CN114672660A - 一种在置换法回收硫代硫酸盐浸金液中金时降低金属耗量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种在置换法回收硫代硫酸盐浸金液中金时降低金属耗量的方法，属于湿法冶金的贵金属回收领域。所述方法为通过三电极体系向含铜氨硫代硫酸盐浸金溶液中施加还原电位，施加电位控制在0.14 V以下的范围，使溶液的开路电位降到0.1 V以下，工作电极、辅助电极和参比电极分置于物理空间隔离的三个区域，在溶液开路电位降到0.1 V后，加入适量的锌粉、铜粉和铝粉进行还原反应，将还原后的溶液进行过滤、酸洗、提纯得到纯金。本发明中采用电化学控制方法调控浸金液的氧化还原电位，可以使置换所用金属的耗量降低80%以上，固液分离后的溶液仍可以返回浸出阶段循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种在置换法回收硫代硫酸盐浸金液中金时降低金属耗量的方法，属于湿法冶金、贵金属回收领域。
背景技术
金的湿法提取工艺中，硫代硫酸盐浸金方法是最有希望替代氰化法的无毒环保工艺。但从浸出溶液中回收Au(S2O3)2 3-仍具有挑战性。在氰化法工艺中被广泛应用的活性碳吸附法，在硫代硫酸盐浸金工艺中却没有效果，这种现象被归因于Au(S2O3)2 3-与活性炭之间的亲和力不够。为了提高活性炭对Au(S2O3)2 3-的吸附效果，近年来学者研究了对活性炭负载不同的有机挂能团进行改性的方法，取得了一定的效果，然而在活性炭表面嫁接有机官能团不仅改性工艺复杂，并且提高了该方法的成产成本。
置换沉积的方法也被多数学者用来研究从浸出溶液中回收金，而该方法也有一定的缺陷。大量实验结果表明，采用置换法时，还原剂的用量要远大于化学反应所需要的计量，才能达到满意的结果。还原的过量消耗除了这些试剂容易在硫代硫酸铵溶液中溶解之外，还和金的提取工艺密不可分；金的溶解过程都有相应的氧化剂参与，例如氰化物浸金体系中的氧气，硫代硫酸盐浸金体系中的Cu2+，硫脲浸金体系中的Fe3+；只要有氧化剂存在，还原的金单质就会再次溶解，因此极大地增加了金属沉淀剂的耗量。
采用添加氟化物或EDTA的方法，之所以能够减弱氧化剂的影响，是因为这些阴离子可以和三价铁离子或二价铜离子形成络合物，降低了溶液的氧化还原电位；但这一方法使得过滤分离之后的浸出液无法返回浸出阶段循环利用。
发明内容
为了要解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种在置换法回收硫代硫酸盐浸金液中金时降低金属耗量的方法，该方法通过外加电位使硫代硫酸盐浸金液中的氧化剂Cu(NH3)4 2+转换为了一价的Cu(S2O3)3 5-，降低浸金液的开路电位，再加入锌粉置换回收金，置换完成后，通过过滤分离，浸出液中的Cu(S2O3)3 5-在空气氛围中又可自发转换为Cu(NH3)4 2+，恢复溶液的开路电位，满足循环利用的需求。
本发明所述方法，具体包括以下步骤：
（1）搭建工作电极、辅助电极和参比电极分置于物理空间隔离的三个区域的三电极电解池体系，三个电极之间电化学联通。
（2）将含氧化剂的硫代硫酸盐浸金液置于工作电极区域，在辅助电极区域加入相应的电解质溶液，参比电极区域加入饱和氯化钾溶液。
（3）采用电化学工作站，向工作电极施加还原电位，直到浸金液的开路电位降到0.1 V以下。
（4）在步骤（3）完成后，向浸金液中加入金属粉末置换回收Au(S2O3)2 3-。
本发明步骤（1）中电化学联通的形式包含导线、盐桥或导电膜等多种方法，本发明中不作具体限定。
本发明步骤（2）中可采用常见的任何一种材质工作电极，如石墨电极、玻碳电极等，优选泡沫金属。
本发明步骤（2）中电解质溶液为在本发明方法施加电压范围内，不发生特殊反应（产生气体、生成沉淀）的任何电解质溶液，优选氯化钾或硝酸钾。
