CN113584539A - 一种制备金盐溶液及回收金的方法、无氰电镀金的电镀液 - Google Patents

一种制备金盐溶液及回收金的方法、无氰电镀金的电镀液 Download PDF

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CN113584539A CN202110714804.8A CN202110714804A CN113584539A CN 113584539 A CN113584539 A CN 113584539A CN 202110714804 A CN202110714804 A CN 202110714804A CN 113584539 A CN113584539 A CN 113584539A
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Abstract

本发明涉及一种制备金盐溶液及回收金的方法、无氰电镀金的电镀液，一种制备金盐溶液的方法，包括以下步骤：步骤A，制备氯化金酸水；步骤B，制备雷酸金；步骤C，雷酸金制备金盐溶液，通过雷酸金先制备亚硫酸一价金络合物继而制备出半胱氨酸亚金钾(钠)络合物。本发明对不合格镀金产品的含氰褪金水进行回收金并进一步提纯制取金盐溶液，对亚硫酸盐无氰镀金废液进行回收金及提纯制取金盐溶液，将回收金通过络合酸性隔槽电解法制备氯化金酸水，再将氯化金制备成雷酸金及返用于镀金液的金盐水溶液—半胱氨酸亚金盐络合物，达成金的生态链闭环，将废金水、回收粗金作为原料用于连续制备可返用于镀金液的金盐水溶液，取得可观的经济及社会效益。

Description

一种制备金盐溶液及回收金的方法、无氰电镀金的电镀液
技术领域
本发明涉及电镀化工技术领域，特别涉及一种制备金盐溶液及回收金的方法、无氰电镀金的电镀液。
背景技术
电镀金的产业广泛而发达,高标规格产品以CPU及精密端子连接器、电子集成线路芯片板为代表，其他还有五金、饰品等司空见惯的产品。生产镀金的电镀液难免老化或被污染而被废弃使用，镀金的产品难免不合质量需求而需要褪金(保护产品型态下的褪金作业，继而可以再生产)，以及市场上可大量收集到的粗金，这都可成为可以利用的金源原材料，如果把此三大类的金进行进一步的深加工，提纯或制备可以返用电镀槽的金源水，将有广阔的空间及经济、社会效益。
粗金提纯：粗金通过王水溶解，继而去除硝酸后过滤，去除沉淀物，然后于滤液中加入氨水，使金变成雷酸金沉淀，微量的铜、锌、银杂质与氨水络合生成可溶性的氨络离子并被洗涤除去，此过程对环境不友好，有酸气及笑气产生。反应为：2Au+9HCl+3HNO3＝2AuCl3+3NOCl+H2O，去除硝酸靠受热浓缩或之后水液加适量甲醛来辅助还原硝酸，可能加甲醛前还需调整酸度在PH4～6为佳。
还有的方法是，将回收的粗金分别经盐酸、硝酸煮沸处理并清洗干净，用王水将粗金溶解后加热蒸发，去其中一氧化氮和多余的硝酸，再用盐酸酸化、蒸发稀释过滤，除去氯化金沉淀和其他的王水中不溶的物质，滤液用还原剂(如抗坏血酸)还原出纯金，再洗净、烘干，经此法提纯，可得纯度为99.9％的纯金。
另外的一种粗金提纯方法是：粗金置于石英锅中，加工业硝酸，加热至沸，保持10～15min，放置过夜，弃去上液用纯水洗净金，再加入硝酸进行二次提纯、烘干，一般纯度可达99.5％。(对于镀金的可伐合金边角料、印制板边角料及工艺导线等废料中金的回收，可利用金不溶解于硝酸，而可伐合金、铜箔能溶解于硝酸的这一特点来进行回收。)按上面介绍的回收方法回收的黄金，其纯度仅可达99％，但其中还含有铜、银、碳及树脂微粒等杂质，不能直接回用于镀金槽。因此，王水溶解提纯法，难以实现高质量的工业化连续生产。
褪金水以前的配方常由间硝基苯磺酸钠、氰化钠组成。近年来由于废水对间硝基苯磺酸钠的成本问题限制其使用。所以，应该考虑新的褪金配方，并且对金镀层下的基础材料损伤微弱。如此的褪金水在富余金后便于提取绝大部分金，并可以适度微调整后继续褪金。
亚硫酸盐无氰废金液回收金：亚硫酸盐无氰镀金废液可加入适量的浓盐酸，使其pH值为3～4，即可得土黄色金沉淀，沉淀过滤并用蒸馏水多次洗涤、烘干，回收的金粉可配成雷酸金，直接加入镀液使用。像铸金液金浓度值高的镀液，一般考虑优选电解出金后再化学回金。此方法：需要注意SO2的毒性问题。
