至没有出现紫红色为准，表明残液中金的含量低于0.3ppm，已达到彻底还原；
（3）经第六、七步熔炼后的金，经“国土资源部贵阳矿产资源监督检测中心”进行ICP-AES检测（Thermo 公司 型号ICAP6300），纯度大于99.92%。
本申请中以氯化钠、乙酸、维生素C等可食用试剂来实现对金元素的有效溶解和提取，试剂更加绿色安全，减少危害，提取率高，产品纯度高。
附图说明
图1为含金原料在未溶解之前的状态图片；
图2为含金原料按本发明方法溶解后的状态图片；
图3为滤液加热赶硝时的状态图片；
图4为加入VC还原后的状态图片；
图5为底部沉淀的金粉；
图6为酸性氯化亚锡溶液检验残液图片；
图7为熔炼后的金粒。
具体实施方式
实施例1：收集含金的电子或工业废弃物，针对含金总量在2g左右时的试剂用量：
1）在500ml烧杯中，加入150.0ml去离子水，加入NaCl 34.0g，乙酸30.0ml，放入原料，加热至沸腾，冷却至60℃后，用滴管逐滴加入硝酸，边滴加边搅拌。溶液逐渐出现黄色，颜色逐渐由浅变深，继续滴加硝酸，直至原料金全部溶解为止；
2）将溶金溶液冷却至室温，抽滤，将滤液倒入烧杯中，滤液为橙黄色液体；
3）加热赶硝：加入1-2粒沸石，加热溶液至沸腾，小火保持30min，赶硝，含金液挥发浓缩。赶硝后，补加去离子水，恢复原有体积；
4）在90℃时，逐量加入维生素C固体，直至橙黄色彻底消失。烧杯中出现浑浊，静置1hr，烧杯底部沉淀出棕红色粉末，即为粗金粉；
5）将还原液静置沉淀，取上清液，滴入酸性SnCl2溶液，检验还原是否完全。没有出现紫红色，表明金已彻底还原；
6）将粗金粉用去离子水充分洗涤，然后放入50ml烧杯中，加入20ml浓度为20%的硝酸，加热直至沸腾。经过硝酸处理，可溶解去除粗金粉中残余的其他金属杂质。过滤，即得到金粉；
7）将金粉放入坩埚中，加入适量硼砂，硼砂可作为助熔剂，并通过硼砂珠反应进一步去除微量杂质。在马弗炉中逐级升温至1100℃，保温5min，熔炼。冷却后，取出，将覆盖有硼砂的金粒用稀硝酸处理，去掉表层硼砂，得到具有光泽的单质金，经“国土资源部贵阳矿产资源监督检测中心”进行ICP-AES检测（Thermo 公司 型号ICAP6300），纯度大于99.92%。
实施例2：废旧电脑和手机的CPU、废旧电脑显卡、内存等元器件中含有金，应用本发明处理这些含金元器件。
1）预处理，将含金元器件分拣、分离后，用20%的硫酸或硝酸溶液处理，使得基底金属溶解，而金不溶解，加热8-10h后，过滤，得到的滤渣即为富集度较高的粗金料，将粗金料洗涤、烘干；
2）在500ml去离子水中，加入NaCl 105.0g，乙酸90.0ml，放入粗金料约5g，加热至沸腾，冷却至60℃后，用逐渐加入硝酸，边加边搅拌。溶液逐渐出现黄色，颜色逐渐由浅变深，继续滴加硝酸，直至原料金全部溶解为止；
3）将溶金溶液冷却至室温，抽滤，将滤液倒入烧杯中。滤液为橙黄色液体；
4）加热赶硝：加入1-2粒沸石，加热溶液至沸腾，小火保持20min，赶硝，含金液挥发浓缩。赶硝后，补加去离子水，恢复原有体积；
5）在90℃时，逐量加入维生素C固体，直至橙黄色彻底消失。烧杯中出现浑浊，静置1hr，烧杯底部沉淀出棕红色粉末，即为粗金粉；
6）将还原液静置沉淀，取上清液，滴入酸性SnCl2溶液，检验还原是否完全。没有出现紫红色，表明金已彻底还原；
7）将粗金粉用去离子水充分洗涤，然后放入50ml烧杯中，加入20ml浓度为20%的硝酸，加热直至沸腾。经过硝酸处理，可溶解去除粗金粉中残余的其他金属杂质。过滤，即得到金粉；
8）将金粉放入坩埚中，加入适量硼砂，硼砂可作为助熔剂，并通过硼砂珠反应进一步去除微量杂质。在马弗炉中逐级升温至1070℃，保温15min，熔炼。冷却后，取出，将覆盖有硼砂的金粒用稀硝酸处理，去掉表层硼砂，得到具有光泽的单质金，经ICP-AES检测，纯度大于99.92%。

Claims (3)

1.一种绿色溶解并提取金元素的方法，其特征在于：包含以下步骤：（1）在待提取金元素的原料中，加入去离子水、氯化钠和乙酸，加热至沸腾，冷却至60-90℃加入硝酸，直至原料金全部溶解为止；冷却至室温，抽滤；（2）加热赶硝：滤液加热至沸腾，小火保持20-30min，后补加去离子水，恢复原有体积；（3）在60-90℃时，逐量加入维生素C固体，直至橙黄色彻底消失，出现浑浊，静置，底部沉淀出棕红色粉末，即为粗金粉；（4）将粗金粉用去离子水洗涤，然后加入稀硝酸，加热直至沸腾，过滤，即得到金粉；（5）在金粉加入硼砂，逐级升温至1070-1100℃，保温5-15min，熔炼，冷却后，用稀硝酸处理，得到单质金。
2.根据权利要求1所述的一种绿色溶解并提取金元素的方法，其特征在于：所述的步骤（1）中各物质的用量：每溶解2克金，需去离子水150毫升、氯化钠盐28.0-36.0克和乙酸24-34毫升。
3.根据权利要求1所述的一种绿色溶解并提取金元素的方法，其特征在于：所述的步骤（3）后还包括：将还原液静置沉淀，取上清液，滴入酸性SnCl2溶液，检验还原是否完全，没有出现紫红色，表明金已彻底还原。
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