氰化法提取金银.ppt

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1、5.3 氰化法提取金银,金在水中不起任何反应，以不溶于强酸或强碱中。因此，要使金成为易溶而又稳定的金离子，必须使它转化为络合物离子。在氧存在浸出金时，络合能力最强的络合剂是氰化物，其次是硫脲和氯离子，此即所谓氰化法、硫脲法和水溶液氯化法。硫脲法无毒，溶解速度高、流程短，但硫脲昂贵。在酸性硫脲溶液中的金银溶解反应为：Au+2CS(NH2)2=AuCS(NH2)22+eAg+3CS(NH2)2=AuCS(NH2)23+e,水溶液氯化法反应速度快、回收率高，但污染环境和腐蚀设备。自氰化法问世后，此法便很少被采用。其溶金反应为：Au+2Cl2+4e=AuCl44-,氰化法是用氰化物（KCN或NaCN）

2、溶液浸出矿石中的金银，然后再从浸出液提取金银的方法。它是当前广泛应用的方法。氰化法的金银回收率高，但氰化物有剧毒，且提取速度慢，又易被其他金属离子干扰。在氧存在的情况下，氰化物对金银溶解的反应为：2Au+4KCN+H2O+O2 2KAu(CN)2+2KOH2Ag+4KCN+H2O+O2=2 KAg(CN)2+2KOH,t=25，,；图5-4 氰化过程的 pH图,由Au(As)CN-H2O系，pH图（图5-4）可见，金银氰络合物的还原电极电位都很低，且反应曲线几乎部落在水的稳定区域内，说明氰化物是金银的良好溶剂和络合剂，而形成的Au(CN)21-、Ag(CN)21-在水溶液中是稳定的。由图5-4

3、还可以看出，氰化溶金比溶银容易，O2/H2O电对是推动金银溶解的强氧化剂，而O2/H2O2是促使金银氰化的氧化剂。但H2O2作为氧化剂会使CN1-氧化为CNO1-，从而增加氰化物的消耗：CN1-+H2O=CNO1-+2H2O+2e工业溶金的最佳理论pH9.4。此时O2/H2O与Au/Au(CN)21-和Ag/Ag(CN)21-组成的溶解金银的原电池电动势最大。图5-4下部锌的 pH部分，对锌粉从氰化液中沉淀金很有意义。,工业上用作溶解金银的氰化物有氰化钠、氰化钾、氰化铵和氰化钙，它们的相对溶金能力是NH4CNCa(CN)2NaCNKCN。然而，考虑到它们的价格和稳定性，工业氰化液多用NaCN。

4、其浓度选用0.03%0.15%，在80温度的碱性体系中搅拌进行氰化。,金矿中的其他成分对氰化过程的影响,铜矿物可形成可溶性络盐，所以铜矿物多时，常用较弱的氰化物溶液，以降低铜矿物的溶解速度；或预先焙烧使铜变成在氰化溶液中溶解度很小的铁酸铜。铁、汞和硫化锌都不与氰化物作用，但铁的化合物会与氰离子生成氰铁化钠或其他化合物，硫化亚铁氧化消耗氧会降低氰化速度，所以，含有黄铁矿的矿石须先经焙烧或氰化时鼓入空气。HgO会消耗氰化剂：HgO+4NaCN+H2O=Na2Hg(CN)2+2NaOH,金矿中的其他成分对氰化过程的影响,氧化锌和碳酸锌业能与氰化物反应，故含锌金矿不能预先焙烧：ZnO+4NaCN+H2

5、O=Na2Zn(CN)4+2NaOH含砷锑较多的金矿应先焙烧使其挥发除去，以减少其对氰化过程的影响。硫化铅与氰化物作用很弱，但时间长时会生成NaCNS和Na2PbO2。氰化溶金可用渗滤法或矿浆搅拌法。氰化物的消耗比理论值多20100倍。,从浸出液中沉淀金银的方法,加锌沉淀法；炭浆法；离子交换法；电解沉积法。,加锌沉淀法,浸出后的矿浆经浓缩、过滤和洗涤后，含金银的氰化溶液送去加锌沉淀金银：2NaAu(CN)2+Zn=2Au+Na2Zn(CN)42NaAg(CN)2+Zn=2Ag+Na2Zn(CN)4沉金要在足够量的氰化物和游离碱的溶液中进行。此时放出氢气，并可防止可溶性锌酸钠水解沉淀和锌的络盐分