关于金块制成金盐溶液的步骤一般为，金制备氯化金，氯化金制备雷酸金；雷酸金制备金氰化钾络合物。
1.由金制备三氯化金
A、将金切成小块，放入烧杯中，用酒精清洗、干燥。B、在电炉上放上石棉网(保证石棉完好)，石棉网上放上烧杯，置于通风厨中。C、在烧杯中配制王水(用分析纯试剂)。1克黄金需用2.9ml硝酸和8.6ml盐酸。D、微火加温至60-70℃以后开始逐步少量投入黄金。待反应快结束后再少量加入，分批加入一次不能过多，防止激烈反应溢出危险。E、全部溶解后，再加入少量盐酸，保持微沸，直到二氧化氮赶光为止(没有黄色烟雾)，若还没有赶尽，可以再加入盐酸微沸，直至无黄色烟雾，最后得到暗黄色的三氯化金的稠浓物，用约五倍的水稀释待用。
反应：Au+3HNO3+4HCI+H20→AuCl3·HCI·4H2O+3NO2↑。
2.由三氯化金转为雷酸金[Au(OH)3]
在上述三氯化金溶液中，在不断搅拌下，慢慢加入浓氮水(1克金约用氮水10ml)此时三氯化金转为雷酸金，呈棕褐色的沉淀物。反应：AuCl3+3NH4OH→Au(OH)3+3NH4CI用布氏漏斗抽滤雷酸金沉淀，并用沸腾的纯水反复洗涤沉淀(去掉NH4Cl和氯根等).洗涤效果可以用1％AglNO3检验氯离子是否存在，(AgCl为白色沉淀)。得到纯的雷酸金Au(OH)3不能使其干燥和敲击，否则会发生强烈爆炸。
3.由雷酸金转化为金氰化钾
将Au(OH)3溶解在15-20％的氰化钾溶液中，便获得无色的氰化金钾溶液.(1克金需氰化钾1.5克)最后加热蒸发浓缩，使之成为50g/L浓度的金氰化钾。在雷酸金和氰化钾作用的过程中Au+3还原为Au+的氰络盐，二氰络金(Ι)钾盐。
反应：Au(OH)3+4KCN→KAu(CN)2+3KOH+步骤CN)2↑。
综上所述，金王水法制备三氯化金已经成为传统方案，受到隔槽电解制备金盐的工业化方法而被淘汰。
隔膜电解法采用纯金为阳极，不锈钢为阴极；KCN溶液为阳极液，KOH溶液为阴极液；用隔膜隔开阳极液与阴极液，通直流电后纯金阳极溶于KCN生成金盐。其生产流程为:纯金一碾片、制粒一电解造液一母液过滤一蒸发浓缩一冷却结晶一洗涤一烘干。
所谓隔膜法是指在阳极与阴极之间设置隔膜，把阴、阳极产物隔开。隔膜是一种多孔渗透性隔层，它不妨碍离子的迁移和电流通过并使它们以一定的速度流向阴极，但可以阻止OH-向阳极扩散。
为此，在现有技术之上能否设计出一种生产氯金酸的环保且可连续工业化的不用王水、不用氰化钾的方法。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种制备金盐溶液方法。
为了解决现有技术的不足，本发明还提供一种回收金的方法。
为了解决现有技术的不足，本发明还提供一种无氰电镀金的电镀液。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种制备金盐溶液的方法，包括以下步骤：步骤A，制备氯化金酸水；步骤B，制备雷酸金；步骤C，雷酸金制备金盐溶液，通过雷酸金先制备亚硫酸一价金络合物继而制备出半胱氨酸亚金钾(钠)络合物；
步骤A包括以下小步骤：
步骤A1，将作为阳极的金块(可以是粗金)打孔并吊设于PP槽上方的镀金金钩，PP槽上方设置悬挂该镀金金钩的包裹有薄金片的玻璃棒，作为阴极的金片通过架设在PP槽上的玻璃棒吊设在阴极隔槽中并不与隔槽的槽壁接触，隔槽放置在PP槽的电解液内；其中所述PP槽的容积为25～30L，采用石英素烧多孔容器作为电解阴极的隔槽，所述隔槽容积在1L内，所述隔槽为直径90mm的圆柱型隔槽；PP槽设置有盖板、并连接有顶抽式废气排放口；
步骤A2，配置电解液，每升电解液由比重1.19的盐酸389ml、氯化钾65克、水配置而成，使电解液的总氯根浓度＝195.25克/升、HCl＝169.08克/升；
步骤A3，阴极隔槽内添加比重为1.19的盐酸，以控制电位；
步骤A4，阴极、阳极以裸露的方式浸入电解液，并通过电解液及多孔的隔槽实现电性导通；与阴极阳极连接的整流器为12V、100安培的高频开关，通电使阳极的金块电解形成氯化金酸水；
步骤B包括以下小步骤：
步骤B1，计量氯化金酸水含金量，取出10ml通过步骤A制备的氯化金酸水，通过还原剂-水合肼还原成金后，通过石墨平板200～300℃和广口烧杯瓶集聚成金固体并称量，然后计算步骤A中PP槽内全部氯化金酸水的含金量；
