二次氯化_二次还原法精炼高纯金工艺研究.docx

庄宇凯，纪鹏( 山东招金金银精炼有限公司)摘要: 采用二次氯化二次还原法进行了金精炼提纯工艺研究与实践。该工艺主要由粗金粉 化、一次氯化浸金、一次还原金、二次氯化浸金、二次还原金、熔炼等环节组成。经实践表明，采用该 工艺获得的金纯度可达到 99 999 % 以上，且该工艺流程简单、设备合理、生产周期短。关键词: 二次氯化二次还原; 精炼提纯; 高纯金中图分类号: tf 831文章编号: 1001 1277( 2014) 02 0057 04文献标志码: adoi: 10 11792 / hj201402150引言黄金是电子集成板的最佳超导体，金纯度越高， 其数据传输效率越高，因此中国航天器上使用的均为 高纯金( 含金 99 999 % ) 。目前，对于大多数黄金生 产企业而言，黄金精炼提纯工艺主要有电解精炼提 纯、高温氯化精炼提纯和王水精炼提纯1 5。电解精 炼提纯工艺流程简单、污染少，但电解法技术条件要 求高、金积压量大，只适用于规模较大的专业冶炼厂; 高温氯化精炼提纯工艺环境污染大，产品质量难以稳 定达标，且操作过程复杂难以掌握; 王水精炼提纯是 最古老的精炼提纯工艺，其生产周期长，环境污染大， 且 有大量的液体需要处 理，产品纯度只能达到 99 99 % 。2011 年 9 月 1 日，国家质量监督检验检疫总局、 国家标准化管理委员会批准制定的高纯金和高 纯金化学分析方法国家标准颁布实施，随之而来的问题是传统的黄金冶炼工艺生产的黄金产品纯度已 不能满足市场需求6 9。为了尽快适应市场变化，创 造更大的经济效益，山东招金金银精炼有限公司( 下 称“招金金银精炼公司”) 在原有水溶液氯化法生产 99 99 % 以上标准金锭精炼工艺的基础上，通过采用 二次氯化二次还原化学法精炼提纯工艺，严格控制 工艺参数，解决了原工艺中氯化浸出不彻底、一次浸 出率低等难题，金浸出率达 99 995 % 、浸金液还原率 提高了 10 % 15 % ，实 现 了 国 标高 纯 金 纯 度 99 999 % 的目标。经规模化生产实践证明，招金金 银精炼公司通过工艺创新与集成，成功构建了高纯金 提炼新工艺体系。1 二次氯化二次还原精炼提纯工艺高纯金精炼提纯工艺流程主要由粗金粉化、一次 氯化浸金、一次还原金、二次氯化浸金、二次还原金、 熔炼、废液处理、废气处理等 8 个工艺环节组成。收稿日期: 2013 11 12作者简介: 庄宇凯( 1973) ，男，山东招远人，高级工程师，主要从事生产技术管理工作; 山东省招远市金晖路 289 号，山东招金金银精炼有限公 司，265400檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾optimization of crashing process in longtoushan gold mine and the practice of equipment selectionyao angbiao，xie qinghua，wang xialai，lin quqian( guigang jindi mining industry co，ltd)abstract: the ore-dressing plant in longtoushan gold mine of guigang jindi mining company focused on the ultrahard characteristics of the gold ores，so based the work upon crashing process and equipment selection to conduct the practice of process optimization finally，with fit equipment in place and adoption of three stages-two closed circuits crashing process，the size of production particle reduced from the original 12 mm to 10 mm，treatment capacity in- creased by 100 t / d，and every indicator reached the design requirement with the presence of optimization，the treat- ment capacity is improved，the purpose of cost-effective production is realized together with more crashing，less grind- ing ，achieving good economical profitskeywords: gold ore; ultrahard ore; crashing process; equipment selection; more crashing，less grinding; opti- mization( 编辑: 程晓霞)1 1化学试剂及主要设备化学试剂: hcl( 工业级) 、naoh( 工业级) 、na2 s2 o5 ( 食品级) 。