6、解：Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2 Na2ZnO2+2H2O=Zn(OH)2+2NaOHNa2Zn(CN)4=Zn(CN)2+NaCN,加锌沉淀法,氧对沉金是不利的，上式产生的氢起到了脱氧作用，减少了沉金的反溶。沉金前的氰化液要预先抽真空脱氧。脱氧可防止Zn+O2+H2O=Zn(OH)2 反应的发生，降低锌 的消耗和避免锌粉表面形成妨碍置换的Zn(OH)2薄膜。,金银沉淀的设备及产品,金银沉淀可用锌丝或锌粉。锌丝沉淀的设备是木制的多格长方形槽子，叫沉金器。溶液和锌丝在沉金器内逆向运动，锌丝由沉金器后面的各格向前面的各格迁移，在后面的各格中补充新鲜锌丝。通过各格下方的栅网沉到沉金器底部的

7、黑色金粉末称为金泥，它含金很少超过20%Au，其余成分主要是锌。锌粉沉淀是将锌粉加到溶液中进行搅拌，然后用压滤机分离出沉淀的金银。,金泥的处理工序,从金泥中提金一般包括酸溶、焙烧和熔炼三个工序。酸溶是将金泥在10%15%H2SO4溶液中溶解，把其中的锌和其他可溶物质溶出。如金泥中含有砷，溶出时会产生砷化氢和氢氰酸有毒气体，因此酸溶槽须密封和设烟罩将气体抽走。酸溶的硫酸用量为锌重量的15倍或金泥重量的11.75倍，酸溶和澄清时间各为3 h。酸溶后的金泥用热水洗涤23次。沉金过程如发现有白色沉淀物，可用热硫酸溶解。酸溶后液的一部分返回使用，一部分从中提锌。经洗涤后的含金沉淀物品位明显提高（大于50

8、%Au），而锌含量则明显下降（小于5%Zn），经压滤和烘干后进行焙烧。,焙烧可在隔焰炉或电炉中进行，也可用铁锅焙烧。焙烧温度600左右，即使碳酸盐、硫酸盐、氰化物等能分解，又不使炉料熔化。焙烧时不要搅动炉料，以免金的飞扬损失。,焙烧后的金泥加入碳酸钠、二氧化硅、硼酸等熔剂，在坩埚炉、小反射炉或小转炉中熔炼。此时金泥中的杂质氧化物与熔剂造渣，金银组成合金。此合金在硼砂保护下再熔化铸锭，送往精炼工序。,5.4 从银锌壳中提取银,火法炼铅时，铅精矿中的贵金属几乎全部进入粗铅。粗铅如果采用电解精炼，则贵金属进入阳极泥，然后从阳极泥中回收这些贵金属；如果采用火法精炼，则是用加锌提银法，此时把金属锌加到含

9、银的粗铅中，银与锌结合成银锌合金而与铅水分离。此种银锌合金称为银锌壳，其成分见表5-1。从表5-1中可见，银锌壳的主要组成是铅，其次是锌。因此，要从银锌壳中提取金银，首先是脱铅。,表5-1 银锌壳的化学组成(%),熔析法脱铅,脱铅采用熔析法，它在熔析锅内进行，可用电加热，使锅的上部温度为550，下部350；因铅与银锌合金互不溶解而分层，下层为铅液，上层为银锌合金。为了除去在熔化过程中形成的一些氧化物，而加入一些光卤石MgCl22KCl作熔剂，使氧化物造渣并浮至熔体的最上层，它能防止锌的氧化和挥发。熔析后的铅液用虹吸法放出。银锌壳在锅内聚集到一定程度后取出。熔析脱铅后的银锌壳含15%20%Ag、

10、65%Zn、15%Pb，送往蒸馏脱锌。,银锌壳蒸馏,目的是分离锌以产出Ag-Pb合金，工业上称此合金为贵铅。蒸馏是基于此合金主要成分铅、锌、银的沸点各不相同。锌的沸点906，铅1525，银1950。所以，如果把贵铅在还原气氛下加热到l0001100，则其中的ZnO和PbO都会还原成金属状态，同时，银锌壳中的锌成蒸汽进入冷凝器，铅和贵金属的合金则残留在蒸馏炉中。蒸馏作业可在外加热的石墨坩埚中进行。但较理想的是真空蒸馏炉（图5-5)；它的主要部分为熔化炉和冷凝器，内设两根石墨电极加热。银锌壳在熔化炉内受热熔化，锌挥发至冷凝器中冷凝，炉内保持还原性气氛。,l-熔化炉膛；2-加热体；3-装料口；4-出

