周 興，張松柏

（云南滇金投資有限公司，云南 昆明 650215）

黃金作為自然界中貴金屬元素，應(yīng)用的范圍逐漸廣泛，大到航天航空設(shè)備的制造、精密儀器的生產(chǎn)工業(yè)，小到金銀首飾的加工，對于黃金的需求量都較大[1]。黃金主要是從礦石中開采出來，經(jīng)過復(fù)雜的生產(chǎn)程序加工，生產(chǎn)中需要投入大量的人力與財力。黃金在自然環(huán)境中的地質(zhì)含量有限，可以通過含金廢料中金的分離提純工藝獲取金[2]。將廢料中分離提純得到的金，運用合理的加工方法制得高純度的金粉，提高經(jīng)濟效益。含金廢料主要由于金制品的生產(chǎn)加工中，生成金的種類與形式較多而產(chǎn)生的多余廢料[3]。金的價值較高，將其倒掉造成貴重資源的浪費，且對環(huán)境造成大量污染?？梢栽谥平鸾Y(jié)束后，將多余的廢料收集起來，根據(jù)含金量的不同，運用不同的工藝方法加工，例如硫脲浸金法、負(fù)離子吸收法等。金屬冶煉廠的廢爐渣中也含有大量金，將廢渣粉碎處理置于高溫中熔煉也是回收金的一種方法。在廢棄電子零件表面也含有金，主要是為了提高零件的使用年限，增強抗腐蝕能力。廢棄零件的黃金也可以進行分離提純處理，回收再生黃金。含金廢料中金的分離提純工藝能夠減少黃金資源的浪費，有效地保護環(huán)境。

1 含金廢料中金的分離提純工藝研究

1.1 選擇分離溶劑

分離溶劑是分離提純工藝的基礎(chǔ)，含金廢料與分離溶劑接觸后，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)與作用，將物質(zhì)在溶劑中溶解達到分離的目的。能夠使溶質(zhì)從A原料轉(zhuǎn)換到溶劑S中，應(yīng)用溶劑不僅能分離廢料提取出所需的物質(zhì)，還能洗去廢物中少量雜質(zhì)。合理控制分離溶劑的分配比。分配比大的物質(zhì)，容易從廢料中分離處理；分配比較小的物質(zhì)，容易留在原料中。溶劑體系一般分為鰲合物、締合物、無機共價化合物溶劑體系等。鰲合物溶劑的穩(wěn)定常數(shù)和鰲合物的分配比有關(guān)，當(dāng)分離溶劑和鰲合劑一定時，則分離溶解效率較高。溶劑應(yīng)選擇具有較大的溶解度、黏度小的，便于分層，有利于分離操作的進行。

分離溶劑包括單組分溶劑與多組分溶劑兩種，具體選擇的分離溶劑類型取決于提取金的工藝要求。反應(yīng)劑不是全部與分離溶劑反應(yīng)，而是選擇性地與被分離組分別發(fā)生反應(yīng)，生成溶解后的化合物。本文選擇的分離溶劑為多組分溶劑，具有降低分離劑的密度的作用。按照分離溶劑的性能劃分，可以劃分為中性分離溶劑、鰲合分離溶劑、胺類分離溶劑。金的分離溶劑較多，包括醇類、酯類、醚類等，具有分離效率高、分配比良好等特點，且對于金的選擇性好，因此，通常被作為金的分離溶劑使用。

1.2 含金廢料分離預(yù)處理

含金廢料經(jīng)過分離溶劑的分離，用工具將廢料破碎成小塊，破碎方式采用間歇式破碎，破碎后過濾繼續(xù)破碎，將賤金屬與金進行了初步的分離，部分金被留在硝酸浸渣中，經(jīng)過多次洗滌處理，金以化合物的形式進入溶液中，此時對含金廢料進行分離預(yù)處理。分別向經(jīng)過分離溶劑分離的浸渣中加入35mL王水，在50度恒溫中放置1.5小時，將濾液收集并稀釋，分別用原子吸收儀測定金的對光的吸收程度，測定后，在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)查得各試液中金離子的濃度。確定最佳預(yù)處理時間、溫度控制、分離預(yù)處理鹽酸與王水的濃度，通過調(diào)整上述條件的參數(shù)變化，進行含金廢料的分離預(yù)處理。

1.3 硫代硫酸鹽浸金法提純金的濃度

硫代硫酸鹽浸金法對于含金廢料的提純更加有效，其中含有的三氧化二硫，在酸性條件下，能夠自主發(fā)生分解，其產(chǎn)物對于提純金的工藝起著一定作用。在氧氣充足時，硫代硫酸鹽與自然元素發(fā)生反應(yīng)，生成的硫化物能夠加速含金廢料中金的提取進程。本文用于浸金法的硫代硫酸鹽，是一種無色或者接近于無色的晶體。提純時，主要依靠氨離子的催化作用，加快浸金速度，在一定程度上也可以作為氧化劑。為了防止在pH值的影響下，硫酸鹽自主進行分解，通常配制一定比例的氨水溶液作為浸金法的輔助試劑。硫代硫酸鹽近幾年開始逐漸應(yīng)用于實驗室中的研究，使用范圍逐漸拓展。為了促進提取金工作的穩(wěn)定發(fā)展，在處理操作中可以加入適量的二價銅鹽，保證金的再生。為了使硫酸鹽溶液中的銅轉(zhuǎn)化為絡(luò)合化合物，將浸出液的pH值調(diào)整為大于9.5即可。浸金法有時也可以在堿性環(huán)境中進行，此介質(zhì)環(huán)境對設(shè)備不具有腐蝕性。但是硫代硫酸鹽提純在堿性條件下也存在一定的缺陷，提純過程中的熱穩(wěn)定性較差，對于浸金試劑的需求量較大，導(dǎo)致對于提純金的濃度與提取率受到了一定限制。

