贵金属冶炼法祥讲

贵金属的主要提取方法
金、银、和铂族金属一钌、铑、钯、锇、铱、铂等8种金属元素的统称,有金属的一类。因为价格比一般常用金属昂贵和某些性能优异而得名。
金银提炼方法
金银的生产方法有两大类:一、从矿石中直接提取金银;二、从有金属生产中综合回收金银。
从沙金中提取金、银,一般用重力选矿法,即可把金、银富集,然后提炼。从脉金矿中提取金、银一般都要进过选矿流程,最后用混汞、氰化等方法提取。有金属生产中(如铅、铜)生产中,矿石中的贵金属富集于点解精炼的阳极泥中,然后从阳极泥中提取贵金属。湿法炼锌时,银主要进入浸出渣或铅渣中,用浮选法从浸出渣中回收银精矿,然后提取银。
混汞法是把金矿石和汞及水一起细磨,使粒金与汞形成金汞膏。加热金汞膏使汞蒸发,即可得金。氰化法是用弱的或在有氧的情况下溶解金,在用锌使金从溶液中置换析出。
银矿很少用混汞法而多用氰化法处理。又因矿石中的银矿石是各式各样的,直接用氰化法提银很不利。所以,银矿先经氢化焙烧后氢化,这样可提高银的回收率。
金银矿的湿法冶金中,硫脲法、水溶液氰化法、多硫化物法等。但主要还是氰化法。
铜、铅等重有金属精矿中都含有一定数量的金银,他们在冶炼的中间产品中得到富集,最后进入铜、铅电解精炼的阳极泥中。所以,阳极泥是提取金银的重要原料。从阳极泥中提取金银的传统方法是酸化焙烧-熔炼-电解法,近来也使用全湿法流程酸浸-浮选-点解。浸出渣和焙烧渣回收金银一般用氰化法。从银锌壳中则用蒸馏脱锌的方法。
1.、混汞法提取金银
混汞法是一种古老的提金方法。由于汞对金粒有良好的润湿性,所以在她们接触时,首先形成固溶体,其后形成Au3Hg、Au2Hg、AuHg3等化合物,即所谓汞膏。汞膏组成由不均匀至均匀直至接近Au2Hg成份的过程称为汞齐化。
游离状态的银可以直接汞齐化;化合物的银则需加入还原剂使银还原后才能混汞形成汞膏。
汞对金银的湿润能力良好;汞齐化首先要求金粒暴露出新鲜的表面,亦即矿石应先磨碎才与汞混合。另外,据研究,汞中溶解有金、银、铜、铅,都能提高汞对金的湿润性。升高温度可降低汞的表面张力,有利于汞对金的湿润。
汞对银的湿润性略低于金,加上矿石中的游离银很少,致使混汞法提银几乎被氰化法所代替。银多以辉银矿和角银矿存在。辉银矿混汞时,必须加入胆矾和食盐,此时生成氯化铜,然后将银还原:
CuSO4+2NaCl=Na2SO4+CuCl2  Fe+CuCl2=Cu+FeCl2  Ag2S+2CuCl=2Ag+CuS+CuCl2
而角银矿混汞是由于汞或铁(磨矿机的铁件带入)与氯化银作用而生成银:
2AgCl+2Hg=2Ag+Hg2Cl2    2AgCl+Fe=2Ag+FeCl2
由于铂粒表面易钝化,使混汞提铂变难。加入锌汞膏并在酸性介质或氯水中进行混汞,可以溶去铂粒表面的氧化膜;另外,锌与酸作用产生的氢气能还原氧化膜,使铂粒表面净化,易于湿润。
影响混汞效果的因素:
1.汞液的组成  少量金银和贱金属可降低汞的表面张力,改善润湿效果。但贱金属过量时,由于他们在汞表面形成氧化物薄膜。在酸介质中此氧化物薄膜呗溶解,故对湿润效果影响不大;在酸介质中则会破坏汞对金的湿润。
2.接触面的清洁度  金银微粒表面和汞珠表面的清洁度都影响汞对金银的湿润。银和贱金属氧化膜、硅酸盐膜、磨矿时压入金粒表面的铁屑和石英微粒、机油、矿浆的浮泥、水中的杂志等,都不利于汞对金粒的湿润,甚至完全不能湿润。汞珠表面若有贱金属氧化膜、机油、矿浆浮泥、氧化物等附着物时,也影响他对金粒的湿润;同时会使汞珠过于分散,不易凝聚成粗粒,也不利于混汞。
3.矿浆性质  矿浆适量含酸或可防治氧化膜的生成。但酸不利于矿泥凝聚而污染金粒。磨矿用的水若含有铜离子,他会被磨矿设备的铁置换并与汞形成铜汞合金,使汞膏变硬变脆,不便收集和处理。矿石磨得过细会污染接触面,还会引起汞病,使混汞变坏。
4.温度  混汞的适宜温度为27~300C.稍高的温度有利于湿润和扩散。但温度太高时,贱金属类盐易溶入汞液和介质中,且增加汞的挥发。温度过低时,汞齐易硬化,不易凝聚,并导致汞病。
5.汞的表面阴极化  阴极化能降低汞的表面张力。汞阴极能放出氢使金粒表面活化,从而有利于混汞过程。
混汞法分内混汞法和外混汞法两种。细磨和混汞同一设备进行的称内混汞法;磨矿后在另一设备中混汞的称为外混汞法。
内混汞和外混汞得到的汞膏经调稀后,用热水把其中的矿粒和杂质反复洗掉,用磁选除去铁质,直至汞膏表面像镜子一样光亮为止,然后用布袋压滤出其中多余的汞液。压滤后的汞膏在密闭式蒸馏罐中加热至汞的沸点以上,使汞气化并在冷凝器冷凝为液体汞收集之。留在蒸馏罐中的金取出后,配以苏打、硼砂、硝石进行熔炼,杂质进入浮渣被除去,然后铸成金锭送去精炼。回收的汞的杂质含量太多,可先过滤出去渣子,然后用硝酸溶去杂质,在返回使用。
混汞法提银与提金相同。
2.氰化法提取金银
金在水中不起任何反应,也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,其次是硫脲和氯离子,此即所谓氰化法、硫脲法和水溶化法。
