金、银分离提纯的方法有哪些?
金(银)矿山和有色重金属冶炼副产的金银原料,经制成的粗金属或金银合金,都可用下法进一步分离和提纯。
金与银的分离以及提纯方法,通常有火法、化学法和电解法。随着近代科学技术的发展而产生的电解法,在一定的条件下,几乎取代了火法和化学法。这是由于电解法分离和提纯金、银操作简便,原材料消耗少,生产效率高,产品纯度高而稳定,能节省大量劳动力,劳动强度小,并能定量分离回收其中的少量铂族金属等。但对一些特殊原料,或近几年来大量试验研究成功的以湿法为主的特定流程中,化学法又居重要的地位。火法(通常指坩埚熔炼法)分离和提纯金银,在古代曾被广泛采用,而在近代,非特殊情况,一般不予采用。金银的萃取提纯,是在近代石油化工产品发展的基础上出现的。萃取法在分离提纯金银上,虽尚处在试验和试生产的阶段,但已引起贵金属工作者的普遍重视,今后将会有较大的发展。
合金的分离及基拳原理
由于该产品足以合金形式存在。其经济
价值、使用价值都不大。需将其分离、提
纯,
变成精铅、精铋,
才能发挥其使用价值
和经济价值
目前的分离方法有氯化法、电
解法等多种
3.1
氯化法该法在大型有色金属冶炼厂
使用较多。其生产过程是将铅铋合金熔化,
向熔体中通人氯气,
铅优先与氯气化合形成
氯化铅渣(PbCl,),
铋不氯化,将氯化铅渣
除去,从而达到分离的目的
分出的铋经火
法处理,得到精铋.氯化铅渣另行处理,产
出精铅
此种方法比较简单.适合大规模生
产,
不足之处是该方法成本较高,
对于铅铋
合金产量不高的单位,
不宜使用该法。而当
铋的含量低于l2%
时.
此法从经济成本计
算,
已无分
另外.
该方法生产
操作要求严格,
否则容易污染环境
3.2
电解法如何解决这种产量不大的铅
铋合金的分离?
经过综合分析,认为采取成
本低、设备少的电解法较合适。采用电解
法,
首先要解决电解母液的选择.
这是能否
将铅铋合金有效分离的关键。电解法之所以
没在大工厂推广,
主要是母液的选择不理
想,使得分离过程达不到要求。我们试用过
多种母液,
最后选用硅氟酸与物质A
按一
定比例混合,
作为电解液,
可得到含铅99%
的电解铅,其工艺流程如右图。
在电解过程中,
合金阳极板中的铅形成
Pb
溶入电解液.
随后在铅阴极板上还原成
Pb析出;
而铋比铅更具正电性不发生电化
溶解,
而形成阳极泥。电解法适用于含铋
量较低的合金,
电解得到的粗铋用火法精炼
就可得到精铋.
第一:在同一电解槽中,黄金纯度与原始粗金含量的关系,实践中90%左右的粗金经一次电解可得99.9%黄金,99%左右粗金经一次电解可得99.98%左右黄金,99.9%黄金经一次电解可得99.994%左右黄金,99.95-99.99%黄金经一次电解可得99.999%以上金;
第二:在同一黄金含量下在同一电解槽中极间距越大所得黄金纯度越高,需要直流电压及叠加脉冲幅度越高,黄金产量越低;
第三:在同一黄金纯度下碘金酸介质比氯金酸介质电解所得金纯一个数量级,速度高一个数量级;
第四:在同一条件下脉冲叠加电解比纯直流电解效率高;
在实际生产中,电源我们设计了数字脉冲电源,工作脉冲频率在38KHz左右,电源内阻在0.068欧左右,所以实现了电源效率高、负载能力极强的电解电源,重量是同容量常规电解电源的五分之一,所有关键部件采用进口原装西门子公司部件。该电源具有自动保护功能。
电解液是将500克99.995%金在做电解槽的烧杯中王水溶解赶硝,用30%左右的盐酸稀释到2300毫升、电解时不断添加盐酸。
