氯盐浸出—草酸还原法从银阳极泥中回收黄金
2011-09-28□文/贾铃
□文/贾 铃
中冶葫芦岛有色金属集团公司电解锌厂
氯盐浸出—草酸还原法从银阳极泥中回收黄金
Recovery Gold and Silver from the Anode Slime by Chloride Leaching Oxalic Reduction
□文/贾 铃
中冶葫芦岛有色金属集团公司电解锌厂
在盐酸介质中加入氯酸钠和氯化钠使银电解阳极泥中的金、铂、钯等贵金属和铜、铅、铋等贱金属被氧化浸出进入溶液中，而银生成氯化银进入渣中，通过加入氢氧化钠溶液调整浸出液的pH值，使铅、铋等水解除去，然后加入草酸使净化后液中的金被还原，金粉经盐酸、硝酸、氨水洗涤后铸锭，产出的金锭符合国家1＃金锭的标准。
从银阳极泥中回收黄金的方法有：浓硫酸浸煮法、硝酸氧化法、王水法、电解法、氯盐浸出—草酸还原法。浓硫酸浸煮法和硝酸氧化法回收的黄金纯度不高，贵金属综合回收水平不高；王水法虽然可以生产出高质量的黄金产品，但生产过程需要进行赶硝，使操作过程复杂化，且仅仅适于小规模的生产；电解法从阳极泥中回收黄金工艺，可以生产出1＃金锭，其主要的缺陷在于贵金属积压较多，生产周期较长；氯盐浸出—草酸还原法（以下简称还原法）可以有效地克服上述工艺存在的缺陷，其应用越来越广泛。
表1 金属离子电位表
一、还原法的基本原理
1. 氯盐浸出
在盐酸或硫酸介质中及一定温度条件下，在氯气等强氧化剂的作用下，银电解阳极泥中的金、铂、钯等贵金属和铜、铅、铋等有价金属被氧化进入溶液。氯气为强氧化剂，电位为1.35V（Cl2+2e=2Cl-）。氯气在水中发生反应（Cl2+H2O=HClO+HCl），其电位提高到1.59V，因此电极电位低于1.59V的金属（见表1）被氧化而溶解。阳极泥中的银被氧化后与溶液中的氯离子相互作用，形成难溶的白色氯化银沉淀而进入渣中。氯盐浸出的目的就是使金和银分离。
氯盐浸出过程中的主要化学反应有：
2. 净化
浸出后液酸和杂质的含量较高，不利于还原反应的进行。在还原反应前，向浸出后液中加入饱和氢氧化钠溶液，控制溶液一定的pH值，可使进入溶液中的铅、铋、银等杂质发生水解，从而与金分离。
中和过程的主要化学反应为：
3. 草酸还原
由于金的电极电位高，所以很容易被还原剂还原。选用的还原剂的还原性不能太强，太强易将溶液中的杂质还原出来，影响金粉质量，而且还原剂纯度要求严格，避免带入其他杂质。常用的还原剂有草酸、抗坏血酸、甲醛、氢醌、二氧化硫、亚硫酸钠、氯化亚铁等。其中草酸的性能好，速度快，可获得含Au99.99%以上的金粉。
还原过程的化学反应为：
4. 中和
为保证一次还原金粉的质量，在草酸还原过程中控制还原剂的加入量，使少量金不被还原。提取一次金粉后，由于溶液中草酸过量，只要加碱调整pH值，就可使金粉完全被还原。该金粉杂质含量高，返到浸出工序进行二次浸出。
5. 铂钯置换
中和后液富集了铂和钯，在一定的温度和酸度条件下，加入锌粉将铂钯置换出来，得到铂钯精矿，作为提取铂钯的原料。
置换过程的主要化学反应为：
6. 氯化银还原
浸出所得的浸出渣经浆化，在一定的温度和酸度下，加铁粉将氯化银中的银还原出来，获得的银粉送分银炉处理。
还原反应的方程式为：
二、主要的生产过程简述
氯盐浸出—草酸还原法从银阳极泥中回收黄金的工艺过程：氯盐浸出→净化→还原→中和→氯化银还原→铂钯置换，其工艺流程如图1所示。
1. 氯盐浸出
