CN112322904A

CN112322904A - 一种真空分离金银铜合金的方法

Info

Publication number: CN112322904A
Application number: CN202011081559.3A
Authority: CN
Inventors: 陈巍; 简爱华; 陈浩; 黄道则; 戴卫平; 速斌; 李俊彦
Original assignee: Kunming Dingbang Technology Co ltd
Current assignee: Kunming Dingbang Technology Co ltd
Priority date: 2020-10-12
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2021-02-05

Abstract

本发明公开一种真空分离金银铜合金的方法，属有色金属火法冶金提纯领域。以含Pb、Bi、Zn等杂质的Au、Ag、Cu合金或者Au、Ag、Cu合金为原料，Pb、Bi、Zn等低沸点元素，通过控制温度与分区收集的方式实现分离。Au、Ag、Cu合金通过精确控温、多次蒸馏与分区收集的方式实现分离；或通过一次蒸馏、控温分区冷凝并分区收集的方式实现分离得到粗金、粗银、粗铜。本发明工艺流程短、无化学试剂消耗、无废水废气产生，绿色高效。

Description

一种真空分离金银铜合金的方法

技术领域

本发明属于有色金属火法冶金及分离提纯领域，具体涉及一种真空分离金银铜合金的方法。

背景技术

主要针对金矿石通过混汞法、氰化法、硫脲法，及其他方法如液氯法、高温氯化挥发法、硫代硫酸盐浸出法等提金过程产生的的金、银合金，铅、铜、镍阳极泥及其它有色金属副产物火法-电解工艺等流程产生的金银合金提取金的方法有火法工艺流程提取的金银合金及二次回收的金、银合金，以及现有贵铅、贵铋等贵金属采用真空蒸馏工艺产生的金、银合金。

申请公布号为CN 106367609 A一种粗金真空精炼提纯法，此方法包括以下步骤：首先将粗金切成小块，置于真空炉中抽真空至30～100Pa，升温至温度为1550℃～1650℃，恒温蒸馏60min，期间通过循环冷却水控制冷凝盖的温度至400℃～800℃得到蒸馏物，结束后得到残留物。该工艺主要针对粗金中含金的质量百分比为90～95％的原料。一般含金大于85％以上的粗金有很多种方式提纯。

申请公布号为CN 109402402 A的发明专利公布了一种回收金银铜合金中金和银的方法，此方法包括以下步骤：一、将金银铜合金废料置于超声波反应釜内，加入浓硝酸，浸出后过滤得到滤液和滤渣；二、对滤液进行离子交换分离，得到硝酸银溶液；三、采用电积法回收硝酸银溶液中的银；四、将滤渣溶解于王水中，赶硝后稀释再调节PH值，加入亚硫酸氢钠至无沉淀产生，煮沸至溶液上清变为无色，过滤洗涤沉淀至中性，干燥后得到海绵金。此方法采用超声强化浸出、离子交换、电积、化学法等方法实现了金银铜合金废料回收金银，但存在流程长、消耗化学试剂多，产生废液等问题。

授权公告号为CN 106282571 B的发明专利提供了一种锡铜金银废料的综合回收工艺，该工艺通过14个步骤，将锡铜金银废料中的锡铜金银分步骤的提取出来，采用锡铜金银先通过球磨再烘干再焙烧再粉碎的处理工艺，使废料中的锡铜金银得到分离，再通过分层次的提取分离，对锡、铜、银、金按顺序进行回收。该工艺步骤繁多，涉及球磨、焙烧、粉碎、熔炼、电解、萃取等诸多方法，用到了众多药品和试剂。

以上方法都存在流程冗长、操作复杂等问题。现有常规技术处理粗金有王水溶解和水溶液氯化法，这两种方法处理粗金合金的时候，时效快，所以国内大部分工厂目前采用此方法提纯粗金。但因为溶液中有氯离子，对原料中银的含量有要求。当原料中银的含量高时，银离子会和氯离子产生氯化银沉淀，导致溶液溶解粗金的速率降低。另外，原料中含有的铜、铅、锌等杂质含量会消耗溶液，从而影响银的纯度。当金的含量小于85％时，需要两次提纯，才能达到3N的金产品，经过研究金银铜合金分离提纯具有良好的效果。

发明内容

针对目前金银铜合金分离提纯现状，本发明提供了一种金银铜合金分离的方法，通过以下技术方案实现金银铜等元素达到符合现有国家标准的产品。

一种真空分离金银铜合金的方法，其具体步骤如下：

方案一优选地：

第一步：将装有金银铜合金的坩埚放入间断式真空蒸馏炉，控制真空炉内压强为0.1～100Pa，升温至900～1200℃时保温60～180min，得到金银铜合金(Cu+Ag+Au>99％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物Pb、Bi、Zn等易挥发元素通过冷凝收集，挥发物收集于集料区I，或者

