黄金冶炼工艺浅析

张国存

（1.青海省第六地质矿产勘查院，青海 格尔木 816000；2.青海省金矿资源开发工程技术研究中心，青海 都兰 816100；3.都兰金辉矿业有限公司，青海 格尔木 816100）

据史料记载，早在战国时期，黄金就已经非常需要并成为一种货币。如今，对黄金的需求正在增加，它不仅可以成为一种让它欣赏的集合，而且还可以用作装饰品。黄金是地位和财富的象征。虽然冶炼过程发生了很大的变化，但从古代到现在，黄金一直在人们的日常生活中占据重要地位[2]。

1 我国黄金生产概况

截至2017年底，全国黄金资源库存为13195.60吨，同比增长8.45%。中国黄金探明资源储量连续13年实现增长，连续三年突破1万吨大关。2017年，中国黄金产量为426.14吨（不含进口原料），比去年同期减少27.34吨，同比下降6.03%。这是自1974年以来的首次年度下降，超过5%，但中国的黄金产量。它继续在世界上排名第一，自2007年以来连续11年位居世界第一[4]。

2 世界黄金生产概况

自从发现黄金以来，经过数千年的不断探索，人类已从地壳中挖出约16万吨黄金[1]。据统计，世界各国公布的官方黄金储备总量为32,700吨，相当于世界黄金产量的13倍。官方黄金储备超过1,000吨的国家和组织包括美国，德国，法国，意大利，瑞士和国际货币基金组织。其中，美国拥有最大的黄金储量8149吨，占世界官方黄金储备总量的24.9%。

3 现代黄金冶炼工艺

随着科学技术的迅速发展，金属冶炼过程也发生了很大的变化。今天，黄金冶炼过程有两种物理和化学方法。

物理方法包括重选，浮选和合并。化学方法主要包括硫脲法，氰化法，多硫化物法，硫代硫酸盐法，氯化法，溴（化学法）等，每种方法都利用化学反应将矿石放入其中。黄金被取代了。这些方法没有优点或缺点，可以达到精炼金的目的。尽管每种化学方法都可以从矿石中提取金，但这些方法存在不可避免的缺陷。废水是化学加工中最容易生产的。因此，化学冶炼过程的使用需要高度重视废物和废物的处理。

4 金的冶炼

4.1 粗金属冶炼

粗金属冶炼就是把含金量较高的金泥进行火法冶炼，使其中金变成粗金锭。

（1）沉积金的处理。将不锈钢阴极电积金置于搪瓷容器中，先用清水洗涤去粘附在阴极钢棉上的氰化物和碱液，直至洗涤液呈中性为止。然后再加入5%浓度的盐酸或硝酸溶液浸泡，可稍加温以加速反应。溶解反应可溶去90%的钢棉和其它贱金属，从而使钢棉上沉积的金脱离钢棉，再清除残余钢棉，倾去上清液。再用清水洗净金泥，过滤烘干待用。

（2）沉淀金的处理。沉淀金常混有20%～50%的锌，一般采用10%～15%浓度的硫酸溶液处理。处理过程是，首先用筛子筛除沉淀在金泥中的大块锌丝，再用压滤机过滤去贫液。将饼状金泥置于搅拌槽中加入硫酸搅拌溶解。约2h～3h后锌丝及酸溶物溶解，静止约12h后吸出澄清液，并用压滤机过滤回收其中泥质。槽内沉淀物加热清水搅拌洗涤，再经过滤烘干后回收待用[3]。

（3）溶剂。常用的溶剂有硼砂、碳酸钠、二氧化硅、萤石、硝石等，这些溶剂加入的种类、比例和数量，随金泥的组成成分不同有所增减。溶剂在熔炼过程中的主要作用是与金泥中铜、铅、锌等杂质金属的氧化作用，以渣的形式提纯金属，即所谓的造渣溶剂，如硼砂、碳酸钠等；改善炉渣的性能、降低炉渣的比重，改善炉渣的流动性，如萤石等；在熔炼时释放出活性氧，使炉料中的贱金属等氧化，以便造渣，如硝石等。

在熔炼过程中，坩埚中融体液面附近如因强烈氧化可被“烧穿”，加入二氧化硅（碎玻璃或石英砂）溶剂可中和炉渣而避免坩埚损坏。

4.2 黄金的精炼

从粗精银锭中进一步分离提纯金、银的精炼方法通常有火法、化学法和电解法等，萃取法还处于试生产阶段，很有发展前景。

（1）火法精炼。火法精炼的劳动强度大，环境差，生产效率低，原材料消耗量大，产品纯度低，目前已很少采用。火法精炼的方法有：①硫磺共熔法；②食盐共熔法；③硝石氧化共熔法。这些方法都是将上述溶剂与金银合金共熔，其他金属进入渣中，金留在坩埚底部而得以提纯。④辉锑矿共熔法，即将合金与辉锑矿共熔，在倒入铸模中，金锑合金沉于模底，银锑硫化物浮于上部，冷却分离后金锑合金再氧化熔炼除锑，再加熔剂造渣提高金的纯度。⑤氯化熔炼法，将合金放入坩埚内，并在其上覆盖30mm～40mm厚硼砂，加热熔炼，并以内径∮5mm的瓷管经坩埚插入坩埚熔体中，通入氯气。银铜等氯化渣冷凝后，倒出硼砂、氯化渣和金锭，将金锭用氯化铁溶液浸去表面氯化物后，再熔化并铸金锭。

（2）化学法。化学法精炼金会因酸的大量蒸发而恶化操作条件，多次洗涤和过滤又容易造成金的损失。化学法精炼的方法有：①硫酸浸煮法；②硝酸分银法；③王水分金法。

（3）电解法。金的电解在电解槽中进行。阳极为粗精板，电解液位电解法或王水法制备的含金300-450g/L，含盐酸250-350g/L，电流密度200-250A/m2，槽电压0.2V～0.3V，交流电压6V～7V，直交流电流比1∶1.6-2.5，电解液温度30℃～50℃，同极距80mm～90mm，阴极周期80h～100h。电解金成色99.96%以上。

5 黄金冶炼过程中污染处理工艺的分析

黄金冶炼工艺中产生的大量废水、废气、废渣，对环境及人类的生产和生活造成严重危害。废水主要包括含氰废水、含汞废水、含砷废水及其他重金属废水、硫酸盐废水等。废气主要来源于焙烧产生的二氧化硫和三氧化二砷、汞蒸气、精炼过程中产生的氮氧化物等。废渣主要有氰化尾渣、尾矿等[1]。为了有效地处理和综合利用废水，有必要首先了解废水的成分。在金冶炼过程中，将产生电液废水。这种废水是碱性的，含金量很高。可以有效地回收金属的价值。此外，还有纯化的废水，它是酸性的。在处理过程中，应注意区分废水的酸度和碱度。此外，还有一种废水，称为碳再生废水。在处理废水的过程中，有必要区分对于每种类型的废水，废水处理是以合理的方式进行的。

6 结语

黄金的化学性质比较稳定，有较好的延展性，被做成许多的装饰品，受到人们的喜爱。无法满足的需求使黄金的提炼量越来越大，科学技术的飞速发展，促使黄金冶炼的工艺也越来越先进。事实也已经证明，黄金冶炼工艺日益发达，黄金的纯度也越来越高。与此同时，对于黄金冶炼过程中产生的废弃物也应该妥善处理，达到可持续发展的战略目标。