步骤B2，计量氨水，计量4倍于金摩尔质量的氨水；
步骤B3，将PP槽电解制备的氯化金酸水转移至PP桶，添加一定数量的90-100℃的纯水混合后，将氨水加入并进行搅拌，转化为雷酸金絮状水；
步骤B4，提纯雷酸金，雷酸金絮状水静置4～6小时后装入PP滤袋，雷酸金絮状水沉淀一定时间并用热纯水洗涤3次(或用热纯水洗涤3次后采用负压抽滤)，得到雷酸金；
步骤C包括以下小步骤：
步骤C1，称取雷酸金，计量雷酸金中金的含量；
步骤C2，计量所需的Na2SO3并适度富余一点量，每升多30克；
步骤C3，将Na2SO3水液加入到反应槽内升温至55～60℃；而后逐渐把雷酸金加入并搅拌反应，期间可以用PTFE热棒保持温度不低于50℃，监测反应槽内槽液PH变化，保障PH≥8，如加量雷酸金反应中测量到PH小于8，可以加适量3％的KOH调整；起始的淡黄色最终变为无色时判定为反应完全，生成亚硫酸一价金络合物；
步骤C4，对于不需要多余游离亚硫酸盐的情况下，需要对多余亚硫酸钠的去除，将溶液暴露于空气中置于通风厨中6小时，使得亚硫酸钠变质为硫酸钠，取出时加入少量稀硫酸，可用数显恒温水浴锅适当加热，促进反应完成；观察到液体不再冒出气泡时判定反应完全；或将Na3Au(SO3)2与亚硫酸钠混合液通过膜分离出Na3Au(SO3)2；
步骤C5，将Na3Au(SO3)2溶液与半胱氨酸混合，调节混合液的PH大于8后产生沉淀AuCys，将未发生沉淀的亚硫酸盐及富余的HCys半胱氨酸一并进行分离除去，洗涤沉淀物并通过KOH调整PH值，即得半胱氨酸亚金钾(钠)络合物，该半胱氨酸亚金钾(钠)络合物为KAu(cys)2或NaAu(cys)2或NH4Au(cys)2。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种利用上述方法制备的金盐溶液调配的无氰电镀金的电镀液，其配方为金2g/L，K2SO4 50g/L，Na2HPO4 40g/L，EDTA二钠盐20～25g/L，EDTMP 45～50g/L，柠檬酸钾40g/L，硼砂8～10g/L，铈1～2PPM，十二烷基二甲基氧化胺0.08ml/L，糖精钠0.5～0.8g/L，PPS-OH 0.05～0.1g/L或PPS 0.1～0.25g/L，苯亚磺酸钠0.1g/L，2-丁炔-1,4-二醇0.3g/L，香豆素0.08～0.1g/L，其中金以权利要求1中的金盐溶液KAu(cys)2引入，铈通过醋酸铈引入。
在上述技术方案中，电镀液还包括添加剂和络合剂，所述添加剂为2-巯基苯骈噻唑1mg/L、对苯二酚、尿素中的一种或多种复配，所述络合剂为乙二胺四亚甲基膦酸盐EDTMP、EDTA二钠盐、DMH中的一种或多种复配。
在上述技术方案中，电镀液采用氢氧化钾或氨水为第一调整剂来调整碱度，采用磷酸为第二调整剂来调整酸度。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种回收含氰金液中用于上述制备金盐溶液的金的方法，包括以下步骤：
步骤一，制作含氰褪金水，褪金水的配方为氰化钠32～45克/升，15％双氧水65ml，共溶于1升；将含有电镀金的不合格电镀产品浸入含氰褪金水中，加热至25～35℃，进行化学褪金，其中不合格电镀产品为在镍、银、钯、铜之上电镀了金层的电镀产品；
步骤二，预除溶解氧，在褪金反应已经很缓慢的时候，加入具有极少氧气量的烧碱，并适度升温至35℃左右反应，生成废金液；
步骤三，对废金液进行电解出金，阳极采用粗金级的金板(片)，阴极采用钛涂覆的钌铱网，电解出金后的废金液添加双氧水及少量氰化物后可循环利用；其中，不再循环利用的废金液可以终结收金，终结收金为重复步骤二和步骤三进行电解回收金，再通过水合肼法绒沙敛金；电解回收的金条为粗金，粗金的小金条可以通过火枪熔焊为大的板条或方块，用于上述步骤A1中的阳极；
