鑫汇公司湿法冶金工艺改进

2016-08-01曲洪俊蔡明明刘永国张德良

中国科技信息 2016年13期

关键词：氯酸钠二氧化氯氧化剂

曲洪俊　蔡明明　刘永国　张德良

鑫汇公司湿法冶金工艺改进

曲洪俊蔡明明刘永国张德良

山东黄金矿业（鑫汇）有限公司

曲洪俊，男，本科，山东黄金矿业（鑫汇）有限公司氰冶车间主任助理。

行业曲线

本文针对金泥湿法冶炼的工艺流程，提出在氯酸钠与盐酸的反应中先加入氯酸钠的生产操作方式的观点。在湿法冶炼行业起到创新带头作用。

投入生产后，大幅度降低了员工的劳动强度，加快了黄金生产速度，能够更加适应当前黄金价格波动较大的市场情况。

为提高山东黄金矿业（鑫汇）有限公司湿法冶金效率及速度，通过小型试验及化学理论分析，探讨氧化药剂的使用方式对工艺流程的影响，进而进行工业试验。结果表明，促进反应中二氧化氯的生成，可以有效提高冶金回收率并减少操作时间。

山东黄金矿业（鑫汇）有限公司是山东黄金集团青岛有限公司下属的支柱企业，其中氰冶车间建于2003年，目前处理能力为100t/d，冶炼室使用湿法冶炼工艺，每月处理金泥800～1000kg，生产时间集中，冶炼工工作期间的劳动强度大，我们为降低员工劳动强度，增加工作效率，进行了一系列对冶炼工艺改进的工作。

生产现状

1、冶炼工艺流程：山东黄金矿业（鑫汇）有限公司氰冶车间采用浮选金精矿再磨——氰化浸出洗涤——贵液锌粉置换的工艺流程获得氰化金泥。金泥的主要成分为：金、银、铜、铅、锌，其它为杂质。

表1　山东黄金矿业（鑫汇）有限公司金泥成分

冶炼生产的工艺流程如下：

2、冶炼操作流程：

一直以来，冶炼工在“氯浸”的操作过程中，都是先向反应釜中加入30%工业盐酸，之后根据金泥重量及置换柜存金进行计算，定量加入氯酸钠，使金泥进行溶解，在此过程中加入一定量的工业氯化钠作为电解质溶液。在该操作过程中，由于反应需要加热，伴随氯气的产生，使得反应釜的液位迅速上升，极易产生冒槽，打断正常的工艺流程。考虑到鑫汇公司的生产现状，及氯元素的特殊性质，我们决定对氯浸流程进行改造。

改进理论依据：

1.氯浸流程原理：

图1　山东黄金矿业（鑫汇）有限公司冶炼工业流程图

氯浸流程的原料是金泥经过盐酸处理之后的固体产物，以金、银、铜为主，含有少量的铅。经强氧化剂氧化后，使金溶于水中，在酸性条件下，以氯金酸的形式存在，以便于与银、铜两种金属分离。

2.强氧化剂的化学性质：

在此过程中，强氧化剂的氧化能力决定了反应的速度与效果。而氯酸钠与盐酸的反应，正是工业制备二氧化氯消毒剂的反应，其反应方程式为：

由此反应产生的强氧化剂为二氧化氯和氯气，均为可以参与氧化金的有效氧化剂，但二者比较，二氧化氯的效果明显强过氯气。二氧化氯的有效氯是氯气的2.63倍，氧化电极电位也高于氯气。

表2　两种强氧化剂的部分物化性质对比

3.盐酸与氯酸钠的反应为不可逆反应，原理上看似可以完全反应，但实际上该反应的进行程度和反应液中的盐酸浓度关系密切。高浓度的盐酸和反应液中盐酸浓度太低，都不利于反应进行。

4.改进方向：

由于氯酸钠与盐酸在溶液中有可能进行下面几个反应：

二氧化氯在溶液中与水的反应：

在这几个反应中，除氯气与水反应外，有效氯均有一定损失，如果在金泥的浸出反应中发生了以上几个副反应，则会降低浸出效率。因此，我们可以初步得出以下试验条件：

1.溶液的浓度不易太低，即水不能加的太多，否则强氧化剂会与水进行反应，损失一定的有效氯。

2.用于氧化金的强氧化剂的存在形式为气体或气体的水溶液，而金泥以固体形态沉在溶液底部，减少强氧化剂以气体形式放出可以减少有效氯的损失。

3.在氯酸钠与盐酸的归中反应中，理论上全部生成二氧化氯一种产物是不现实的，但提高氯酸钠的浓度应当会使二氧化氯产生的更多，减少氯气的产生。

4.反应中应保证溶液为酸性，即盐酸需过量。否则氯酸钠过量反应后溶液趋于中性甚至碱性，不利于反应进行。

实验室试验

确定试验方向后，我们在实验室里进行了小型试验进行以上结果及结论的验证和对比。

1.试验操作：

（1）取用10g预浸后的金泥，放置在烧杯中，先加入30%工业盐酸，加热至90 ℃左右，再向烧杯中滴加饱和氯酸钠溶液，并观察现象（盐酸过量，氯酸钠略微过量），至金泥反应结束为止。

（2）取用10g预浸后的金泥，放置在烧杯中，先加入饱和氯酸钠溶液，加热至90 ℃左右，再逐滴向烧杯中加入30%工业盐酸，并观察现象（盐酸过量，氯酸钠略微过量），至金泥反应结束为止。

2.试验现象：

（1）号试验中，随着饱和氯酸钠溶液的加入，产生大量气泡，金泥随之溶解，金泥反应结束时间约为1.5小时。

（2）号试验中，随着盐酸的加入，溶液逐渐变为黄绿色，而金泥没有明显变化；继续加入盐酸至某一个时刻，有气泡产生，金泥也开始迅速溶解，金泥反应结束时间约为1小时。

由试验现象得出以下结论：

1.（1）号试验中产生大量气泡，与实际冶炼生产中液位上升、液体冒槽相吻合。

2.（2）号试验初期反应生成的黄绿色液体应为二氧化氯、氯气的水溶液，在未达到条件的情况下，无法使金泥溶解。由于继续添加盐酸可使反应发生，得出条件可能为①二氧化氯与氯气未达到在水溶液中的溶解度；②酸性未达到反应条件。

3.（2）号试验中气泡产生速度慢，金泥溶解速度较快，符合我们对工艺改进的期望。

工业试验

实验室的结果符合我们的期望，于是我们在实际生产中进行了工业试验。由于冶炼生产时间短、任务重，若贫液品位过高或成品金成色过低还需重新浸出，为避免实际操作中耽误生产，采取折中的操作方式。即依旧按照之前的方法先添加盐酸，但只加入一半，再将饱和氯酸钠溶液加入，最后补加盐酸。该种操作方式下，杜绝了反应釜的冒槽现象，浸出时间也由4-5小时降低为2-3小时。由于试验室中样品金泥的完全溶解时间为1小时左右，我们认为该过程应该还有提速的潜力，浸出时间较长的原因应与浸出过程中强氧化剂的浓度有关。