黄金回收技术

设 计 与 工 艺 秦 玉 楠 ， 叉 随着我国商品经济的 迅速发展，广大城乡人民 的物质方化生活水平不断 提高。因而使得镀金首饰、 镀金制品等行业逐渐发达 起来，从而产生了相当数 量的 “留之有毒、弃之可 惜”的含氰镀金废液。 含氰镀金液系用纯黄 金溶解于氰化钾等成分， 经过电镀金以后，就形成 了含氰镀废液。经测定在 这种废液中含金量大约在 0．08—0．12g／1之间。笔者 为生产实践，从这种 液中回收纯金对于变 “废” 为宝、保护生态环境、积累 资金、支援国家现代化建 设具有十分重要的意义。 从上述含氰镀金废液 中回收黄金的过程一般可 分为粗金回收和粗金的提纯两个步骤；而对于粗金的 回收方法，技术上比较可靠的有：置换法、灼烧法和 离子交换法，各法各有优缺点。本文介绍置换法和灼 换法。 一 、 粗金的回收 7 、 置换 法 (1)化学原理 在含氰镀金废话液中，存在地亚氰化钾中的Au 在氰化钾溶液中与锌粉作用，即有金被置换出来： 2KAu(CN +4KCN+2Zu+2H20=2Au +2K2Zn(CN)4+2KCH+H2 根据电化学的原电池的作用原理，可向上述反应 体系中加入少量铅盐 (如醋酸铅、硝酸铅)、将会大大 地加快置换反应的速率。 (2)操作方法 ①一交置换：在充分的搅拌下，往含氰镀金废液 中先加入含金量 (取样用重量法测定，以下同)0．5％ 的醋酸铅 (化学纯)，再加入含金量 1．2倍左右的锌粉 (化学纯)进行置换作用。加热料液至沸，并保持25— 30分钟以上。在上述过程结束时，金已沉积于锌粉的 面 (此时，铅与其它不活泼的金属杂质也会分析 出)，并存于搪玻璃反应器的底部。 ②二次置换：运用虹吸法小心地将上层澄清液移 入另一个搪玻璃反应器中，在充分的搅拌下，逐渐加 入适量的锌粉 (化学纯，具体用量应按溶液中的含金 量的 1．2倍加入)，并升温至沸。然后放置 8小时 (每 隔 1小时搅动 1—2次)，仔细倾去上层清液 (清液要 用漂白粉处理后，才能排放)。 ③酸溶、洗涤：分别收集上述两次置换工序所收 集到的沉降物，各用热水 (80—85℃)充分洗涤 2— 3次。洗液仍旧人含氰废液中进行处理，沉淀尽量沥干 水分。将此沉淀置于耐酸容器中，在充分搅拌下，缓 缓地加入浓充为40—42％的硝酸以溶解粗金中的过量 锌粉以及其它不活泼金属杂质 (铅、银、镉、铁、铜 等)，必需时，可加温至 80℃左右处理至起泡停止为 度。静置后，虹吸出上屋清液，用于生产副产品 一工 业级硝酸锌；下层粗金沉淀物，用热水仔细洗涤至中 性，经沥干，烘干则得到粗金。 2 ． 灼烧 法 (1)化学原理 本法系先将含氰镀金液运用减压浓缩的制得黄金 稠状物，再用废浓硝酸破坏其中的含氰络合物后，经 高温下的灼烧，使其 Au 还原为金属状态的纯金。 (2)操作方法 ①减压浓缩：已往安装好的减压浓缩装置中放入 适量的含氰镀金废液 (装料系数为0．65)，并加入少许 沸石 (谨防溶液突然爆混冲料之用)，升温并进行减压 操作。适当地控制和调节所加入的废话液的流量、使 之与馏出物的流量保持大致平衡，以期维持浓缩器内 的液位不变，达到连续地进行浓缩的目的。待器内的 料液已呈稠状物时 (大约为原液体积的十分一左右)， 即达浓缩终点。停止加热，解除真空后，在充分的搅 拌下，缓缓地加入浓硝酸 (含量 98％)，直至呈桔黄金 混浊状液体为度。 ②灼烧：趁热将上述桔黄色混浊状液体倾入不锈 钢器皿 (可瓷皿)中，缓缓加热至干涸，再灼烧至红 热状，使皿内物熔化、灼烧。在这样的状态下，Au+ 不原成金属金。 ③酸溶、洗涤：待皿中物充分冷却之后，加少量 去离子水润湿，加热捣碎后静置。倾去上层水溶液后， 再用浓度为60％的硝酸浸泡下部沉淀物 2—3次 (每 次都要充分搅动处理)。最后，用热水浸、洗涤至中性。 残留物沥干、烘干后即得到粗金。 