步骤四，收集步骤三产生的废金液，进行破氰，采用漂白水控制反应PH8～10，之后调整PH7.5～8，而后采用水合肼进行还原金，采用石墨平板加热控制反应温度150～300℃，使得绒沙金集聚并抱团，导出水后继续浓缩固体，最后在广口瓶上烤干生成金块，该金块用于上述步骤A1中的阳极。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种回收亚硫酸盐无氰镀金废液中金的方法：将亚硫酸盐无氰镀金废液通过电解(主)回收金，电解后的亚硫酸盐无氰镀金废液加入适量的浓盐酸水，注意排出SO2废气，使其pH值为3～4，即可得土黄色金沉淀(反应过程中，适度加入水合肼有助于沉淀完全)，沉淀过滤并用蒸馏水多次洗涤、烘干，回收的金粉可配成雷酸金，直接加入镀液使用；或将所得金粉熔炼为小金块用于上述步骤A1中的阳极，电解回收所得粗金金条用于上述步骤A1中的阳极。
本发明有益效果在于，本发明通过含氰褪金水对不合格镀金产品化学褪金后进行回收金、亚硫酸盐无氰镀金废液进行回收金，回收金作为阳极通过络合酸性隔槽电解法制备氯化金酸水，再将氯化金制备成雷酸金及自然界目前所知稳定性仅次于金氰络合物的半胱氨酸亚金盐络合物，半胱氨酸亚金盐络合物作为金盐溶液调配成电镀液，返用于电镀槽内，达成金的生态链闭环；将废金水作为部分原料用于连续制备可返用于镀金液的金盐水溶液，回收市场上的粗金作为制备金盐水溶液的原料，达成工厂的24小时可循环生产，取得可观的经济及社会效益。
具体实施方式
介绍本发明的具体实施方式。
本发明通过含氰褪金水对不合格镀金产品化学褪金后进行回收金、亚硫酸盐无氰镀金废液进行回收金，回收金作为阳极通过络合酸性隔槽电解法制备氯化金酸水，再将氯化金制备成雷酸金及自然界目前所知稳定性仅次于金氰络合物的半胱氨酸亚金盐络合物，半胱氨酸亚金盐络合物作为金盐溶液调配成电镀液，返用于电镀槽内，达成金的生态链闭环。
一种制备金盐溶液的方法，包括以下步骤：步骤A，制备氯化金酸水；步骤B，制备雷酸金；步骤C，雷酸金制备金盐溶液，通过雷酸金先制备亚硫酸一价金络合物继而制备出半胱氨酸亚金钾(钠)络合物；
通过络合酸性隔槽电解法制备氯化金酸水，氯金酸AuCl3·HCl·4H2O//H[AuCl4]，以小型化、便利化、工业化为需求出发，具有良好的效益与社会价值。络合酸性隔槽制备氯金酸水的设备包括PP槽、隔槽、整流器、电源接入端、阳极的镀金金钩、阳极上的包裹了薄金片的玻璃棒、阴极的玻璃棒，PP槽容纳30L电解液；电解阴极的隔槽为直径90mm的圆柱型石英素烧多孔容器，容积在1L内。
步骤A包括以下小步骤：
步骤A1，将作为阳极的金块(可以是粗金)打孔并吊设于PP槽上方的镀金金钩，PP槽上方设置悬挂该镀金金钩的包裹有薄金片的玻璃棒，作为阴极的金片通过架设在PP槽上的玻璃棒吊设在阴极隔槽中并不与隔槽的槽壁接触，隔槽放置在PP槽的电解液内；其中所述PP槽的容积为25～30L，采用石英素烧多孔容器作为电解阴极的隔槽，所述隔槽容积在1L内，所述隔槽为直径90mm的圆柱型隔槽；PP槽设置有盖板、并连接有顶抽式废气排放口；
步骤A2，配置电解液，每升电解液由比重d＝1.19的盐酸389ml、氯化钾65克、水配置而成，使电解液的总氯根浓度＝195.25克/升、HCl＝169.08克/升；电解液可以加入一定量的表面活性剂-DS；
步骤A3，阴极隔槽内添加比重为1.19的盐酸，以控制电位；
步骤A4，阴极、阳极以裸露的方式浸入电解液，并通过电解液及多孔的隔槽实现电性导通；与阴极阳极连接的整流器为12V、100安培的高频开关，通电使阳极的金块电解形成氯化金酸水；电解过程中镇流器提供稳流65～85安培内，电源接入端由镀金金钩的薄金片外端引入；从常温开始电解时槽压会高一些，以后随着电解生热，电解液的温度会达到保持70℃左右，此时槽压6.5V左右。
在实际工作中，18升电解导电液理论上可以实现金(以金计)量4875.7克(氯金酸形态)，一般阳极金块4公斤，得3公斤金(氯金酸)，其余为剩余的阳极未溶金。利用85安培电流，电解14.41小时，从常温升温至65摄氏度左右，m(金)＝85*14.41*3600*197/3/96500＝3000克。
其中PP槽内发生的以下反应；电解阳极区发生：Au-3e→Au3+；AuCl3+HCl→H[AuCl4]，这是主反应；
副反应为杂质金属：1)Ag-e→Ag+；AgCl+HCl＝＝H[AgCl2]在热浓盐酸环境下；2)Cu/Zn/Ni-2e→Cu2+/Zn2+/Ni2+；3)Pd-2e→Pd2+；PdCl2+2HCl＝H2PdCl4。当制备雷酸金过程中氨水继续与副反应产物反应，产生铜、锌、镍、银之氨络离子(可溶于水而被分离)；
