反电解技术及装备在树脂解吸电解过程的研究与应用

蒋旺　任彬彬　李泽海　李士博

一、柴矿树脂解吸电解工艺现状

赤峰柴矿公司选矿厂采用全泥氰化树脂矿浆法提金工艺，载金树脂解吸电解设备设施是在总结多年生产实践经验的基础上，研制的更加适用于柴矿生产工艺特点的第三代低温高效解吸电解设备，是目前国内首家采用硫氰酸盐法解吸载金树脂的选矿厂。目前国内无成型设备，也无成熟经验可供参考，所使用的设备属于工业试制性质，其关键技术指标及设备设施始终处于不断优化完善阶段。

二、主要研究内容及技术路线

2.1 主要研究内容

目前柴矿载金树脂解吸电解设备设施，是在总结多年生产实践经验的基础上，研制的更加适用于柴矿生产工艺特点的第三代低温高效解吸电解装备，电解槽槽体内部尺寸长*宽*高=7.5*1.0*1.2m，属于黄金提取大型工业化电解槽，阴阳极板全部采用316L以上不锈钢材质，每片极板面积1㎡以上，相对前两代电解槽极板面积增加近两倍，电解效率显著提升，但由于极板过于笨重，每月金泥出柜时不便于将极板从电解槽内逐片抽出刷洗极板上附着的金泥，增加金泥出柜难度和工作量。极板间距50mm，更不利于伸入工具刷洗。載金树脂上吸附的Au（CN）2—的被解吸出来，会在电解槽内牢固附着在阴极板上，若不对阴极板进行单独刷洗处理，每月无法足额完成黄金产量，导致金属量不平衡。这就需要研究一种适合柴矿载金树脂解吸电解工艺及装备特点的金泥出柜方式或设备设施，简化金泥出柜操作，提高工作效率。

2.2 技术方案和创新点

（一）树脂解吸电解过程工作原理

载金树脂的解吸电解工艺是采用硫氰酸铵和氢氧化钠作为解吸药剂，在一定的温度下，用硫氰酸铵和氢氧化钠配制一定浓度的解吸药剂，用该药剂将载金树脂上携带的Au（CN）2—解吸出来，完成解吸工艺过程。解吸后的药剂为贵液，贵液流经电解槽进行电解沉金，完成电解工艺过程。载金树脂解吸过程与解吸后贵液电解过程同时进行。

解吸反应原理如下：

1、弱碱性官能团解吸反应原理

P—N+R2HAu（CN）2—+OH— = P—NR2+Au（CN）2— + H2O

2、强碱性官能团解吸反应原理

P—N+R3HAu（CN）2—+[SCN]— = P—N+R3[SCN]—+Au（CN）2—

电解反应原理如下：

1、阴极：Au（CN）2—  + e  =  Au + 2CN—       2H+ + e = H2

2、阳极：CN— + 2OH— = CNO— + H2O + 2e

2CNO—  + 4OH— =2CO2 + N2 + H2O + 6e     4OH— = 2H2O + O2 + 4e

电解过程是指：当直流电通过电解槽时，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，以提取所需产品。电极分阴极和阳极，和电源正极相连的是阳极，阳极板上发生氧化反应;和电源负极相连的是阴极，在阴极板上发生还原反应。经过完全反应后，金银全部吸附在阴极板上。

因清理阴极板上吸附的金泥费时费力，金泥出柜金属量无法保证，根据电解槽内金在阴阳极之间的电化学反应原理，同时经多方研究与咨询，选矿技术团队提出在阴极板上的金泥吸附饱和时，进行反电解操作，也就是将电极互换，使电化学反应发生反方向转换，从而使原来正电解吸附在阴极板的金泥松散脱落至电解槽底部，便于清理的思路。

（二）反电解操作应用于生产实践

根据研究思路，在全月解吸电解生产任务结束，将电解槽导电铝排正负极人工互换进行反电解作业。正反电解数据如下：

考虑电解槽内阴阳极板结构不同，阳极为不锈钢板打孔，阴极不锈钢框镶嵌不锈钢网，不锈钢网各方面强度要弱于阳极不锈钢板，反电解过程将阴极板转换成阳极，正电解时阳极损耗量较大，考虑到反电解过程降低对阴极板的损耗，选用正电解电解时一半的电流。经过生产实践检验，反电解操作，能够对阴阳极板上牢固附着的金属起到松散脱落的作用，经生产数据统计，反电解能使阴极板上附着金的70%脱落沉积至电解槽底部，剩余附着金较为松散，利用高压水简单冲洗即可。

三、反电解设备设施优化设计

1、原利用倒铝排人工倒换电极，费时费力，同时螺栓连接点易反松发热。

2、优化设计反电解装置，简便易操作，工作量少。

如图所示，装置采用4个刀开关，1、2为正电解，3、4为反电极。

（1）当正电解时，利用手摇把，把靠电解槽前端即1、2刀开关闭合。左侧为阳极，右侧为阴极;同时后端3、4刀开关为开位。

（2）当反电极时，利用手摇把，将靠电解前端1、2刀开关打到开位。同时后端3、4刀开关为闭合位。从而实现反电极操作。

3、选材：

（1）刀开关（承载交直流电流400A的刀开关）。

（2）铝板 10mm*100mm  22块，约25米。

（3）槽钢支架两套。

四、经济效益及社会效益

1、节省人工：未优化反电解工艺操作及设备设施前，4人正反电解倒换一次至少需要2小时，工时费25元/小时，每月正反电解倒换4次。一年人工费用为：4*25*4*2*12=9600元。

2、优化设计反电解操作及设备设施后，每次仅需操作人员利用摇把，切换正反电解互换倒闸即可，几乎不需要时间，省时省力，安全高效。

3、反电解工艺操作及设备设施在柴矿生产过程中的研究与应用，有效解决了电解槽金泥出柜不彻底，不利于选矿流程金属平衡管理，及金泥出柜过程工人劳动强度大，操作繁琐等问题。反电解工艺操作及设备设施适用于在同类矿山企业的金电解槽金泥出柜过程推过，具有较强的实用性，能够提高金电解槽金泥出柜效率，简化操作环节。