二 粗金的提纯 一 l0一 回收技术 维普资讯 http://www.cqvip.com (1)化学原理 用上述二法提制的粗金含金量一般仅为 98％左 右，都需要进一步提纯。笔者采用的提纯方法是二氧 化硫一草酸，其主要的化学瓜原理如下： ①粗金用 “王水”溶解，生成二氯化金： 2Au+9HCL+3NOCL+3HNO3=2AuCL3+3NOCL+H20 ②三氯化金与二氧化硫的饱和水溶液发生还原反 应而析出金： 2AuCL3+3SO2+6H2O=2Au J 3H2SO4+6H CL (2)操作方法 ① “王水”溶解：称取粗金50克，置于优质白瓷 皿中，并将皿放在水浴上，往皿中加入 “王水”(由一 体积浓硝酸和三体积盐酸组成)1 25毫克完全溶解粗 金，小心地蒸发溶液至恰干。重复此操作2—3次，直 至不再逸出棕色的NO，气体为度。残留物溶解于去离 子水中，并将溶液移送人容量为200毫升的烧杯中，溶 液用蒸馏水 (去离子水)稀释至 1500毫升。 ②还原：将上述溶液移人聚乙稀塑料溶器中，加 入1250毫升二氧化硫的新鲜饱和溶液 (由亚硫酸钠与 盐酸作用产生的气体经过净化处理后通过去离子水中 制得)搅拌直至金沉淀作用完全。静置、倾去上怪清 液后，将下层金沉淀物先用浓硝酸浸泡20分钟 (中间 搅动数次)再倾去硝酸后，沥干，用去离子水洗涤沉 淀物至中性。 ③ “王水”复溶：将上述沉淀物在充分搅拌下全 溶于 125毫升 “王水”中，再将近移人白瓷皿中，加 入少许浓盐酸蒸发近干。重复此项操作，直至逐尽NO2 气体为止。 ④草酸还原：将上述残存物，加入适量去离子水 至恰好全溶，并将溶液全移人容量为3000毫升的大烧 杯中，溶液用去离子稀释至大约2000毫升，加入45克 草酸 (分析纯)，搅拌开加热至沸，保温30分钟后，静 置 8小时以上，小心地虹吸出上层清液，下部的金沉 淀物用热的去离子水充分洗涤至无草酸根离子为止 (检验方法 取样液50毫升，加入5毫升饱和氯化钙试 液，摇匀，样品在30分钟内不得有浑浊现象产生)。最 后，将收集到的金粉沥干水分后，于 150—180~C烘干4 小时，即可得到纯金粉末。 三、 1、由于在含氯镀金废液中，含有氰化物(含量10— 85g／1)，在当废液的PH值呈强酸性时，可能有HCN 气体析出，因而，在上述回收操作过程中，应做好有 关的劳动保护工作。 2、为了确保回收的纯金的质量水平，要求在各步 操作中做到计量准确无误，并加强有关的中控分析。 例如：用置换法制得的粗金，沉淀，必须洗涤至烧液 中不含Zn： 为止；纯金粉末应洗涤至不含有 C： 为 止，以及各步反应的终点的判定是否准确等等。 3、为了提高金的回收率，必须在整个操作过程 中，力求避免点滴损失。例如：在置换法应重视对经 过两次置换处理后的废液进行含金量的监测，避免金 的损失，在灼烧法中，应设法避免加热过程中，避免 金的损失，在灼烧法中，应设法避免加热过程中，料 液的飞溅损失；在粗金提纯中，在每一次步尽硝酸蒸 汽中的操作中，应严防料液及残存物的外溅损失：等 等。 四、技术经济效果 1、本文阐述的置换法和灼烧法的金回收率均可达 到95％左右。置换法虽然能耗低，但在回收金后，废 液仍需按照含氰废液的有关要求进行分解处理后，才 能排放。灼烧法既可从废液中回收金，同时也实现了 对氰化物的处理，唯动力消耗较高。 2、按照本文所阐述的回收工艺，均适用于含金量 0．05g／1以上的含氰电镀废液。废液中的含金量愈高， 回收成本愈低。经过核算，灼烧法回收金的成本 (原 料、动力、设备折旧三项之各)仅为 18．75元／克 置 换法的成本为l9．22元／克(已计人副产品硝酸锌的产 值 )。当前，黄金的市场价格坚挺因而本法具有较高显 著的经济效益和社会效益。 一 3、按本法所阐述的回收操作方法制得的纯金，外 观呈纯正橙黄色泽，经验定其纯度可达99．0％以上，完 全符合纯金的各项质量指标。 维普资讯 http://www.cqvip.com