H2PdCl4+6NH4OH→[Pd(NH3)4]Cl2+2NH4Cl+6H2O；它们均为溶解水性离子化合物、故可被洗涤从而与雷酸金分离开。其中雷酸金为固相态：Au(NH3)x(OH)3，X＝3；4。
步骤B包括以下小步骤：
步骤B1，计量氯化金酸水含金量，取出10ml通过步骤A制备的氯化金酸水，通过还原剂-水合肼还原成金后，通过石墨平板200～300℃和广口烧杯瓶集聚成金固体并称量，然后计算步骤A中PP槽内全部氯化金酸水的含金量；
步骤B2，计量氨水，计量4倍于金摩尔质量的氨水；
步骤B3，将PP槽电解制备的氯化金酸水转移至PP桶，添加一定数量的90-100℃的纯水混合后，将氨水加入并进行搅拌，转化为雷酸金絮状水；
步骤B4，提纯雷酸金，雷酸金絮状水静置4～6小时后装入PP滤袋，雷酸金絮状水沉淀一定时间并用热纯水洗涤3次(或用热纯水洗涤3次后采用负压抽滤)，得到雷酸金；铜、锌、镍、银、钯均被(成为水液)洗涤除去。雷酸金不能搞得太干；不可采用金属(宜用塑胶勺)与雷酸金接触，预防爆炸风险。
雷酸金制备金盐溶液—亚硫酸一价金络合物的反应原理：
Au(NH3)3(OH)3+3Na2SO3＝Na3Au(SO3)2+NaOH+H2O+Na2SO4+3NH3↑。
雷酸金是上述步骤A、B制成的或是后面利用回收金制成。
步骤C包括以下小步骤：
步骤C1，称取雷酸金，计量雷酸金中金的含量；
步骤C2，计量所需的Na2SO3并适度富余一点量，每升多30克；
步骤C3，将Na2SO3水液加入到反应槽内升温至55～60℃；而后逐渐把雷酸金加入并搅拌反应，期间可以用PTFE热棒保持温度不低于50℃，监测反应槽内槽液PH变化，保障PH≥8，如加量雷酸金反应中测量到PH小于8，可以加适量3％的KOH调整；反应随氨气的逸出，起始的淡黄色最终变为无色时判定为反应完全，生成亚硫酸一价金络合物，反应过程在有效排废气(氨气)下进行；
步骤C4，对于不需要多余游离亚硫酸盐的情况下，需要对多余亚硫酸钠的去除，将溶液暴露于空气中置于通风厨中6小时，使得亚硫酸钠(部分)变质为硫酸钠，取出时加入少量稀硫酸，可用数显恒温水浴锅适当加热，促进反应完成；观察到液体不再冒出气泡时判定反应完全，反应中，亚硫酸钠溶液与稀硫酸反应时应严控反应加热不超过35℃；或将Na3Au(SO3)2与亚硫酸钠混合液通过膜分离出Na3Au(SO3)2；(如果电镀体系为无氰亚硫酸盐镀金，不用除游离亚硫酸)。[Au(cys)2]-络合物稳定常数介于Na3Au(SO3)2与NaAu(CN)3之间；是自然界已知最好的环保镀金原材料(金金属材料)。
步骤C5，将Na3Au(SO3)2溶液与半胱氨酸混合，调节混合液的PH大于8后产生沉淀AuCys，将未发生沉淀的亚硫酸盐及富余的HCys半胱氨酸一并进行分离除去，洗涤沉淀物并通过KOH调整PH8～9，即得半胱氨酸亚金钾(钠)络合物，该半胱氨酸亚金钾(钠)络合物为KAu(cys)2或NaAu(cys)2或NH4Au(cys)2。
半胱氨酸亚金钾(钠)络合物：KAu(cys)2或NaAu(cys)2或NH4Au(cys)2，其属新型无氰金配和物，较环保，属于氨基酸类配合络合物。Au(cys)2-之稳定常数为幂指数10(30)级；比Na3Au(SO3)2更稳定。在PH7～PH11的环境下，该金盐安定性高。在PH5.5～7的环境下，该金盐的稳定性远胜亚硫酸金钠。如NaAu(cys)2配合物，在170℃以前的热稳定性较好，且为典型离子化合物。
该新型无氰水溶性亚金配合物，其主配合物质为L-半胱氨酸，L-半胱氨酸为氨基酸之一种，半胱氨酸对酸稳定，而在中性及碱性溶液中易氧化生成胱氨酸；我们应该考虑减少溶解氧及加热温度或添加某种稳定剂来尽可能降低氧化。L-半胱氨酸具有还原性，在受热情况下需要考虑除浓度影响外，还有热力学上更容易被氧化。双巯基反应氧化2个巯基后并脱水成为-S-S-双硫键物质。L-半胱氨酸被氧化为胱氨酸；胱氨酸含-S-S-双硫键，硫化合价+2。胱氨酸对人无毒害性；容易被乙硫醇、二硫苏糖醇等还原剂还原，还原后二硫键拆开成两个半胱氨酸；胱氨酸可以受加热影响使得-S-S-双硫键断裂，如果电镀的镀液溶液酸度(比如在PH＝5以下)足够，在催化还原剂(化学镀场合-弱近中性环境)提供电子的情况下，发生反应：S+2[H]+2e＝H2S(aq)+0.142V。在总的配位剂(如适度的半胱氨酸)+温度+催化电流下使得金(在自身平衡电位ψ([Au(cys)2]-/Au与催化电流下负向发展电位)析出电位达到-0.476V及更负时，发生黑金(硫化金)产生现象：S+2e＝S(2-)-0.476V。如金(以L-半胱氨酸亚金钾/钠&引入质量金量)2克/升时最好需要控制L-半胱氨酸≦40克/升。