当物料易挥发元素较少时可以缩短900～1200℃保温时长或省略此步骤。

本过程主要目的是最大程度分离除铜银金外的易挥发杂质元素，以便于铜银金元素的真空分离及保证金银元素回收的高效性，如果除铜银金元素外的易挥发物料，如锌元素选择的蒸馏温度较低，真空度值较小时，如1Pa则可以选择相对低的温度和较短时间；由于不同元素的饱和蒸气压大小不一，因此在真空下的挥发顺序不同。金银铜合金中元素的挥发顺序依次为：Zn>Pb>Bi>Ag>Cu>Au，利用挥发特性的差异，依次使Zn、Pb、Bi，Ag，Cu挥发，从而实现真空分离金银铜合金。

第二步：控制真空炉内压强为0.1～100Pa，将温度继续升温至1300～1600℃保温60～180min，得到金铜合金(Cu+Au>98％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物(粗银Ag>95％)通过冷凝收集于集料区II；

第三步：控制真空炉内压强为0.1～100Pa，将温度继续升温至1700～2000℃保温60～180min，得到粗金(Au>85％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物粗铜(Cu>90％)通过冷凝收集于集料区III；

此过程三步都在一个真空炉内进行，这样有利于提高生产时效，减少真空炉升温降温过程的热量损失。第一步挥发的易挥发金属通过冷凝器收集汇集于集料区I，通过温度压力调节，使易挥发金属最大量挥发，同时尽可能的减少金银在此过程的损失；第二步的主要目的是将金银铜合金中的粗银尽量提纯到含银90％以上，以减小银的进一步提纯工艺难度，同时尽量控制金在银中的含量以提高金的直收率；第三步主要目的是通过提高温度使铜金进行分离，使粗金中金的含量大于85％可以在后续使用现有技术通过一步处理得到4N以上金，以及得到含金银较少的铜。

方案二优选地：

装有金银铜合金的坩埚放入间断式真空蒸馏炉，坩埚上装2-4个分馏盘，控制真空炉内压强为0.1～100Pa，升温至坩埚温度1000～1300℃，控制分馏盘温度900～1200℃，保温60～180min，挥发物蒸气通过分馏盘后到冷凝区冷凝。得到金银铜合金(Cu+Ag+Au>99％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物Pb、Bi、Zn等易挥发元素通过冷凝收集，挥发物收集于集料区I，或者

当物料易挥发元素较少时可以缩短保温时长或省略此步骤。

控制真空炉内压强为0.1～100Pa，将坩埚温度继续升温至1700～2000℃，控制分馏盘温度1300～1500℃保温60～180min，得到粗金(Au>85％)保留在坩埚中、蒸馏挥发物(粗银Ag>95％)通过分馏盘后进入冷凝器收集于集料区II、蒸馏挥发物粗铜(Cu>90％)通过分馏盘冷凝收集于集分馏盘中；

此过程两步都在一个真空炉内进行，这样有利于提高生产时效，减少真空炉升温降温过程的热量损失。第一步挥发的易挥发金属通过冷凝器收集汇集于集料区I，通过温度压力调节，使易挥发金属最大限度挥发，同时尽可能的减少金银在此过程的损失；第二步通过高温蒸馏和控温分馏，将金银铜合金中的银、铜通过一步蒸馏、分步冷凝的方式一次得到三种产品，使粗银中银提纯到90％以上，使粗金中金的含量大于85％，以及得到含金银较少的铜。

所述一种真空分离金银铜合金的方法采用两步真空蒸馏实现了金、银、铜的分离提纯，其中第一步在较低温度下真空蒸馏使银挥发，第二步在高温下真空蒸馏实现铜金的分离提纯。

所述一种真空分离金银铜合金的方法在真空蒸馏过程中在坩埚上采用分馏盘进行元素分馏及铜的收集。进一步提高各元素的分离效率，减少各元素之间的相互干扰。

注：所述一种真空分离金银铜合金的方法采用的分离设备及技术为本公司的专利号为CN105969997B高沸点合金间断式真空蒸馏分离炉和专利号为CN109055769A一种多元合金分级蒸馏设备。

其中所述集料区对应专利号为CN105969997B高沸点合金间断式真空蒸馏分离炉和专利号为CN109055769A一种多元合金分级蒸馏设备中的分馏盘和收集装置及方法。如：铅锌元素可收集于专利一种多元合金分级蒸馏设备的集料器接料桶1区中；蒸馏挥发物粗银可以收集于专利高沸点合金间断式真空蒸馏分离炉的分馏盘中，或收集于专利一种多元合金分级蒸馏设备的集料器接料桶2区中；蒸馏挥发物粗铜收集于专利一种多元合金分级蒸馏设备的分馏盘中。

附图说明

图1是本发明方案一附图。

图2是本发明方案二附图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1

装有金银铜合金(Au 25％，Ag 45％，Cu 27％，Zn 3％)的坩埚放入间断式真空蒸馏炉，控制真空炉内压强为0.1Pa，升温至900℃时保温60min，得到金银铜合金(Cu+Ag+Au>99％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物Zn合金通过冷凝收集于集料区I；

