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        金泥配料熔煉研究

        2019-09-10 23:05:06王建偉蔣旺焦永剛趙俊龍
        關(guān)鍵詞:玻璃粉硝酸鉀硼砂

        王建偉 蔣旺 焦永剛 趙俊龍

        一、前言

        因近幾個(gè)月冶煉合質(zhì)金成色不高(50%-70%),冶煉出的合質(zhì)金成色低,表面呈黑色或者淺黃色,合質(zhì)金表面雜質(zhì)多,與渣分離不完全,并且?guī)в写判?。一直未找到具體原因,所以從冶煉室中取少量干金泥用質(zhì)檢中心箱式電阻爐做金泥熔煉實(shí)驗(yàn)。

        二、原理

        火法冶金過程是富集過程,目的在于使所有的雜質(zhì)成分集中到渣中而與有用的金屬分離,金泥冶煉簡單的原理敘述如下:

        在足夠的氧化劑作用下,金泥中的雜質(zhì)以氧化物的形態(tài)存在,這些氧化物有酸性、堿性和兩性的,它們與加入的熔劑作用生成渣浮在坩堝上面。分散于金泥中的金、銀等貴金屬微粒,熔化并互相結(jié)合成金屬粒子。金銀粒子具有較大的比重,沉積在坩堝底部,與浮在上面的渣分離。

        三、研究內(nèi)容

        (一)熔煉探索實(shí)驗(yàn)

        實(shí)驗(yàn)步驟

        1.取選冶車間冶煉室干金泥300g。

        2.冶煉室現(xiàn)采用的溶劑只有硼砂和純堿,金泥與硼砂、純堿的配比為1:2:0.8,將取回的干金泥稱量6g,加12g硼砂、4.8g純堿、1.8g玻璃粉,一起裝入黏土坩堝中,攪拌均勻后,放入600℃箱式電阻爐中,保溫30min,繼續(xù)升溫至1200℃,保溫45min出爐,將黏土坩堝中的物料倒入錐形鐵鑄模中,冷卻。

        3.將冷卻后的樣品從鐵鑄模中取出,用錘子砸開,使合質(zhì)金合粒與渣分離,稱量合粒重量。

        4.合粒用碾片機(jī)壓成片狀,剪碎,稱取0.30000g,根據(jù)預(yù)估的金銀含量補(bǔ)加標(biāo)準(zhǔn)銀,是最終金銀比為1:2.5。用鉛箔包裹上,放入已經(jīng)950℃預(yù)熱30min的灰皿中灰吹。

        5.將灰吹好的金銀合粒用1:3的乙酸溶液煮干凈后,放入800℃的箱式電阻爐中退火5min后取出,冷卻,稱量。

        6.將金銀合粒用碾片機(jī)碾成片狀,放入750℃箱式電阻爐中退火3min,取出冷卻卷成卷,將樣品按順序放入分金欄中,分別用1:3、1:1、3:1的硝酸溶液水浴加熱分金。

        7.將分金后的樣品烘干,800℃退火5min,冷卻,稱量,計(jì)算金銀含量,具體數(shù)據(jù)見下表。

        為進(jìn)一步觀察熔煉的情況,又做了3組降低硼砂和純堿的量,增加少量硝酸鉀和玻璃粉的探索實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表

        實(shí)驗(yàn)表明:

        1.冶煉室現(xiàn)在的配料情況金收率較低,成色不高。

        2.降低硼砂和純堿的用量后,未得到合質(zhì)金合粒。

        查閱很多冶煉方面的資料,分析目前冶煉室在冶煉合質(zhì)金的過程中有以下3種情況:

        1.合質(zhì)金中含鐵較高,熔煉過程中氧化不完全。

        2.金泥與熔劑的配比不準(zhǔn)確。

        針對冶煉過程中鐵等雜質(zhì)氧化不完全的問題,決定在配料時(shí)添加硝酸鉀這種氧化劑,并且為了延長石墨坩堝的使用壽命,又適量加入玻璃粉來保護(hù)坩堝,

        (二)熔劑配比實(shí)驗(yàn)

        本實(shí)驗(yàn)選用的熔劑為:硼砂、純堿、硝酸鉀、玻璃粉等,各熔劑在熔煉過程中的作用如下:

        a.硼砂降低渣的熔點(diǎn),減少渣的比重,能使渣中的氧化物,如PbO、ZnO、Cu2O等造渣。

        b.純堿可以降低渣的熔點(diǎn),使渣變稀,增加渣的流動性。純堿是堿性熔劑,它可以使酸性氧化物熔化。

        c.硝酸鉀為強(qiáng)氧化劑,能使各雜質(zhì)元素氧化進(jìn)入渣中,特別對銅、鉛氧化造渣效果顯著。

        d.玻璃粉主要成分為石英,它可以調(diào)整爐渣成分,它是酸性熔劑,可使渣中的堿性氧化物造渣。

        1.首先對硝酸鉀做用量實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟同上,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。

        從上表的數(shù)據(jù)可以得出在硼砂、純堿、玻璃粉一定的情況下,金泥與硝酸鉀的配比為1:0.33-0.5之間為最佳比例,低于或者高于這個(gè)比例區(qū)間,金的回收率會降低。

        2.純堿用量實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟同上,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。

        實(shí)驗(yàn)表明,在硼砂、硝酸鉀、玻璃粉一定的情況下,當(dāng)金泥與純堿的比例為1:0.5時(shí),熔煉后不能得到合質(zhì)金合粒,渣粘稠,冷卻后硬度大,金泥與純堿比例為1:1.5時(shí),得到流動性很好的渣,熔煉時(shí)金的回收率較高。

        3.硼砂用量實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟同上,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。

        從上表中可以看出,當(dāng)金泥與硼砂的比例為1:1時(shí),熔煉時(shí)金的回收率最高,擴(kuò)大和減小這個(gè)比例,金回收率都會降低。

        4.玻璃粉的用量實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟同上,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。

        實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)金泥與玻璃粉的比例為1:1的比例時(shí),金回收率最高,比例為1:1.5時(shí),也得到較高的回收率,加入玻璃粉的作用是調(diào)整熔煉時(shí)酸堿度,保護(hù)石墨坩堝,具體加入比例根據(jù)冶煉室現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。

        實(shí)驗(yàn)合計(jì)做了27組,回收率90%以上的5組,見表7,從下表中可以看出,第二組實(shí)驗(yàn)回收率最高,為99.56%,由此確定本實(shí)驗(yàn)各熔劑的配比為:金18.18%,硼砂18.18%,純堿27.27%,硝酸鉀9.09%,玻璃粉27.27%。

        四、總結(jié)

        金泥的冶煉過程就是貴金屬與雜質(zhì)分離的過程,渣的比重、熔點(diǎn)、粘度對貴金屬溶解度有決定性的作用,如果渣的性質(zhì)不好就會使渣的流動性不好,粘度大,貴金屬與雜質(zhì)分離不好,金回收率低。因此搞好配料工作,選擇好渣型,是獲得良好的熔煉效果的前提。本研究確定各熔劑的配比為:金18.18%,硼砂18.18%,純堿27.27%,硝酸鉀9.09%,玻璃粉27.27%,并且渣量較少。

        參考文獻(xiàn)

        [1]劉連峰,袁玉蝶;利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定金泥熔煉最佳熔劑配比[J];北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1997年03期

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