将银阳极泥在浸出罐内按液固比6～10：1配成浆液，浆液含盐酸3mol/L，加入阳极泥干重10%～15%的NaCl。在配制浆液前，应先开动搅拌，同时通蒸汽加热，当温度达到80℃时通氯气，浸出过程温度控制80℃～90℃。24小时后取渣样观察，若渣完全变白，则说明浸出已到终点，停止通氯，然后赶氯8小时，再静止8小时，自然过滤，滤渣用3mol/L盐酸洗至无色，滤渣和洗水利用真空泵抽到高位槽。通过浸出过程金以四氯金酸的形式进入溶液，而银则生成氯化银进入渣中，从而实现金和银的分离。
图1 氯盐浸出—草酸还原法从银电解阳极泥中回收黄金工艺流程图
2. 净化
把浸出后液由高位槽中放入净化缸内，启动搅拌，同时开蒸汽加热，当温度达到70℃～80℃时，缓缓加入饱和氢氧化钠溶液，时间约2小时，当pH达到2时，停止加入并继续搅拌1小时。净化后液静止澄清后自然过滤，滤渣用pH值为2的稀盐酸洗至洗液无色，滤液和洗液利用真空泵抽到高位槽。
3. 草酸还原
将净化后液放入还原罐中，通蒸汽加热，当温度达到80℃～90℃时，分批加入草酸。草酸加入量为溶液中含金量的2.5～3倍，草酸加完后继续保温搅拌1小时，然后静止沉降2～3小时。吸出上清液，金粉用水洗尽草酸，还原后液和洗水合并，综合回收金、铂、钯。
4. 金粉洗涤
（1）盐酸洗涤 将金粉放入洗涤罐中，按固液比1：3～5加入6mol/L分析纯HCl，通蒸汽加热80℃以上，在人工搅拌下洗涤2～3小时。舀出上清液，金粉用蒸馏水洗至中性，洗液和洗水用锌粉置换回收金，金粉送硝酸洗。
（2）硝酸洗涤 将金粉放入洗涤罐，按固液比1：3～5加入10mol/L分析纯HNO3溶液，通蒸汽加热80℃以上，在人工搅拌下洗涤2～3小时。舀出上清液，用蒸馏水洗至中性，洗液和洗水用锌粉置换回收金，金粉送氨洗。（3）氨水洗涤将金粉放入洗涤罐，按固液比1：3～5加入浓的分析纯氨水，在室温搅拌2～3小时，舀出上清液，滤液含Au<0.0004g/L时弃去。金粉用蒸馏水洗至中性，洗水弃去，金粉在反映缸内通蒸汽干燥1～2小时，装入瓷盘内，送去干燥。
5. 中和
将还原后液通蒸汽加热到70℃～80℃时，加入氢氧化钠溶液至PH值2.5，继续搅拌2小时，自然过滤。滤渣含金低，用热水洗去草酸后，返回浸出，滤液中含铂和钯，用锌粉置换回收铂和钯。
6. 铂钯置换
将中和后液用蒸汽加热到70℃～80℃，酸度pH2.0～2.5，置换剂为锌粉，终点为溶液无色。自然过滤，滤渣含铂和钯，作为回收铂钯的原料。
7. 氯化银还原
按液固比（6～10）：1，反应罐中的保持溶液含3%盐酸，氯化钠按氯化银渣重的10%～15%加入，铁屑加入量为渣量的30%。用蒸汽加热到80℃～90℃，待溶液检验合格后过滤，滤渣用热水洗至中性后返分银炉回收银。
三、设备配置
某稀贵金属厂处理的原料为铜电解阳极泥，生产能力为年产金4吨，采用氯盐浸出—草酸还原法从银阳极泥中回收黄金，其主要设备见表2。
四、 经济技术指标
主要技术指标如下：
金直收率>95%，金回收率99.8%。
浸出渣中含：Au<0.5%，Pt<0.006%，Pd<0.04%。
洗水含：Au<0.4mg/L。
废液含：Au<0.4mg/L ，Pt<0.4mg/L，Pd<0.4mg/L，Ag<0.5mg/L 。
材料消耗（kg/kg.Au）：
五、结语
采用氯盐浸出—草酸还原工艺从银阳极泥中回收黄金，其主要的特点如下：
1. 投资少，见效快，贵金属积压少，废液经简单处理后可以达标排放。
2. 操作简单，技术条件容易控制。
3. 对原料的适应性强，允许金含量有较大的波动。
4. 产品的质量高，可稳定生产1＃金锭。
5. 综合回收的水平高，在回收黄金的同时，铂、钯得到了有效地富集。
6. 金的直收率、回收率高，金的直收率达到95%以上，金的回收率达到99.8%以上。
表2 氯盐浸出—草酸还原法从银电解阳极泥中回收黄金主要设备表
