張文岐， 熊亞?wèn)|

(1.河南省黃金資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 河南 三門(mén)峽 472000； 2.河南中原黃金冶煉廠有限責(zé)任公司， 河南 三門(mén)峽 472000)

黃金濕法冶煉工藝主要是氰化法，氰化法提金流程所得的置換金泥是提金的中間原料，一般采用濕法精煉工藝回收金銀，濕法精煉金一般要經(jīng)過(guò)置換金泥預(yù)浸脫鋅、預(yù)浸渣一次氯化浸出、粗金還原、二次氯化浸出、一次金還原精煉等幾個(gè)工序獲得成品金粉。

置換金泥需經(jīng)過(guò)預(yù)浸工藝除去其中過(guò)量的鋅粉和部分雜質(zhì)，所得預(yù)浸渣再進(jìn)行一次氯化浸出，將渣中的Au及其余雜質(zhì)金屬溶解到氯化浸出液中，而銀則以AgCl的形式進(jìn)入氯化浸出渣中[1-3]。氯化浸出渣中的AgCl經(jīng)鐵粉置換后得粗銀粉，粗銀粉熔鑄陽(yáng)極板進(jìn)行電解可得成品銀粉[4-5]。Au進(jìn)入氯化浸出液中經(jīng)還原工序獲得含金品位60%～98%的粗金，粗金經(jīng)二次氯浸后，所得溶液還原可得一次金成品。

某公司原有氯化浸出工藝采用氯氣，氯氣屬于重大危險(xiǎn)源，存在安全隱患，而且采用氯氣浸出時(shí)車(chē)間環(huán)境比較惡劣，同時(shí)氯氣浸出時(shí)間要12 h才能保證金的浸出率，氯浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成生產(chǎn)周期長(zhǎng)，資金積壓嚴(yán)重。該公司經(jīng)過(guò)改進(jìn)，改用氯酸鈉取代氯氣浸出，解決了氯氣浸出時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，但由于應(yīng)用時(shí)間過(guò)短，工藝控制條件的波動(dòng)造成一次氯化浸出金的浸出率偏低，浸出率在70%以下，大部分未溶解的金進(jìn)入氯浸渣從而進(jìn)入陽(yáng)極板，導(dǎo)致陽(yáng)極板含金過(guò)高，電解效率偏低，電銀不合格。為解決氯酸鹽氯化浸出率低的難題，本文探究了氯酸鹽氯化浸出的工藝條件，以獲得最佳的提金效果，為其他黃金濕法冶煉企業(yè)提供參考。

1 試驗(yàn)原理

置換金泥經(jīng)預(yù)浸處理后，預(yù)浸渣中含金銀和部分未完全反應(yīng)的賤金屬，本研究氯化浸出介質(zhì)為鹽酸，氯化浸出劑為氯酸鈉，其與預(yù)浸渣中的金銀和其他雜質(zhì)可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)見(jiàn)式(1)～(11)。

(1)

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2 試驗(yàn)原料及方法

2.1 預(yù)浸渣成分分析

本研究中預(yù)浸渣經(jīng)烘干、混勻、縮分后制成100 g/份若干份待用，該樣品呈深灰色，粒度較細(xì)。試驗(yàn)樣品主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，金和銀的物相分析結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

表1 預(yù)浸渣化學(xué)成分 %

表2 預(yù)浸渣中金物相分析結(jié)果 %

表3 預(yù)浸渣中銀物相分析結(jié)果 %

從表1中可以看出，預(yù)浸渣中金銀含量達(dá)到60%，其余雜質(zhì)銅、鉛、鋅分別為1.03%、2.38%、7.26%，從金、銀的物相分析結(jié)果來(lái)看，金銀絕大部分呈單質(zhì)狀態(tài)存在。

2.2 試驗(yàn)方法

根據(jù)氯浸的工藝條件，分別進(jìn)行了單一影響因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，找出試驗(yàn)中較優(yōu)的工藝條件進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，確定出工業(yè)生產(chǎn)中預(yù)浸渣氯浸時(shí)的最佳工藝條件。