该新型无氰配合物的理化性质稳定，半胱氨酸里巯基和亚金进行配位并形成了很强的配位键，是选择最佳的新型高稳定无氰金配和物，其作为电镀金时，PH在8～11，为了杜绝黑金发生，只适宜作为金盐添加；否则加入了半胱氨酸由于胱氨酸的-S-S-断裂并进一步电极反应，因为电镀极化下，阴极电位负于-0.476V，阴极电极就有如下发生的可能性：S+2e＝S(2-)-0.476V反应，从而导致黑金化，所以在半胱氨酸亚金盐碱性体系里，不宜引入游离半胱氨酸HCys以及亚硫酸盐，胱氨酸盐被亚硫酸钠还原断裂-S-S-双硫键，并电极继续S+2e＝S(2-)-0.476V反应，而致硫化金黑色，胱氨酸盐来源于半胱氨酸HCys在碱性溶液中的氧化，碱性镀金为了规避黑金问题，需要注意引入半胱氨酸时决不可再引入还原体亚硫酸盐。
含有半胱氨酸亚金络合物的电镀体系，为了稳定需要考虑加入减少溶解氧及适宜不大的加热温度或添加某种稳定剂来尽可能降低氧化，如添加剂为2-巯基苯骈噻唑1mg/L、对苯二酚、尿素。电镀配方辅助半胱氨酸亚金钾(钠)的络合剂可以单或复配：乙二胺四亚甲基膦酸盐EDTMP、EDTA二钠盐、DMH等。
一种利用上述方法制备的金盐溶液调配的无氰电镀金的电镀液，其配方为金2g/L，K2SO4 50g/L，Na2HPO4 40g/L，EDTA二钠盐20～25g/L，EDTMP 45～50g/L，柠檬酸钾40g/L，硼砂8～10g/L，铈1～2PPM，十二烷基二甲基氧化胺0.08ml/L，糖精钠0.5～0.8g/L，PPS-OH0.05～0.1g/L或PPS 0.1～0.25g/L，苯亚磺酸钠0.1g/L，2-丁炔-1,4-二醇0.3g/L，香豆素0.08～0.1g/L，其中金以权利要求1中的金盐溶液KAu(cys)2引入，铈通过醋酸铈引入。电镀液可用于半导体高密度系统封装(包括IC封装)和精细线路PCB的无氰电镀金。
电镀液还包括添加剂和络合剂，所述添加剂为2-巯基苯骈噻唑1mg/L、对苯二酚、尿素中的一种或多种复配，所述络合剂为乙二胺四亚甲基膦酸盐EDTMP、EDTA二钠盐、DMH中的一种或多种复配。
电镀液采用氢氧化钾或氨水为第一调整剂来调整碱度，采用磷酸为第二调整剂来调整酸度，控制PH8～10、温度25～45℃、Dk＝0.01～0.9A/dm2，采用不溶性阳极-镀钌钛网板投放如KAu(cys)2、NaAu(cys)2、NH4Au(cys)2的金盐来补充金含量。1um滤芯结合化学过滤机配合过滤工作，可以得到镀层致密、光泽度好的99.85％含金率及以上之软金镀层，硬度HV<80。加碲(以推荐二氧化碲引入)2.5～3PPM；铟(以柠檬酸+硫酸铟引入)6～10PPM。控制Dk＝0.2～0.6、PH8～10、温度30～40℃，可以得到HV95±10的硬金镀层，99.7％含金率且韧性OK的硬金镀层。若去掉碲；加入混合物([钴金属量(以硫酸钴引入)0.2～0.25g/L+0.5克/L的EDTA-2Na盐]，控制Dk＝0.02～0.7、PH8～10、温度25～44℃，获得95±5HV的硬金层。
雷酸金制备金氰络合物，由雷酸金转化为金氰化钾，反应：Au(OH)3+4KCN→KAu(CN)2+KOH+(CN)2↑。将Au(OH)3溶解在15-20％的氰化钾溶液中，便可以获得无色的氰化金钾溶液，1克金需要氰化钾1.5克，最后加热蒸发浓缩，使之成为50g/L浓度的金氰化钾。在雷酸金和氰化钾作用的过程中由Au+的氰络盐，二氰络金(1)钾盐。
一种回收用于上述制备金盐溶液的金的方法，包括以下步骤：
步骤一，制作含氰褪金水，褪金水的配方为氰化钠32～45克/升，15％双氧水65ml，共溶于1升；将含有电镀金的不合格电镀产品浸入含氰褪金水中，加热至25～35℃，进行化学褪金，其反应原理为：4Au+O2+8KCN+2H2O＝4KAu(CN)2+4KOH；其中不合格电镀产品为在镍、银、钯、铜之上电镀了金层的电镀产品；
