云南黄金集团云南滇金投资有限公司
摘要：从载金炭中提取金的工艺主要包括三个阶段，一、载金炭解吸金—解吸过程；二、从解吸出来的含金电解液中沉积金—电积过程；三、金泥的提纯还原。本文就这个过程进行阐述。
关键词：载金炭 解吸 王水 还原
一、载金炭的解吸-电积
载金炭的解吸工艺有很多种，我公司采用的是高温高压无氰解吸技术，该解吸-电积工艺的主要设备包括电积槽、解吸柱（金属立柱）、磁力叶轮泵、电加热器、储液槽等。电解槽的阳极采用316L号不锈钢，阴极采用钢棉。
该解吸-电积工艺的基本原理是，将载金炭加入解吸柱中，在高温高压条件下，以工业片碱溶液作为解吸液，解吸液作为载金炭中的氰化金络离子的置换剂，将金络合离子用解吸液中的氢氧根离子置换至解吸液中，整个装置是将解吸柱和电积槽连成一个闭式循环系统，用磁力泵带动解吸液在闭式系统中不断循环流动，当含有金络合离子的解吸液流经电积槽时发生电积反应，使金络合离子转换成金单质在阴极钢棉上析出沉积，从而得到金泥。
该工艺的主要参数包括，解吸温度150℃，系统压力4MPa，系统流量4 /h，片碱浓度约2%，电解槽电压4V，每柱炭解吸时间约8小时左右。
开机前首先用解吸泵将外储液槽中的解吸液打到解吸柱和电解槽组成的循环回路系统中，进行“外循环”，开启电加热器逐步升温，待液位达到规定值后关闭外储液槽进液阀门，进行循环回路系统的“内循环”。接下来进行两阶段的解吸过程，第一阶段，待解吸液升温至110℃时，开启整流器，对电积槽中的极板加入3~4V的电压进行电解，并控制好该温度保持不变。此阶段主要是使载金炭中的银电积出来。此阶段解吸3小时左右后进行第二阶段，继续逐步升温，待温度达到150℃时，控制好该温度保持不变，在此温度下解吸8小时左右，此阶段正式进行载金炭中的金的解吸电积过程，使金在阴极钢棉沉积最后得到金泥（含银）。解吸柱中的贫炭需用冷却水将温度降至60℃，压力降至0MPa后，再用泵注水加压后排出，至此一个解吸周期完毕。
在解吸过程中，解吸液可循环使用多次，不需要每个周期更都更换新的解吸液造成浪费，可多个周期后再定期测量解吸液成分，若有害物质超标时再一次性更换。每柱载金炭的加入量也不能完全充满整个解吸柱，应预留有适量的剩余空间，以保证解吸过程中炭拥有充足的膨胀空间，从而保证解吸液与炭表面充分接触，提高解吸效果。压力是生产过程中的监控重点，注意保持系统压力的稳定，防止安全事故的发生，系统故障时不允许带压处理。
在解吸-电积过程中，解吸贵液中的Au(CN)2- 和Ag(CN)2-还原成为金单质金、银沉积在阴极上得到金泥。随着电积过程的进行，阳极液碱性减弱，阴极液碱性增强，但由于电积液的流动，可以保持两极碱性平衡。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其化学反应如下：
阴极反应:
Au(CN)2-+e→Au+2CN-
Ag(CN)2-+e→Au+2CN-
阳极反应：
2OH-+CN-→CNO-+H2O+2e
总的反应式：
2Au(CN)2-+3H2O→2Au↓+ O2↑+4HCN+2OH-
2Ag(CN)2-+3H2O→2Ag↓+ O2↑+4HCN+2OH-
二、金泥提纯
1、硝酸分银
电解金泥中约含有40~50%的金，其余的大部分是银和其他贱金属及炭泥、泥质等杂质及水分。为了节约酸的消耗，先将金泥用离心机甩干多余的水分，目的是避免金泥中的大量碱液等杂质与酸优先反应。金泥要先用硝酸分银法除去银及其它杂质，硝酸分银法的基本原理是先在反应釜中加入硝酸，再将金泥投入硝酸中，使银及其他杂质与硝酸反应生成硝酸盐溶液，但是金不与硝酸反应，等充分反应完毕，用滤布将银及其他杂质过虑掉，达到分银的目的。