試驗(yàn)步驟：準(zhǔn)確稱(chēng)量試驗(yàn)所用預(yù)浸渣100 g，按照一定的液固比在燒杯中攪拌調(diào)漿，按比例加入一定量的鹽酸，待料液攪拌均勻進(jìn)行加熱升溫，升溫至合適的溫度，開(kāi)始緩慢加入適量氯酸鈉進(jìn)行氯化浸出。待反應(yīng)結(jié)束后，將料液進(jìn)行過(guò)濾，所濾氯浸渣烘干稱(chēng)重并取樣化驗(yàn)，計(jì)算金的浸出率。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 氯酸鈉用量對(duì)金浸出率的影響

按液固比4∶1用水漿化100 g預(yù)浸渣，鹽酸用量60 g/L，分別加入氯酸鈉20 g、25 g、30 g、35 g、40 g、45 g，反應(yīng)溫度控制在60 ℃，反應(yīng)時(shí)間1 h，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 氯酸鈉用量對(duì)金浸出率影響

圖1表明，隨著氯酸鈉用量的增加，預(yù)浸渣中金的浸出率逐步增加。當(dāng)氯酸鈉加入量為350 kg/t時(shí)，金的浸出率趨于穩(wěn)定。如果再加入氯酸鈉，浸出率上升不明顯，且反應(yīng)冒出大量氯氣。加入少量氯酸鈉時(shí)金的浸出率較低，是因?yàn)槁人徕c生產(chǎn)的氯氣先與賤金屬反應(yīng)，與金反應(yīng)較少，導(dǎo)致金浸出率較低。有大量氯氣冒出時(shí)，表示氯酸鈉用量已過(guò)量，大部分生成的氯氣不能與預(yù)浸渣反應(yīng)，金的浸出率不再升高，氯酸鈉加入量為350 kg/t時(shí)，條件最佳。

3.2 液固比對(duì)金浸出率的影響

按液固比3∶1、4∶1、5∶1、6∶1、7∶1分別用水漿化100 g氯浸渣，鹽酸用量60 g/L，加入等量的氯酸鈉35 g，反應(yīng)溫度控制在60 ℃，反應(yīng)時(shí)間1 h，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 液固比對(duì)金浸出率的影響

圖2表明，起初隨著液固比的增大，金的浸出率逐漸上升。當(dāng)液固比為5∶1時(shí)，繼續(xù)增大液固比，金的浸出率有所降低。液固比較小時(shí)，預(yù)浸渣中銀形成氯化銀沉淀，導(dǎo)致液固比更小，不利于金的浸出。試驗(yàn)過(guò)程中反映出液固比過(guò)大時(shí)反應(yīng)速率過(guò)慢，反應(yīng)時(shí)間不夠，不利于金的浸出。液固比為5∶1時(shí)，條件最佳。

3.3 鹽酸用量對(duì)金浸出率的影響

按液固比5∶1用水漿化100 g氯浸渣，鹽酸用量分別為40 g/L、50 g/L、60 g/L、70 g/L、80 g/L，加入氯酸鈉35 g，反應(yīng)溫度控制在60 ℃，反應(yīng)時(shí)間1 h。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 鹽酸用量對(duì)金浸出率的影響

圖3表明，隨著鹽酸用量增加，金的浸出率隨之上升，因?yàn)辂}酸與氯酸鈉反應(yīng)生成氯氣。當(dāng)鹽酸量不足時(shí)，生成等量氯氣需消耗更多的氯酸鈉，導(dǎo)致金的浸出率較低。鹽酸過(guò)量時(shí)，多余的鹽酸并不參與反應(yīng)。鹽酸用量在70g/L左右時(shí)，金浸出率趨于穩(wěn)定。

3.4 浸出溫度對(duì)金浸出率的影響

按液固比5∶1用水漿化100 g氯浸渣，鹽酸用量為70 g/L，加入氯酸鈉35 g，浸出溫度分別控制在50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃，浸出時(shí)間1 h。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 浸出溫度對(duì)金浸出率的影響