优选的，本发明步骤（2）中施加的还原电位范围在0.14 V以下，但不能低于发生析氢或浸金溶液中Cu(NH3)4 2+还原沉淀的电位。
本发明步骤（3）中加入的金属粉末优选但不局限于锌粉、铜粉、铝粉或者铁粉。
本发明步骤（2）中氧化剂不仅局限于铜氨络合物，硫代硫酸盐浸金体系中的其它氧化剂，如钴氨、镍氨、铁柠檬酸络合物都可以借鉴本发明的方法。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）通过预先还原的电化学控制技术降低浸金液的开路电位方法，降低了了浸金液中存在的Cu(NH3)4 2+等氧化剂对金属还原剂的过量消耗，使金属还原剂的耗量降低了80%以上。
（2）与加入阴离子配体来降低溶液中氧化剂影响的方法相比，采用电化学控制的方法使浸金液中的Cu(NH3)4 2+还原为Cu(S2O3)3 5-，在置换完成后，溶液中的Cu(S2O3)3 5-又可以自发转变为Cu(NH3)4 2+，满足了浸出液的循环使用要求。
附图说明
图1为电化学工作站控制的三电极体系示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
一种在置换法回收硫代硫酸盐浸金液中金时降低金属耗量的方法，包括以下步骤：
（1）采用附图所示的工作电极、辅助电极和参比电极分置于物理空间隔离的三个区域的三电极电解池体系，工作电极区域与参比电极区域采用鲁金毛细管联通，工作电极与辅助电极之间采用导电膜联通。
（2）将含有5mmol/L Cu2+、0.5 mol/L NH3/NH4 +，0.1 mol/L Na2S2O3，pH为10，金浓度为10 mg/L 的100mL浸出液加入工作电极区域，向辅助电极区域加入100 mL 0.1mol/L 的氯化钾溶液，向参比电极区域加入饱和氯化钾溶液。
（3）用泡沫镍作为工作电极，用石墨作为辅助电极，用饱和甘汞电极作为参比电极，连接电化学工作站，向工作电极施加0.14 V的电位，持续1 h，直至浸金液的开路电位降到0.1 V。
（4）向工作区域加入0.01 g 锌粉，20 分钟内金的回收率达到100%，而在没有外加电位调控的条件下，需要加入0.05 g 锌粉，金的回收率才能达到100%，相比较锌的耗量降低了80%。
（5）置换完成后，将过滤后的浸金液在空气氛围中搅拌8个小时，溶液的开路电位可以恢复到施加电位之前，满足循环使用的要求。
实施例2
一种在置换法回收硫代硫酸盐浸金液中金时降低金属耗量的方法，包括以下步骤：
（1）采用附图所示的工作电极、辅助电极和参比电极分置于物理空间隔离的三个区域的三电极电解池体系，工作电极区域与参比电极区域采用鲁金毛细管联通，工作电极与辅助电极之间采用导电膜联通；
（2）将含有 10 mmol/L Cu2+，1.0 mol/L NH3/NH4 +，0.1 mol/L Na2S2O3，pH为10，金浓度为50 mg/L 的100mL浸出液加入工作电极区域，向辅助电极区域加入100 mL 0.1mol/L的氯化钠溶液，向参比电极区域加入饱和氯化钾溶液；
（3）用泡沫镍作为工作电极，用石墨作为辅助电极，用饱和甘汞电极作为参比电极，连接电化学工作站，向工作电极施加0.02 V的电位，持续2 h，直至浸金液的开路电位降到0.08 V。
（4）向工作区域加入0.2 g 铜粉，40 分钟内金的回收率达到99 %，而在没有外加电位调控的条件下，需要加入1.2 g 铜粉，金的回收率才能达到99 %，相比较铜的耗量降低了83%。
（5）置换完成后，将过滤后的浸金液在空气氛围中搅拌10 个小时，溶液的开路电位可以恢复到施加电位之前，满足循环使用的要求。
实施例3
一种在置换法回收硫代硫酸盐浸金液中金时降低金属耗量的方法，包括以下步骤：
（1）采用附图所示的工作电极、辅助电极和参比电极分置于物理空间隔离的三个区域的三电极电解池体系，工作电极区域与参比电极区域采用鲁金毛细管联通，工作电极与辅助电极之间采用导电膜联通；