步骤二，预除溶解氧，反应为：2NaCN+2NaOH+2H2O+O2＝2Na2CO3+NH3，在褪金反应已经很缓慢的时候，加入具有极少氧气量的烧碱，并适度升温至35℃左右反应，生成废金液；
步骤三，对废金液进行电解出金，阳极采用粗金级的金板(片)，阴极采用钛涂覆的钌铱网，电解出金后的废金液添加双氧水及少量氰化物后可循环利用；其中，不再循环利用的废金液可以终结收金，终结收金为重复步骤二和步骤三进行电解回收金，后通过破氰+水合肼法绒沙敛金(步骤四)；电解回收的金条为粗金，粗金的小金条可以通过火枪熔焊为大的板条或方块，用于上述步骤A1中的阳极；
步骤四，收集步骤三产生的废金液(可以是未循环利用的废金液，也可以是经过多次循环利用的废金液)，进行破氰，采用漂白水控制反应PH8～10，之后调整PH7.5～8，而后采用水合肼进行还原金，采用石墨平板加热控制反应温度150～300℃，使得绒沙金集聚并抱团，导出水后继续浓缩固体，最后在广口瓶上烤干得金粉及颗粒。金粉等用火枪熔成金块，该金块与金钩熔焊(或打孔配金钩)用于上述步骤A1中的阳极。
一种回收亚硫酸盐无氰镀金废液中金的方法：将亚硫酸盐无氰镀金废液通过电解(主)回收金，电解后的亚硫酸盐无氰镀金废液加入适量的浓盐酸水，注意排出SO2废气，使其pH值为3～4，即可得土黄色金沉淀(反应过程中，适度加入水合肼有助于沉淀完全，使AuCl全部被还原为Au)，沉淀过滤并用蒸馏水多次洗涤、烘干，回收的金粉可配成雷酸金，直接加入镀液使用；或将所得金粉熔炼为小金块用于上述步骤A1中的阳极，电解回收所得粗金金条用于上述步骤A1中的阳极。
含氰金水可以为废弃的电镀金水或褪金水，如含氰电铸液、氰络金水电镀液、镍层或钯层、银层上的不合格褪金(NO防染盐S/间硝基苯磺酸钠)水含液，对于铜层上的褪金(NO防染盐S/间硝基苯磺酸钠)或可适用。通过本发明提供的方法，废金水可以实现重生金盐溶液返用回镀液槽并循环往复，达成金之生态闭环。当然，废金水也可以实现重生粗金(固态火枪预提纯粗金)作为中间环节，将此中间环节可得的金扁；可按照本发明提供方法制取所需的不同类金盐：金氰化钾络合物、亚硫酸盐一价金络合物、或制备半胱氨酸亚金络合物。本发明将电镀金后的废金水作为部分原料用于连续制备可返用于镀金液的金盐水溶液，可以回收市场上的粗金作为制备金盐水溶液的原料，达成工厂的24小时可循环生产，取得可观的经济及社会效益。此已经在福州XX黄金24小时电解制备氯金酸使用推广。
以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质，对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种制备金盐溶液的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A，制备氯化金酸水；步骤B，制备雷酸金；步骤C，雷酸金制备金盐溶液，通过雷酸金先制备亚硫酸一价金络合物继而制备出半胱氨酸亚金钾(钠)络合物；
步骤A包括以下小步骤：
步骤A1，将作为阳极的金块打孔并吊设于PP槽上方的镀金金钩，PP槽上方设置悬挂该镀金金钩的包裹有薄金片的玻璃棒，作为阴极的金片通过架设在PP槽上的玻璃棒吊设在阴极隔槽中并不与隔槽的槽壁接触，隔槽放置在PP槽的电解液内；其中所述PP槽的容积为25～30L，采用石英素烧多孔容器作为电解阴极的隔槽，所述隔槽容积在1L内，所述隔槽为直径90mm的圆柱型隔槽；PP槽设置有盖板、并连接有顶抽式废气排放口；
步骤A2，配置电解液，每升电解液由比重1.19的盐酸389ml、氯化钾65克、水配置而成，使电解液的总氯根浓度＝195.25克/升、HCl＝169.08克/升；
步骤A3，阴极隔槽内添加比重为1.19的盐酸，以控制电位；
步骤A4，阴极、阳极以裸露的方式浸入电解液，并通过电解液及多孔的隔槽实现电性导通；与阴极阳极连接的整流器为12V、100安培的高频开关，通电使阳极的金块电解形成氯化金酸水；
步骤B包括以下小步骤：
步骤B1，计量氯化金酸水含金量，取出10ml通过步骤A制备的氯化金酸水，通过还原剂-水合肼还原成金后，通过石墨平板200～300℃和广口烧杯瓶集聚成金固体并称量，然后计算步骤A中PP槽内全部氯化金酸水的含金量；