圖4表明，隨著浸出溫度的升高，金的浸出率有所上升。溫度較低時(shí)，氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)速率過(guò)慢，不利于金的浸出，浸出溫度溫在70 ℃時(shí)，金的浸出率趨于穩(wěn)定，浸出溫度80 ℃時(shí)浸出率達(dá)到95.19%。

3.5 浸出時(shí)間對(duì)金浸出率的影響

按液固比5∶1用水漿化100 g氯浸渣，鹽酸用量為70 g/L，加入氯酸鈉35 g，浸出溫度控制在80 ℃，反應(yīng)時(shí)間分別為0.5 h、1 h、1.5 h、2 h，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5表明，隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng)，金的浸出率有所上升。浸出時(shí)間延長(zhǎng)使得氯酸鈉與預(yù)浸渣中金屬反應(yīng)的更加充分，當(dāng)浸出時(shí)間在1.5 h左右時(shí)，金的浸出率趨于穩(wěn)定。浸出時(shí)間為1.5時(shí)浸出率達(dá)到97.11%。

3.6 正交試驗(yàn)

根據(jù)上述單因素試驗(yàn)結(jié)果，氯酸鈉和鹽酸用量對(duì)金的浸出率影響較大。根據(jù)理論計(jì)算與試驗(yàn)，確定出較優(yōu)條件氯酸鈉用量350 kg/t，鹽酸用量70 g/L適用于生產(chǎn)需求，不再做進(jìn)一步的研究。為了研究其他影響因素對(duì)預(yù)浸渣中金浸出率的影響，做了以下正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素水平表如表4。

按表4條件進(jìn)行試驗(yàn)，得到的結(jié)果如表5所示。

表4 正交試驗(yàn)因素水平表

表5 正交試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果

通過(guò)表5計(jì)算分析可見(jiàn)浸出溫度的極值較大而浸出液固比和浸出時(shí)間極值較小。說(shuō)明在氯化法浸出預(yù)浸渣中的金時(shí)主要影響因素為浸出溫度，而浸出時(shí)間對(duì)試驗(yàn)的影響最小。在工業(yè)生產(chǎn)時(shí)應(yīng)保證浸出溫度和合適的液固比，可從根本上解決浸出率較低的問(wèn)題。

3.7 工業(yè)擴(kuò)大試驗(yàn)

按正交試驗(yàn)確定的最佳條件氯酸鈉用量350 kg/t，鹽酸用量70 g/L，料液液固比為6∶1，浸出溫度80 ℃，浸出時(shí)間1.5 h，進(jìn)行了工業(yè)擴(kuò)大試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6 工業(yè)擴(kuò)大試驗(yàn)結(jié)果 %

從表6可以看出，對(duì)5批預(yù)浸渣進(jìn)行處理，金的平均浸出率達(dá)到94.60%，達(dá)到預(yù)計(jì)的浸出率，解決了生產(chǎn)上預(yù)浸渣中浸出率較低的問(wèn)題。

4 結(jié)論

1) 對(duì)黃金濕法冶煉獲得的金泥進(jìn)行了氯化浸出試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，采用氯酸鈉和鹽酸介質(zhì)進(jìn)行氯化浸出可完全替代原有氯氣，而且可以達(dá)到與氯氣同樣的浸出效果，工業(yè)應(yīng)用浸出率達(dá)到94.60%。但要注意，在氯酸鈉儲(chǔ)存及使用過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照?；肥褂靡?guī)范進(jìn)行管理，按照分區(qū)儲(chǔ)存的原則，儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房，遠(yuǎn)離火種、熱源。

2) 通過(guò)試驗(yàn)研究獲得金泥預(yù)浸渣氯化浸出的最佳條件為：氯酸鈉用量350 kg/t，鹽酸用量70 g/L，料液液固比為5∶1，浸出溫度80 ℃，浸出時(shí)間1.5 h，最佳條件下工業(yè)擴(kuò)大試驗(yàn)中金的浸出率可達(dá)到97.65%。