【西安矿源有色冶金研究院】
让客户满意和放心
让员工有体面的工作和有尊严的生活!
金的精炼是指除去金中的杂质、产出纯金的过程。在金提取过程中得到的粗金产品,除金和银之外,还含有不同量的铜、铅、锑、锡、铋或铂、钯等,需经过进一步精炼处理。金精炼的原料是各种各样的,分来自原生资源和再生资源,化学成分波动较大。金的精炼方法有火法熔炼法、化学法、溶剂萃取法、电解精炼法。
一、火法熔炼法
火法熔炼法也称为坩埚熔炼法,是分离和提纯金的古老方法。有硫磺共熔法、食盐共熔法、硝石氧化熔炼法、氯化熔炼法等。由于劳动强度大、环境条件差、生产效率低、产品纯度不高以及原材料消耗大等,因此近代已很少使用。
二、化学精炼法
化学精炼法是采用化学方法除去杂质以提纯金,主要用于某些特殊原料或特定的流程中。例如,有浓硫酸浸煮法、硝酸分银法、王水分金法、草酸还原精炼法等。有时也作为电解精炼前的一种预处理法。
三、溶剂萃取法
溶剂萃取法是为适应电子工业对金纯度越来越高的要求而发展起来的。从20世纪60年代以来进展很快,1971年加拿大国际镍公司阿克纯(Acton)精炼厂用二丁基卡必醇(dibutyl Carbito,全称为二乙二醇二丁醚,简称DBC,分子式C12H26O3),从氯化物溶液中萃取金。1980年该厂又用二丁基卡必醇、二异辛基硫醚和磷酸三丁酯连续萃取分离金、铂、钯,获得纯度99.99%的成品金。1983年我国金川有色金属公司冶炼厂也功地投产二丁基卡必醇萃取分离金、铂、钯的工艺。上海冶炼厂和邵阳冶炼厂相继使用仲辛醇从铜阳极泥的氯化物溶液中萃取分离金。萃取法提纯金的效率较高、适应性较强、工序和返料少、产品纯度高、生产周期较短。目前工业上萃取用的原液,多为金与铂族金属的混合溶液,金在溶液中均以金氯酸根形式存在。为保证有较高的经济效益,工业上溶剂萃取法所用的含金原液的金浓度一般为1~10g/L之间。
金的萃取剂种类很多,包括中性、酸性或碱性有机溶剂,如醇类、醚类、酯类、胺类、酮类、含磷和含硫有机试剂均可作为金的萃取剂。金与这些有机萃取剂能形成稳定的配合物并溶于有机相,这就为Au3+的萃取分离提供有了利条件。但由于与金伴生的一些元素往往会与金一道萃取进入有机相,从而降低了萃取的选择性;加之金的配合物较稳定,要将它从有机相中反萃出来比较困难。因而,在金的萃取分离和反萃取方面开展了大量的研究与发展工作。除了上述的二丁基卡必醇、二异辛基乙酰胺(N503)、乙醚、异癸醇、混合醇、乙醚与长碳链的脂肪醚、磷酸三丁酯与十二烷的混合液、磷酸三丁酯与氯仿的混合液等从氯化物溶液中萃取分离与金铂族金属的工作。对于从碱性氰化物溶液、硫代硫酸盐溶液以及酸性硫脲溶液中萃取分离金,则主要关注于有机磷类、胺类以及石油亚砜类萃取剂。
四、电解精炼法
此法是目前金的主要精炼方法,其特点是劳动条件好,操作安全,生产效率高,原材料消耗少,产品纯度高和稳定,并能综合回收铂族金属。通常金泥熔炼产出的金、银合金和经电解银后得到的含金阳极泥,均需进一步富集和精炼。例如,银电解后所得的阳极泥一般含金25%~45%,经过富集使含金达85%以上,再用电解法精炼得出纯金产品。富集方法有硝酸蒸煮法和加银电解法。前者是利用金在硝酸中的不溶性,使金与其他金属分离开;后者是在银电解阳级泥中配入一些银粉,铸成含金35%左右的银阳极,再进行电解。加银电解产出的阳极泥含金可达90%,铸成粗金阳极进行了金电解精炼。
金电解精炼是以粗金作阳极,用纯金片作阴极,用金的氯化配合物水溶液和游离盐酸作电解液,金的电解精炼过程可以近似地表示为:
阴极(纯金)∣HCl,HAuCl4,H2O∣阳极(粗金)
金电解精炼常采用非对称脉动电流或采用直流电周期反向电解的方法,以消除阳极钝化。因为电解精炼时银溶解后立即会与电解液中的氯离子作用,生成氯化银附着在阳极上,造成阳极钝化。金电解精炼析出的阴极金,经洗涤处理后,熔铸成重量11~13kg的金锭产品。在金电解精炼时,贵金属锇、铱、铑、钌进入阳极泥,铂和钯进入溶液,可分别进行回收。金电解精炼的一般技术条件为:电解液含AuCl3250~500g/L,HCl150~200g/L,电解液温度50~70℃,阴极电流密度400~700A/m2,槽电压0.4~0.8V,同极中心距80~120mm,交流与直流的电流强度比为(1.5~2.0)∶1,阴极电流效率95%。金电解槽用耐酸材料制成,为防止含金溶液的漏损,在电解槽外需有保护套槽。
为满足电子工业的特殊需要,例如使用含金纯度高达99.999%(5N)的金及其合金材料作内引线和球焊料等,可以采用二次电解精炼的方法制备出5N高纯金,不仅除杂质的效果好,而且处理流程短、操作简便。