主要设备: 搪瓷氯浸反应釜、搪瓷还原反应釜、钛 过滤器、污水反应釜、计量罐。1 2粗金成分分析及粉化以粗金锭为生产原料，金质量分数大于 99 % 。 样品主要杂质元素分析结果见表 1。将原料进行粉 化处理，经粉化处理后的金粉粒度在 125 目左右。 1 3氯化浸金氯化浸金的目的是将金粉中的金及微量铜、铁、 铅等杂质金属转化为络离子或离子形式进入溶液，同表 1粗金锭中主要杂质元素分析结果%编号auagfecupbsbbiptpd199 9430 018 30 004 80 022 00 010 6 0 000 5 0 000 5 0 000 5 0 000 5299 9460 017 50 004 70 020 60 010 5 0 000 5 0 000 5 0 000 5 0 000 5399 9440 017 70 005 10 021 20 010 6 0 000 5 0 000 5 0 000 5 0 000 5时使银以固态沉淀形式进入渣中。本工艺是在氯气 或其他氧化剂的盐酸环境中进行溶解浸出，待完全溶 解，经过滤、洗涤后，将分金液转入 1 号反应釜进行还 原作业，而分金渣可进一步进行粗银电解或进行其他去除重金属离子后，用 naoh 调节溶液 ph 值，最后 过滤滤液，达到国家排放标准后外排，整个过程无有 害废液废水排放。其主要化学反应式为:me2 + + co2 meco ;33贵金属提纯。1 4金还原作业金还原作业是本精炼工艺中的重点。氯化浸金 液经洗涤、过滤，除去氯化渣后，在 1 号反应釜中进行 一次金还原。用 naoh 调节 ph 值为 0 0 5，缓慢将 还原剂 na2 s2 o5 加入搅动的金液中，直至还原液清澈 为止。反应机理为:2aucl + 3hso + 3h o h2 so4 + 2naoh na2 so4 + 2h2 o;hcl + naoh nacl + h2 o;2ag + + 2oh h o + ag o。221 7废气处理本工艺过程中产生的废气、酸雾及烟气均采用封 闭负压操作，所有产生废气的工艺点均设有烟气收集 管道，废气被收集到吸收塔经过碱液循环喷淋、吸收 后，达到国家排放标准后排放。43242au + 9h + + 8cl + 3so2 。在生产实践中，金还原作业环境的氧化还原电 位、还原剂的用量将直接影响一次还原金粉的质量和 产出率。因此，在整个金还原生产工艺流程中，氧化 还原电位控制在 690 700 mv，还原剂的用量控制在 0 74 kg / kgau ，且要严格控制还原剂的流速。一次金还原后，将得到 99 99 % 的一次还原金粉和一次金还原后液。一次金还原后液中残留的少量 金将进入 2 号还原反应釜进行还原，2 号还原反应釜 还原得到的金粉可进入下一生产批次进行重新精炼 提纯。而 1 号反应釜中得到的 99 99 % 一次还原金 粉，再次经过洗涤、过滤、调节 ph 值，循环经过 1 号 反应釜进行二次氯浸、二 次金还原 ( 即重复一次氯 浸、一次还原流程) ，严格控制工艺流程参数即可得 到 99 999 % 高纯金粉。1 5 熔炼铸锭铸锭前需对高纯金粉进行取样，化验其纯度，经 检验合格后按实际需要将金粉熔铸成相应的金锭。 1 6废液处理本工艺过程中的废液全部集中处理，用 na2 co3二次氯化二次还原法精炼高纯金工艺流程见 图 1。图 1 高纯金精炼工艺流程2014 年第 2 期 / 第 35 卷选 矿 与 冶 炼592试样分析依据 gb / t 25934 12010 中规定高纯金中杂质 元素的测定方法乙酸乙酯萃取分离icp aes 法测定杂质元素的含量10 11。利用 icp aes 在各 元素的波长下依次对空白试液和样品试液进行分析 测试，通过得到的峰强度值在工作曲线上查找出被测 元素对应的质量浓度，最终根据称样量和试液体积， 计算出高纯金中各杂质元素的质量分数。3结果与讨论3 1高纯金样品分析结果高纯金产品杂质元素分析结果见表 2、表 3、表 4( 杂 质元素质量分数低于 0 2 10 6 时 忽 略 不计12) ，高纯金国家标准见表 5。由上述结果可以看出，3 组产品中的 21 种杂质 元素含量全部优于国家标 准，金质量分数均达到 99 999 7 % 以上，完全符合 gb / t 259332010高纯 金中化学成分的要求。3 2工业试验结果分析原水溶液氯化法生产 99 99 % 黄金过程中存在 管道设备腐蚀严重的问题，从而导致管道内残留金属 杂质，影响黄金的产品质量。经生产实践研究，将管 道设备改用 ta1 号钛合金，同时配合辅助牺牲阳极 电化学保护技术，利用该电化学保护技术有效地防 止了氯化过程中装置与管道腐蚀问题，从而解决了 由此造成的金属平衡及管理上的困难，稳定了生产 指标。表 2 高纯金中杂质元素分析结果编号元素agalasbicdcrcufesbsisnw /10 60 91低 于 检出限低 于 检出限低 于 检出限低 于 检出限低 于 检出限低 于 检出限0 6低 于 检出限低 于 检出限低 于 检出限元素irmgmnnipbpdpthtiznauaw /10 60 40 2低 于 检出限低 于 检出限0 2低 于 检出限低 于 检出限低 于 检出限低 于 检出限0 899 999 7a w( au) /% 。