氰化法是用(KCN或NaCN)溶液浸出矿石中的金银,然后再从浸出液中提取金银的方法。氰化法的金银回收率高,对矿石的适应性强。但有剧毒,且提取速度慢,又易被其他金属离子的干扰。
在氧存在的条件下,对金银溶解的反应为:
2Au+4KCN+H2O+1/2O2=2KAu(CN)2+2KOH
2Ag+4KCN+H2O+1/2O2=2KAg(CN)2+2KOH
金矿中的其他成份对氰化过程有影响。铜矿物可形成可溶性络盐,所以铜矿物多时,常用较弱的溶液;以降低铜矿物的溶解速度,或预先焙烧使铜变成氰化溶液中溶解度很小的铁酸铜。铁、汞和硫化锌都不与作用。但铁的化合物与氰离子生成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师鼓入空气。HgOg会消耗氰化剂:
HgO+4NaCN+H2O=Na2Hg(CN)4+2NaOH
氧化锌和碳酸锌也能与反应,故含锌金矿不能预先焙烧:
ZnO+4 NaCN+H2O= 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。的消耗比理论值多20~100倍。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) 2NaAg(CN)2+Zn=2Ag+Na2Zn(CN)4
沉金要在足够量的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解:
Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2
Na2ZnO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2NaOH
Na2Zn(CN)4=Zn(CN)2↓+2NaCN
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+1/2O2+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。
从浸出液中沉淀金还有炭浆法、离子交换法和点解沉淀法。
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免的各格迁移,在后面的各格中补充新鲜的锌丝。通过各格下方的栅网沉到沉金器底部的黑金粉末称为金泥,它含有金很少超过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。
经洗涤后的含金沉淀物品位明显提高(大于50%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6000C左右,即既使碳酸盐、
硫酸盐、等能分解,又不使炉料溶化。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。硼酸等溶剂、在坩埚炉、小反射炉或小转炉熔炼。此时金泥中的杂质氧化物与溶剂造渣,金银组成合金。此合金在硼砂保护下再溶化铸锭,送往精炼工序。
3、熔炼法
提取银(提金)主要方法,他基于金银能与铜、铅等金属形成化合物而被富集在冶炼过程的副产物中。
4、从阳极泥中提取金银。
重有金属矿,如铜、镍、铅、锌、锑等矿石中,一般都或多或少地含有贵金属。铜矿石一般含金较多,铅矿石一般含银较多,镍矿石一般含铂族元素较多。
铜、铅精矿中的贵金属,在整个火法冶炼过程中,都随主体金属进入相应半成品和成品中,直至在电解精炼时,贵金属才与主体金属分离而进入阳极泥。阳极泥富集了精矿中的贵金属,成为提取金、银等贵金属的重要原料。
从铜铅电解阳极泥中提取金银一般包括阳极泥提硒脱铜后反射炉(或转炉)熔炼得贵铅,贵铅经氧化精炼得金、银合金。然后进行银电解获得成品银。而银电解的阳极泥再进行金电解即得成品金:从金电解的电解液中回收铂族金属。
总体说,金银提取的方法主要包括物理选矿和化学选矿两大类。
物理选矿包括浮选和重选,浮选法被广泛用来处理各种脉金、银矿硫化矿,重选法常用来处理品位低的砂金。化学选矿法主要包括氰化法、硫脲法、硫代硫酸盐法、水溶化法、有机腈法、多硫化物法、含嗅溶液浸出法、细菌浸出法、混汞法、石硫合剂法。对一些难处理金矿还用到氧化焙烧法、加压氧化法、细菌氧化法及碱浸、电氧化、硝酸法、多硫化铵法、三氯化铁法等。在金银的化学选矿法中以氰化法工艺最成熟,提取率高,对矿石的适应性强,经过几十年的研究和改进,发展出了炭浆法、树脂矿浆法、堆浸法等新的无过滤氰化工艺,是生产中应用最广泛的方法。
从矿石中提取银的方法有很多种,如重力分选法、浮选法、氰化法等
重力选矿是一种古老的选矿方法,具有投资省、上马快、污染少等特点。由于银的密度较
周围岩石的密度人很多,因此重选成为首先考虑的选矿方法。典型的重力选矿法有跳汰、摇床、溜槽、螺旋选矿机和水力旋流器等。

本文发布于:2024-09-20 14:55:17,感谢您对本站的认可!

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