银阳极泥氯化浸出回收金工艺研究

汪秋雨，何 强，简志超，王 日

（1.江西省质量和标准化研究院，江西 南昌 330052；2.江西铜业股份有限公司，江西 南昌 330096）

1 引言

从银阳极泥中分离提取黄金的方法有：王水法［1-2］、硝酸氧化法［3-4］、氯化萃取法［5-6］、氯化还原法［7-10］等。硝酸氧化法和王水法存生产过程环境污染严重、能耗高、劳动强度大等问题。氯化萃取和氯化还原工艺具有工艺流程简单、选择分离性好、生产缩短、经济效益显著等优势。某铅锌冶炼公司银阳极泥主要化学成分为金25%～40%、银30%～45%以及少量的铅、铜、铋等其它金属，采用“烘干-高温熔炼-水淬制粒-浓硝酸分银-粗金粉”的工艺处理，每年可产出纯度为98%左右的粗金粉约300 kg。现有工艺存在以下问题：一是环保问题，浓硝酸分银时会产出大量的NO、NO2有毒气体，导致作业环境差，环保治理难度大；二是金锭品质低的问题，金锭主品位不足99.95%，达不到国家金锭标准质量要求，无法在黄金期货市场交易；三是金锭中银含量1.5%～3.0%，外售银不计价，造成企业接经济损失；四是现有工艺为火法-湿法联合流程，存在操作流程长、能耗高、劳动强度大等问题。

针对该银阳极泥处理工艺存在的问题，研究银阳极泥“氯化浸出-亚钠还原”回收金工艺。相比现有银阳极泥处理工艺，采用新工艺处理银阳极泥，金的直收率由不足98.5%提高至99.35%；金粉品质由98%提高至99.99%以上，金粉稳定达到国家标准IC-Au99.95质量要求。该项研究可为银阳极泥回收金提供生产实践指导。

2 实验原料与方法

2.1 实验原料

以银阳极泥为原料，其主要成分（%）：Au 36.03、Ag 35.60、Cu 6.20、Fe 1.164、Pb 0.42、Bi 2.50。其他化学试剂有，亚硫酸钠（Na2SO3）分析纯；硫酸（H2SO4）分析纯；盐酸（HCl）分析纯；氯酸钠（NaClO3）分析纯。

2.2 实验方法

以银阳极泥为原料，控制盐酸、硫酸、氯化钠的浓度分别为1.5 mol/L、0.75 mol/L和35 g/L，升温至80 ℃进行氯化浸出实验，重点研究浸出时间、氯酸钠用量和液固比对金浸出率的影响。通过分析氯化浸出渣（分金渣）中金含量，计算金的浸出率。以氯化浸出液（分金液）为原料，亚硫酸钠作为还原剂，控电位选择性还原金，研究不同电位条件下金的还原率及金粉质量。通过称量实际收到的金粉质量，计算金的直收率。

3 工艺路线与反应原理

图1为本项目研发的“氯化分金-亚钠还原”银阳极泥处理工艺。银阳极泥氯化分金原理：在高浓度的氯离子酸性溶液体系下，氯酸钠具有较强氧化性，能够使银阳极泥中的金被氧化浸出进入溶液，而阳极泥中的银与溶液中的氯离子形成难溶的氯化银沉淀进入渣中，从而实现金与银分离。亚钠还原原理：金的氧化还原电位相对杂质较高为+1.5 V，以亚硫酸钠为还原剂，通过控制还原电位选择性还原制备高品质金粉。

图1 银阳极泥氯化浸出回收金工艺

4 实验结果及分析

4.1 氯化分金最佳工艺条件

控制反应条件为：盐酸1.5 mol/L、硫酸0.75 mol/L、氯化钠35 g/L、液固比为L∶S=12∶1、反应温度为80 ℃、氯酸钠与银阳极泥中金的质量比为mNaClO3∶mAu=1.5∶1，研究反应时间对金浸出率的影响，实验结果如表1所示。研究结果表明，当浸出时间4.0 h后金的浸出率达到99.72 %并趋于稳定，优选氯化浸出时间为4.0 h。