保持炉内真空度不变，将温度继续升温至1300℃保温180min，得到金铜合金(Cu+Au>98％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物(粗银Ag>95％)通过冷凝收集于集料区II；

保持炉内真空度不变，将温度继续升温至1700℃保温120min，得到粗金(Au>85％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物粗铜(Cu>90％)通过冷凝收集于集料区III；

其它操作步骤如实施例1，控制条件和产物如下表：

表1一种真空分离金银铜合金的方法实施例1

实施例2

装有金银铜合金(Au 15％，Ag 40％，Cu 30％，Pb+Bi+Zn 15％)的坩埚放入间断式真空蒸馏炉，坩埚上装3个分馏盘，控制真空炉内压强为100Pa，升温至坩埚温度1300℃，控制分馏盘温度1200℃，保温180min，挥发物蒸气通过分馏盘后到冷凝区冷凝。得到金银铜合金(Cu+Ag+Au>99％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物Pb、Bi、Zn合金冷凝收集于集料区I；

保持炉内真空度不变，将坩埚温度继续升温至2000℃，控制分馏盘温度1500℃保温180min，得到含Au86％、Cu13％的粗金保留在坩埚中、蒸馏挥发物含Ag95.8％、Cu3％、Au0.02％的粗银通过分馏盘后进入冷凝器收集于集料区II、蒸馏挥发物含Cu94％、Au5％、Ag1％的粗铜通过分馏盘冷凝收集于集分馏盘中；

实施例3

装有金银铜合金(Au 40％，Ag 45％，Cu 15％)的坩埚放入间断式真空蒸馏炉，坩埚上装2个分馏盘，控制真空炉内压强为10Pa，升温至坩埚温度1300℃，控制分馏盘温度1200℃，保温30min，挥发物蒸气通过分馏盘后到冷凝区冷凝。得到金银铜合金(Cu+Ag+Au>99％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物低沸点合金冷凝收集于集料区I；

保持炉内真空度不变，将坩埚温度继续升温至1900℃，控制分馏盘温度1400℃保温180min，得到含Au96％、Cu3％的粗金保留在坩埚中、蒸馏挥发物含Ag95％、Cu4.5％、Au0.02％的粗银通过分馏盘后进入冷凝器收集于集料区II、蒸馏挥发物含Cu93％、Au6％、Ag1％的粗铜通过分馏盘冷凝收集于集分馏盘中；

其它操作步骤如实施例2、3，控制条件和产物如下表：

表2一种真空分离金银铜合金的方法实施例2、3

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种真空分离金银铜合金的方法，其特征在于：

将金银铜合金或含Pb、Bi、Zn杂质的金银铜合金，分步骤真空蒸馏，先得到含Pb、Bi、Zn元素的合金，粗银、粗铜及粗金。

2.根据权利要求1所述的一种真空分离金银铜合金的方法，其特征在于：优选地：

(1)装有金银铜合金的坩埚放入间断式真空蒸馏炉，控制真空炉内压强为0.1～100Pa，升温至900～1200℃时保温60～180min，得到金银铜合金(Cu+Ag+Au>99％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物Pb、Bi、Zn易挥发元素通过冷凝收集，挥发物收集于集料区I；或者

当物料易挥发元素较少时可以缩短900～1200℃保温时长或省略此步骤；

(2)控制真空炉内压强为0.1～100Pa，将温度继续升温至1300～1600℃保温60～180min，得到金铜合金(Cu+Au>98％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物(粗银Ag>95％)通过冷凝收集于集料区II；

(3)控制真空炉内压强为0.1～100Pa，将温度继续升温至1700～2000℃保温60～180min，得到粗金(Au>85％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物粗铜(Cu>90％)通过冷凝收集于集料区III。

3.根据权利要求1所述的一种真空分离金银铜合金的方法，其特征在于：优选地：

(1)装有金银铜合金的坩埚放入间断式真空蒸馏炉，坩埚上装2-4个分馏盘，控制真空炉内压强为0.1～100Pa，升温至坩埚温度1000～1300℃，控制分馏盘温度900～1200℃，保温60～180min，挥发物蒸气通过分馏盘后到冷凝区冷凝，得到金银铜合金(Cu+Ag+Au>99％)保留在坩埚中及蒸馏挥发物Pb、Bi、Zn等易挥发元素通过冷凝收集，挥发物收集于集料区I，或者

当物料易挥发元素较少时可以缩短保温时长或省略此步骤；

(2)控制真空炉内压强为0.1～100Pa，将坩埚温度一次升温至1700～2000℃，控制分馏盘温度1300～1500℃保温60～180min，得到粗金(Au>85％)保留在坩埚中、蒸馏挥发物(粗银Ag>95％)通过分馏盘后进入冷凝器收集于集料区II、蒸馏挥发物粗铜(Cu>90％)通过分馏盘冷凝收集于集分馏盘中。