电解槽采用3000毫升加厚优质烧杯置于特制的通风厨内,采用“两阴夹一阳”的方式工作,槽导线采用直径为5毫米(建议用7毫米)纯银导线,阴极吊钩采用含99.995%金直径为4毫米吊钩,阳极采用粗金4毫米吊钩,阴极板采用0.3毫米厚,120毫米宽、150毫米长的99.995%金片,吊钩焊在片上,在阴极模具上整形后挂在杯壁上,整个阴极重120克左右,阳极金厚15毫米,120毫米宽,150毫米长,耳半圆直径为15毫米,用高密度石墨模具铸造而成。重4.65公斤左右,被电解的粗金含量为99.3%左右,阳极吊钩为34克,将阳极挂在阳极吊棒(石英玻璃棒)上,开启电源,使电流稳定在265A,电解3时刷一次阳极,将氯化银刷沉到杯底,继续电解到结束,历时6小时左右,残极重80克左右,每杯12小时电解两轮,电解9公斤左右,在多杯电解中,为减少积压,第二轮电解需按计算比例剩出几个电解槽将本班次所用电解液回收同残极一并铸板电解,使每百公斤黄金电解的挤压量小于3公斤。产出的电金在电解槽上盐酸洗净、再用水洗到无酸性铸锭,再进行同条件二次电解,所得电金用2:1硝酸煮洗20分钟,用2:1氨水煮洗20分钟,用水洗净铸锭,可得99.995%以上金。
金电解损耗从铸阳极板开始到铸成成品金锭,一次总损耗为0.03%-0.05%。我们考察了该损耗的主要原因是:大部分为铸板或铸锭是的冶炼损耗、其次是电解时的挥发损耗(该损耗可采用自冷凝式的封闭通风厨降至最低),和跑冒滴漏的操作损耗,也有粗金含量的检测误差。
黄金精炼的工业化生产:随着市场的不断开放,高纯金的需求量急剧增大,促使黄金精炼发展,有些精炼的朋友抓住机遇欲将自己的小厂升级为规模化的精炼工厂,但市场粗金来料的复杂性(来料从从矿山、首饰、工业料扩大到工业垃圾及电子垃圾提炼料,含量从75-99.95%、杂质金属从常规的有色金属到出现了含有多种稀土金属的粗金)很难用一次水法或电解法做出99.995%的黄金,做批量黄金精炼的朋友都知道,有些粗金小批量(小于5公斤)时,可用水法做出99.99%以上含量金,但大批量用同方法生产时,又做不出99.99%以上金,有时某一或几批生产出99.99%以上金,但同类料用同样方法在后几批中很难得到99.99%以上金等等,都反映了水法的不稳定性,这在工业化生产上很难做到统一化!虽有萃取精炼的,但由于萃取剂容量所限及水量巨大很难实现大规模工业化生产(我们的实践是:黄金萃取用在铂族金属精炼中萃取杂质金最恰当,不宜用来黄金的大规模精炼生产),在此我们推荐用一次水法和两次电解法将所有含75%以上的金精炼成99.995%以上的金。即用水法将75%以上的粗金精炼到99.95%左右的金,然后铸板电解一次可得99.995%左右金,但此时金中的个别杂质可能不符合国家一号金要求,可进行二次电解,所得金近99.999%,此时主杂质含量都低于国家一号金中杂质的含量,总损耗在0.098%左右(该损耗是水法用带四级吸收的万用反应器中进行,电解是在脉冲高速电解系统中进行统计的结果),在此系统中所生产的金质量稳定,工序简单顺畅,工作环境好。用工少,效率高。
电解制取金属粉末的原理是:在电解质溶液中通以直流电流,产生正负离子的迁移,正离子移向阴极,负离子移向阳极,在阳极上发生氧化反应,在阴极上发生还原反应,电解质溶液中的金属正离子在阴极被还原并沉积在阴极板上。
这是电解的基本过程。因此,电解是一种借助电流作用而实现化学反应的过程,也是由电能转变为化学能的过程。
扩展资料
电解法用途——
金属钠和氯气是由电解溶融氯化钠生成的;电解氯化钠的水溶液则产生氢氧化钠和氯气。电解水产生氢气和氧气。水的电解就是在外电场作用下将水分解为H2(g)和O2(g);可将熔融的氟化物在阳极上氧化成单质氟,熔融的锂盐在阴极上还原成金属锂;
许多有色金属(如钠、钾、镁、铝等)和稀有金属(如锆、铪等)的冶炼及金属(如铜、锌、铅等)的精炼,基本化工产品(如氢、氧、烧碱、氯酸钾、过氧化氢、乙二腈等)的制备,还有电镀、电抛光、阳极氧化等,都是通过电解实现的。