（2）将含有 10 mmol/L Cu2+，1.0 mol/L NH3/NH4 +，0.1 mol/L Na2S2O3，pH为10，金浓度为100 mg/L 的100mL浸出液加入工作电极区域，向辅助电极区域加入100 mL 0.5mol/L 的硫酸钠溶液，向参比电极区域加入饱和氯化钾溶液；
（3）用石墨作为工作电极，用玻碳作为辅助电极，用饱和甘汞电极作为参比电极，连接电化学工作站，向工作电极施加- 0.2 V的电位，持续2.5 h，直至浸金液的开路电位降到- 0.05 V。
（4）向工作区域加入0.04 g 铝粉，30分钟内金的回收率达到98 %，而在没有外加电位调控的条件下，需要加入0.5 g 铝粉，金的回收率才能达到98 %，相比较铝的耗量降低了92%。
（5）置换完成后，将过滤后的浸金液在空气氛围中搅拌10 个小时，溶液的开路电位可以恢复到施加电位之前，满足循环使用的要求。
Claims (5)
1.一种在置换法回收硫代硫酸盐浸金液中金时降低金属耗量的方法，其特征在于：通过施加还原电位降低硫代硫酸盐浸金液的开路电位，包括以下步骤：
（1）搭建工作电极、辅助电极和参比电极分置于物理空间隔离的三个区域的三电极电解池体系，三个电极之间电化学连通；
（2）将含氧化剂的硫代硫酸盐浸金液置于工作电极区域，在辅助电极区域加入相应的电解质溶液，参比电极区域加入饱和氯化钾溶液；
（3）采用电化学工作站，向工作电极施加还原电位，直到浸金液的开路电位降到0.1 V以下；
（4）在步骤（3）完成后，向浸金液中加入金属粉末进行还原反应。
2.根据权利要求1所述在置换法回收硫代硫酸盐浸金液中金时降低金属耗量的方法，其特征在于：所述工作电极为泡沫金属。
3.根据权利要求1所述在置换法回收硫代硫酸盐浸金液中金时降低金属耗量的方法，其特征在于：辅助区域的电解质溶液为：氯化钾溶液或者硝酸钾溶液。
4.根据权利要求1所述在置换法回收硫代硫酸盐浸金液中金时降低金属耗量的方法，其特征在于：步骤（2）中，施加的还原电位范围在0.14 V以下，但不能低于发生析氢或浸金溶液中氧化剂发生还原沉淀的电位。
5.根据权利要求1所述在置换法回收硫代硫酸盐浸金液中金时降低金属耗量的方法，其特征在于：加入的金属粉末为锌粉、铜粉、铝粉或铁粉。
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|---|---|---|---|---|
| CN107312932A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-11-03 | 中南大学 | 一种分离贵金属富集物料中有价金属的方法 |
| CN107400780A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-11-28 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种从手机线路板中提取金银铜的方法 |
| CN108269698A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-07-10 | 太原理工大学 | 一种金属硫化物的电化学制备方法及其应用 |
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2022
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Patent Citations (6)
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|---|
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