2、王水熔金
由于酸的挥发性，王水需要现场现配现用，一般是按1份工业硝酸加入3分工业盐酸配制王水。再将金泥加入王水中反应，金溶解进入溶液，银进入氯化银渣中而分离，经过滤后得到纯王水。王水熔金的原理是王水同时具有硝酸的氧化性和氯离子的强配位能力,因此可以溶解不活泼金属金。盐酸和硝酸混合后，硝酸将盐酸氧化成氯化亚硝酰和氯：HN5+O3+3HCl=N2+OCl+Cl2+2H2O。氯化亚硝酰是反应的中间产物，反应过程中它不稳定又被分解为一氧化氮和氯：2NOCl=2NO+Cl2。在没有氯离子存在的条件下，此反应过程中的硝酸和生成氯都不易把金氧化。金真正被还原出来是由于，盐酸的加入并不是增强了硝酸的氧化性,而是Au与Cl-配位形成AuCl4- ,AuCl4- + 3e = Au + 4Cl- ,从而增强了金的还原能力。金在有氯离子存在环境条件下，它的电极电势被降低很多，金的还原能力被增强，使硝酸氧化金变得可能，氯与金作用，生成氯化物进入溶液，其总反应为：
Au + HNO¬¬3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO↑+ 2H2O
操作过程中先在反应釜中配制王水，理论上硝酸：盐酸按1:3配制，但在实际操作时由于不能完全反应及酸的挥发，王水用量要适当的多配制，实践中按硝酸：盐酸1.2:3.5的比例配制比较合适。王水用量也不能一次性加够，因为没等金全部溶解，王水也大部分反应完毕及部分挥发损失掉，造成金的不完全溶解。实践中是先加入85%的王水与金泥反应，待反应充分后再加入剩余的15%的王水继续反应，这样有利于将未溶解的金完全反应。
在反应过程中，后期反应平稳后要对反应釜进行加热，采用锅炉蒸汽进行加热，以提高反应速度。实践中加热温度控制在80℃左右为宜，温度过低不利于保证反应速度，在此温度下王水已开始沸腾，若温度过高则反应更加剧烈难以控制，造成酸的分解及喷溅。静置条件下反应速度较慢，因此反应过程中要进行机械动力搅拌，以提高反应速度。经过约4小时反应后将王水用滤布过滤得到纯王水，滤布上留下银等杂质。
3、王水沉降
此阶段是提高王水质量的最重要的工艺，从而最终保证金粉的品位。该工艺主要是将王水加入一定量的热水后经过一定时间的沉降，一般是沉降一个晚上第二天进行下步作业，时间越长沉降效果越好。沉降的目的是将其它杂质在重力作用下沉至容器底部，从而保证上层王水的质量。沉降后的上层王水可直接抽到反应釜中进行湿法还原，得到纯度较高的金粉，降低还原成本。下层较脏的王水不能直接进行湿法还原，需要经过萃取工艺除去杂质后再进行还原。
4、王水还原
我公司采用无水亚硫酸钠还原王水提金，操作中先将反应釜中的王水用锅炉蒸汽加热至70~80℃后再开始加亚硫酸钠进行还原。亚硫酸钠先要热水配制成溶液，搅拌溶解后再加入反应釜还原，以提高反应速度。加药速度根据反应中的剧烈程度控制，反应过程中要进行机械动力搅拌，以增加反应速率。还原出来的金粉要用热水多次充分洗涤至中性，目的是洗掉粘在金粉表面的酸性溶液及杂质，再用硝酸浸泡0.5-1小时，再次洗涤至中性，烘干铸锭。
该工艺提纯的金粉的铸锭产品纯度可达到99.98%以上，多数达到99.99%。是国内领先的水平技术。
论文作者:王仁辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/26
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