表1 酸浸渣的主要化学成分一 %

控制反应条件为：盐酸1.5 mol/L、硫酸0.75 mol/L、氯化钠35 g/L、液固比为L∶S=12∶1，80 ℃下反应4.0 h，研究氯酸钠与银阳极泥中金的质量比对金浸出率的影响，实验结果如表2所示。研究结果显示，当氯酸钠与银阳极泥中金的质量mNaClO3∶mAu=1.5∶1时，金的浸出率达到99.64 %并趋于稳定，为保证金的浸出率优选mNaClO3∶mAu=1.5∶1。

表2 酸浸渣的主要化学成分二 %

控制反应条件为：盐酸1.5 mol/L、硫酸0.75 mol/L、氯化钠35 g/L、mNaClO3∶mAu=1.5∶1、反应温度为80 ℃、反应时间4.0 h，研究液固比对金浸出率的影响，实验结果如表3所示。研究结果显示，当液固比L∶S=8∶1时间，金的浸出率达到99.66 %并趋于稳定，为保证金的浸出率优选选液固比为L∶S=10∶1。

表3 酸浸渣的主要化学成分三 %

控制盐酸、硫酸、氯化钠的浓度分别为1.5 mol/L、0.75 mol/L和35 g/L，在80 ℃条件下进行氯化浸出实验。此时氯化浸出的最佳实验条件：反应时间4.0 h，氯酸钠与银阳极泥中金的质量比mNaClO∶mAu=1.5∶1，液固比L∶S=10∶1。

4.2 金还原最佳工艺条件

以分金液为原料，分金液主要化学成分(mg/L)：Au 35656.32、Ag 27.35、Cu 3193.34、Fe 431.56、Pb 73.52、Bi 1673.28、Sb 81.23、Pd 48.72。进行3组亚硫酸钠还原金的试验，均匀向分金液中喷入浓度为150 g/L亚硫酸钠溶液，分别控制金还原电位分别为450 mV、550 mV和650 mV。3组实验金还原后液和金粉化学成分分别如表4和表5所示。研究结果表明，还原金粉成分指标都达到国家标准GB/T4134-2015中的IC-Au99.95质量要求，当控制还原电位为550 mV时，还原金粉成分符合ICAu99.95质量要求，且能保证金较高的还原率；当控制还原电位为450 mV时，金的还原率会提高，但同时金粉中杂质元素含量也会升高；当控制还原电位为650 mV时，金粉的纯度更高，但金的还原率会降低。因此，综合考虑优选控制金还原终点电位为550 mV。

表4 金还原后液化学成分 mg/L

表5 金粉的化学成分 %

4.3 验证性实验

采用最佳“氯化浸出—亚钠还原”试验条件，开展3组工艺可行性验证实验。以银阳极泥为原料，其分金渣成分、还原后液和金粉化学成分如表6、表7和表8所示。研究结果表明，金的平均浸出率达到99.51%，金的平均直收率为99.35%，金粉稳定达到GB/T4134-2015中IC-Au99.95国家标准要求。

表6 分金渣主要成分 %

表7 金还原后液主要成分 mg/L

表8 还原金粉的化学成分 %

5 结论

提出一种“氯化分金—亚钠还原”全湿法制备高品质金粉工艺，对工艺的最佳试验参数进行了研究，验证工艺的可行性。研究确定最佳氯化分金试验条件：盐酸1.5 mol/L、硫酸0.75 mol/L、氯化钠35 g/L、反应时间4.0 h、氯酸钠与银阳极泥中金的质量比mNaClO3∶mAu=1.5、液固比L∶S=10∶1、反应温度80 ℃。最佳亚硫酸还原金条件：亚硫酸钠150 g/L，还原终点电位550 mV。采用新工艺处理银阳极泥金的平均浸出率为99.51%，平均直收率为99.35%，制备的金粉平均纯度为99.992%，稳定达到国家标准IC-Au99.95质量要求。