11、银口；5-耐火砖衬；6-出锌口7-竖井；8一冷凝器图5-5 真空蒸馏炉,l-炉膛；2-炉顶；3-烟道；4-炉床；5-炉基图5-6 大型灰吹炉,灰吹处理,经蒸馏脱锌的贵铅，其组成主要是铅和银，其下一步处理是灰吹。灰吹的目的是除去贵铅中的铅，同时产出以金银为主的贵金属合金。所谓灰吹便是将贵铅进行氧化熔炼。当往熔融的贵铅吹风时，由于铅对氧的亲和力比贵金属对氧的亲和力大，所以铅被氧化为氧化铅，而贵金属不被氧化。灰吹炉的炉底一般用骨灰或炭灰筑成，它能吸收氧化铅熔体，所以称此法为灰吹法。灰吹炉是一个炉床可移动的烧重油的小反射炉（图5-6)。操作时将贵铅锭在炉床上熔化，提温（900100)并向熔体鼓风，放出

12、覆盖在熔体表面的熔融氧化铅后再加入贵铅，直至液面出现银的闪光为止。此时加入少量硝石以加速铅和杂质的氧化，至接近终点时，投入木炭脱氧，然后撇去浮渣，放银铸绽。银锭含银约99%，送去分离金银。,灰吹时，贵铅按Pb(Au+Ag)+O2=PbO+(Au+Ag)反应进行氧化；铜氧化为Cu2O并与PbO形成低熔（689)，共晶被除去；砷、锑、锌则部分进入烟尘，部分造渣。金银则几乎全部进入金银合金中。,5.5 从阳极泥中提取金银,通常情况下，铜矿含金较多，铅矿含银较多，而镍矿含铂族元素较多。在电解精炼时，这些贵金属都分别进入相应的阳极泥中（铜和铅阳极泥组成见表5-2)。阳极泥的处理流程如图5-7所示。,5.

13、5.1 阳极泥脱铜脱硒,焙烧的反应为：Cu+H2SO4 CuSO4+2H2O+SO2Cu2S+6H2SO4=2 CuSO4+6H2O+5SO2硒在低温（240300）的反应为：Ag2Se+3H2SO4=Ag2SeO3+3H2O+3SO2Cu2Se+2H2SO4=CuSe+CuSO4+2H2O+SO2硒在高温（500700）的反应为：CuSe+3H2SO4=CuSeO3+3H2O+3SO2CuSe+CuSO4+O2=CuSeO3+CuO+SO2CuSeO3=CuO2+CuOAg2SeO3=SeO2+2Ag+O2,5.5.2 熔炼,熔炼是将铅阳极泥和脱铜硒后的铜阳极泥先还原为贵金属品位30%50%

14、的贵铅，然后将贵铅氧化精炼为贵金属品位高于95%的金银合金。,1）熔炼成贵铅,在还原气氛下熔炼时，PbO被还原成适量金属铅，同时捕集贵金属形成PbAuAg的贵铅。熔炼时，砷、锑、硅等酸性氧化物与钠、钙、铅等碱性氧化物进行造渣反应，所以熔炼时配入部分苏打、石英、石灰、萤石等熔剂（见表5-3)。加入铁屑和焦粉的目的是使PbO，PbSO4、PbS及Ag2S转变成金属。由于贵铅还含有As、Sb、Cu、Bi等杂质，所以放渣后还须鼓风氧化，使它们挥发或造渣。硫化物、硫酸盐和硒、碲存在所形成的冰铜，会带走金银造成损失。熔炼多用回转炉。炉子用重油加热，从炉口插入铁管鼓风氧化造渣。造渣完毕，静置约2h放渣并将贵铅铸锭，铅锭送氧化精炼。,2）贵铅的氧化精炼,贵铅氧化精炼也是灰吹法。至灰吹后期也加入硝石，使铜、硒，碲等彻底氧化：2Cu+2KNO3=Cu2O+K2O+2NO2Ag2Te+6KNO3=Ag2O+3K2O+6NO2+TeO2加入苏打时，TeO2形成亚碲酸钠苏打渣，它是提碲的原料：TeO2+Na2CO3Na2TeO3+CO2贵铅氧化精炼可以用与熔炼同一炉子，或用比熔炼炉更小的分银炉。当炉料熔化后，往熔池表面鼓风造渣，先形成砷锑渣，后形成铅铋渣。加苏打得碲渣。最后加硝石在1200造铜渣。获得的金银合金经铸锭后送电解精炼。,表5-3 阳极泥还原熔炼时的熔剂配方,