表 3 高纯金中杂质元素分析结果编号元素agalasbicdcrcufesbsisnw /10 61 50 2irmgmnnipbpdpthtiznaua低 于低 于低 于低 于低 于低 于低 于低 于2元素低 于 检出限低 于 检出限低 于 检出限低 于 检出限低 于 检出限0 5低 于 检出限低 于 检出限0 1w /10 60 3 a w( au) /% 。检出限检出限检出限检出限检出限检出限检出限检出限0 199 999 8表 4 高纯金中杂质元素分析结果编号元素agalasbicdcrcufesbsisnw /10 61 7irmgmnnipbpdpthtiznaua低 于低 于低 于低 于低 于低 于3元素低 于 检出限低 于 检出限0 2低 于 检出限低 于 检出限低 于 检出限0 6低 于 检出限低 于 检出限低 于 检出限w /10 60 2 a w( au) /% 。检出限检出限0 10 1检出限检出限0 1检出限检出限99 999 7表 5 高纯金国家标准元素agcufepbbisbsipdpthirw /10 621211121111元素mgassncrnimncdaltiznauaw /10 6111111112199 999a w( au) /% 。通过对前期精炼工艺的革新与集成，在 99 99 %黄金精炼的基础上开展了高纯金工业试验，新工艺产品中金质量分数逐步提高。高纯金工业试验结果见 图 2。图 2 高纯金试验产品中金质量分数变化由图 2 可知: 前期试验产品中金质量分数达不到 99 999 % ; 经试验探索，优化工艺流程后，试验产品 中金质量分数达到 99 999 % ，且在后续试验中保持 稳定。招金金银精炼公司自 2012 年投产以来，至今 已连续生产高纯金近 3 200 kg。实践证明，该公司已 具备大规模生产高纯金的能力。4结论1) 二次氯化二次还原法精炼高纯金工艺在技 术上是可行的。该工艺流程简单、设备投资少、设备 利用率高、适用性强。2) 生产周期短。金精炼周期 30 h，金积压少。3) 提纯成本低。金的提纯作业成本仅为 0 1 元/ g。4) 综合回收率高。综合回收率在 99 996 % 以 上。5) 生产环境优良。该流程中无工艺废渣，工艺过 程中的废液、废气均经处理达到国家排放标准后排放。6) 产 品 质 量 稳 定。 高 纯 金 中金质量分数在 99 999 % 以上，符合 gb / t 259332010高纯金中 化学成分要求。综 上 所 述，招金金银精炼公司不但攻克了 99 999 % 高纯金的工业化生产技术，可年产高纯金10 t，而且各项检测指标均优于国家 2011 年 9 月 1 日 颁布的高纯金国家标准。这为中国高纯金精炼生 产开创了一条新途径，具有划时代的意义。该公司 99 999 % 高纯金精炼生产工艺设备投资少，所需原 料均为常用化工原料，精炼成本低，为该公司创造了 巨 大的经济效益和社会效 益，其年创利润可达 6 000 万元。这表明二次氯化二次还原法精炼高 纯金工艺在黄金领域具有广阔的推广应用价值。参 考 文 献1 秦洪训，徐学强，滕宝强，等 sbf e 金银精炼新工艺的研究 与生产实践j 黄金，2004，25( 9) : 34 372 田治龙，李中宇 化学法提取高纯金( 99 995 % ) 的工艺j 贵金属，2004 ( 9) : 11 143 刘文，谭文进 高纯金制备工艺的研究j 贵金属，2007 ( 增刊1) : 44 464 秦 晓 鹏，胡 春 融，董 德 喜，等 浅谈我国黄金精炼技术与工 艺j 黄金，2003，24( 8) : 34 375 张一兵，王师金，周金娣 黄金冶炼方法综述j 上饶师范学院 学报: 自然科学版，2005，25( 3) : 48 516 陈增仁，贾锡炜，赵金钟 改进工艺操作条件提高金冶炼回收率 及产品纯度j 黄金，2004，25( 4) : 41 427 杨显万，邱定蕃 湿法冶金m 北京: 冶金工业出版社，19988 董德喜 黄金精炼工艺特点分析及选择j 黄金，2004，25 ( 9 ) :38 409 魏莉，汪丹，郭平 黄金精炼提纯工艺研究与生产实践j 黄 金，2000，21( 3) : 37 3910 陈永红，陈菲菲，黄蕊，等 乙酸乙酯萃取icp aes 测定高纯 金中的痕量杂质j 黄金，2009，30( 7) : 54 5711 国家质量监督检验检疫总局，中 国国家标准化管理委员会 gb / t 25934 12010 高纯金化学分析方法 第 1 部分: 乙酸乙 酯萃取分离icp aes 法测定杂质元素的含量s 北京: 中 国标准出版社，201112 国家质量监督检验检疫总局，中 国国家标准化管理委员会 gb / t 259332010 高纯金s 北京: 中国标准出版社，2011process study on high purity gold refinement by two stage chlorination-two stage reductio