步骤B2，计量氨水，计量4倍于金摩尔质量的氨水；
步骤B3，将PP槽电解制备的氯化金酸水转移至PP桶，添加一定数量的90-100℃的纯水混合后，将氨水加入并进行搅拌，转化为雷酸金絮状水；
步骤B4，提纯雷酸金，雷酸金絮状水静置4～6小时后装入PP滤袋，雷酸金絮状水沉淀一定时间并用热纯水洗涤3次(或用热纯水洗涤3次后采用负压抽滤)，得到雷酸金；
步骤C包括以下小步骤：
步骤C1，称取雷酸金，计量雷酸金中金的含量；
步骤C2，计量所需的Na2SO3并适度富余一点量，每升多30克；
步骤C3，将Na2SO3水液加入到反应槽内升温至55～60℃；而后逐渐把雷酸金加入并搅拌反应，期间可以用PTFE热棒保持温度不低于50℃，监测反应槽内槽液PH变化，保障PH≥8，如加量雷酸金反应中测量到PH小于8，可以加适量3％的KOH调整；起始的淡黄色最终变为无色时判定为反应完全，生成亚硫酸一价金络合物；
步骤C4，对于不需要多余游离亚硫酸盐的情况下，需要对多余亚硫酸钠的去除，将溶液暴露于空气中置于通风厨中6小时，使得亚硫酸钠变质为硫酸钠，取出时加入少量稀硫酸，可用数显恒温水浴锅适当加热，促进反应完成；观察到液体不再冒出气泡时判定反应完全；或将Na3Au(SO3)2与亚硫酸钠混合液通过膜分离出Na3Au(SO3)2；
步骤C5，将Na3Au(SO3)2溶液与半胱氨酸混合，调节混合液的PH大于8后产生沉淀AuCys，将未发生沉淀的亚硫酸盐及富余的HCys半胱氨酸一并进行分离除去，洗涤沉淀物并通过KOH调整PH值，即得半胱氨酸亚金钾(钠)络合物，该半胱氨酸亚金钾(钠)络合物为KAu(cys)2或NaAu(cys)2或NH4Au(cys)2。
2.一种利用权利要求1制备的金盐溶液调配的无氰电镀金的电镀液，其特征在于，其配方为金2g/L，K2SO4 50g/L，Na2HPO4 40g/L，EDTA二钠盐20～25g/L，EDTMP 45～50g/L，柠檬酸钾40g/L，硼砂8～10g/L，铈1～2PPM，十二烷基二甲基氧化胺0.08ml/L，糖精钠0.5～0.8g/L，PPS-OH 0.05～0.1g/L或PPS 0.1～0.25g/L，苯亚磺酸钠0.1g/L，2-丁炔-1,4-二醇0.3g/L，香豆素0.08～0.1g/L，其中金以权利要求1中的金盐溶液KAu(cys)2引入，铈通过醋酸铈引入。
3.根据权利要求2所述的一种无氰电镀金的电镀液，其特征在于，电镀液还包括添加剂和络合剂，所述添加剂为2-巯基苯骈噻唑1mg/L、对苯二酚、尿素中的一种或多种复配，所述络合剂为乙二胺四亚甲基膦酸盐EDTMP、EDTA二钠盐、DMH中的一种或多种复配。
4.根据权利要求3所述的一种无氰电镀金的电镀液，其特征在于，电镀液采用氢氧化钾或氨水为第一调整剂来调整碱度，采用磷酸为第二调整剂来调整酸度。
5.一种回收用于权利要求1制备金盐溶液的金的方法，对含氰金液，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，制作含氰褪金水，褪金水的配方为氰化钠32～45克/升，15％双氧水65ml，共溶于1升；将含有电镀金的不合格电镀产品浸入含氰褪金水中，加热至25～35℃，进行化学褪金，其中不合格电镀产品为在镍、银、钯、铜之上电镀了金层的电镀产品；
步骤二，预除溶解氧，在褪金反应已经很缓慢的时候，加入具有极少氧气量的烧碱，并适度升温至35℃左右反应，生成废金液；
步骤三，对废金液进行电解出金，阳极采用粗金级的金板或金片，阴极采用钛涂覆的钌铱网，电解出金后的废金液添加双氧水及少量氰化物后可循环利用；其中，不再循环利用的废金液可以终结收金，终结收金为重复步骤二和步骤三进行电解回收金，再通过水合肼法绒沙敛金；电解回收的金条为粗金，粗金的小金条可以通过火枪熔焊为大的板条或方块，用于上述步骤A1中的阳极；
步骤四，收集步骤三产生的废金液，进行破氰，采用漂白水控制反应PH8～10，之后调整PH7.5～8，而后采用水合肼进行还原金，采用石墨平板加热控制反应温度150～300℃，使得绒沙金集聚并抱团，导出水后继续浓缩固体，最后在广口瓶上烤干生成金块，该金块用于权利要求1步骤A1中的阳极。
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