取分離處理過的含金廢料置于玻璃反應(yīng)器中，將浸取液按比例加入其中，對反應(yīng)器加熱處理并進行攪拌。按照反應(yīng)的時間定時補充空氣，過濾浸取液中多余的氨成分。達到最佳反應(yīng)時間時，將反應(yīng)器及時取出，將混合液通過漏斗濾出雜質(zhì)，最終抽液處理并定容。銅離子濃度過大，會嚴(yán)重消耗過多的硫代硫酸鈉，影響金的最終浸出率。

1.4 采用蒸氨法測定金的含量

將浸金法提純得到的金含量進行測定，主要通過蒸氨法測定。本文設(shè)置的反應(yīng)條件為氨水濃度8.5mol/l，硫酸銨濃度0.5mol/l，硫酸銅濃度0.5mol/l，配置300ml的蒸氨溶液，置于三口燒瓶中測定提取金的含量。反應(yīng)完成后進行抽濾，將得到的黑色粉末稱重冷凝。在溫度為150℃下加熱，加熱直至溶液中的液體蒸發(fā)完全，觀察反應(yīng)瓶內(nèi)的固體顏色變化，到顏色變化為灰綠色結(jié)束。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果判別溶液中的氨全部蒸發(fā)完畢，稱量固體的質(zhì)量為18.92g，含金廢料中金的含量為90.4%，計算金的提取率，本文在反應(yīng)前投入金的質(zhì)量為：

金的提取率為：

根據(jù)蒸氨法，對含金廢料中金的分離提純，測定金的含量為90.9%，將反應(yīng)得到的液體加熱分解，若產(chǎn)物為紫色，說明還有部分金的化合物沒有分離，可按上述方法反復(fù)操作，直至產(chǎn)物顏色為灰綠色，分離提純過程結(jié)束。

2 實驗分析

為了驗證本文提出方法的可行性，對本文提出方法對金的提取率與傳統(tǒng)硫脲浸金法對金的提取率進行對比實驗，將本文提出的方法記為實驗組，傳統(tǒng)硫脲浸金法記為對照組。

2.1 實驗準(zhǔn)備

稱量三氯化鐵15.246g，用分離溶劑分解后定容到1L，分別取30mL、45mL、50mL、55mL的溶液定容為100mL，向其中加入濃度為0.15%的王水試劑，用天平準(zhǔn)確稱取Tu溶液，按照一定的配比進行配制。將預(yù)處理的含金廢料少量多次加入到硝酸溶液中，放入水浴鍋中在溫度大于等于90度時進行加熱。當(dāng)液體冷卻后，將不溶物反復(fù)用去離子水洗至中性，液體中的藍色物質(zhì)為銅離子，其余雜質(zhì)還包括鐵、鉛等微量的其他金屬元素。分別取烘干的物料放于50 mL燒杯中，加入濃度為2g/L、4 g/L、6 g/L、10 g/L、15 g/L的硫脲與硫代硫酸鹽各30mL，反應(yīng)時間為保證金浸出率的最佳反應(yīng)時間。為了減小試劑自身反應(yīng)對物料中金的浸出影響，以相同物質(zhì)成分加相同比例的試劑，在相同條件下進行對比實驗。根據(jù)提純反應(yīng)的機理，得到不同時間下對于金提取率的影響，繪制的變化圖如圖1所示。

圖1 不同浸取時間浸金率的變化

由圖1可知，隨著浸取時間變長，浸金率呈現(xiàn)上升趨勢，從60min增加到100min時，含金廢料中金的浸取率上升趨勢明顯。

2.2 結(jié)果分析

在相同時間內(nèi)，將本文提出的方法與傳統(tǒng)硫脲浸金法對于金的提取率結(jié)果進行對比，如表1所示。

表1 兩種方法中提取金的結(jié)果對比

根據(jù)表1可知，本文提出的含金廢料中金的分離提純工藝對于金的提取濃度較高，在開始反應(yīng)時提取到金的濃度較傳統(tǒng)硫脲浸金方法相比存在較大差距，最終反應(yīng)結(jié)束后剩余雜質(zhì)較少，對于廢料中金的提取率較高。

3 結(jié)語

本文對于含金廢料中金的分離提純工藝進行了研究。提出了硫代硫酸鹽浸金方法，此方法較傳統(tǒng)的硫脲浸金方法相比，能夠充分對含金廢料進行分離提純，將含金廢料中的金充分提純，剩余較少的雜質(zhì)。在提取濃度與提取率上占有明顯優(yōu)勢，操作過程較簡單，更加適用于含金廢料中金的分離提純。