本發(fā)明涉及貴金屬冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種合質(zhì)金直接生產(chǎn)高純金的方法。

背景技術(shù)：

目前，隨著世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，近年來(lái)，99.999％高純金的需求量每年以20％～80％的速度增長(zhǎng)，目前，國(guó)內(nèi)尚有極少數(shù)廠家進(jìn)行高純金的生產(chǎn)，而大部分國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)高純金基本采用多次電解精煉或萃取的方法。多次金電解精煉需要準(zhǔn)備不同品質(zhì)的電解液，澆鑄二次金陽(yáng)極板需用99.9％或99.99％金料，這使金的損失率和生產(chǎn)成本都要成倍放大；同樣，采用萃取的方法精煉，其水相所含金的回收是用化學(xué)試劑還原的，這樣的還原都是不徹底的且處理量相對(duì)較大，報(bào)廢的萃取劑不可能100％反萃，其金的損失率要高于一次電解精煉的，另外，其消耗的試劑也較多，生產(chǎn)成本也較高。上述方法主要缺點(diǎn)是金的損失率偏高，其次是成本因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種合質(zhì)金直接生產(chǎn)高純金的方法，以克服多次電解精煉或萃取提純各自存在的缺點(diǎn)，達(dá)到縮短生產(chǎn)周期、相對(duì)減少金積壓或降低金的損失率，解決原料適應(yīng)性等問(wèn)題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案：這種合質(zhì)金直接生產(chǎn)高純金的方法，分為澆鑄金陽(yáng)極板、造液、電解、廢液處理四個(gè)主要步驟，詳細(xì)工藝條件如下：

a.澆鑄金陽(yáng)極板：將金料加入中頻電爐的石墨坩堝內(nèi)，將爐料升溫至在1150～1250℃溫度，去除表面渣后，將熔體倒入事先準(zhǔn)備好的金陽(yáng)極模內(nèi)，冷卻后脫模、修整、鉆孔即可去下到工序。得到的金陽(yáng)極板含金應(yīng)大于96％。金陽(yáng)極模的準(zhǔn)備：將模預(yù)熱到溫度為100-160℃后，用乙炔焰在模澆鑄面上均勻噴上一薄碳灰即可。

b.造液：采用隔膜電解法，合質(zhì)金做陽(yáng)極并裝入布袋內(nèi)，純金片做陰極放入隔膜內(nèi)。以鹽酸溶液為電解液，初時(shí)槽內(nèi)鹽酸濃度為26％，隔膜內(nèi)鹽酸濃度為20％，造液過(guò)程中，槽內(nèi)液面下降用20％濃度鹽酸補(bǔ)加，模內(nèi)液面下降用去離子水補(bǔ)加，模內(nèi)液面要高于槽內(nèi)液面2～4cm,造液所用電流是半波整流沒(méi)有濾波的電流，陰極電流密度1500～2100A/m²，槽電壓1.5～3.0V，電解液自熱，造液終點(diǎn)時(shí)的比重為1.3～1.5，停車后過(guò)濾電解液備下道工序用，陽(yáng)極布袋內(nèi)有掉落的金和氯化銀等，倒出的陽(yáng)極泥經(jīng)水洗、硫代硫酸鈉處理后返回澆金陽(yáng)極板。

造液時(shí)主要電極反應(yīng)如下：

陽(yáng)極反應(yīng)：Au+4Cl^-1＝[AuCl4]^-1+3e

陰極反應(yīng)：3H⁺¹+3e＝3/2H₂↑

c.金電解：以造液過(guò)濾后的氯金酸深液為電解液，合質(zhì)金為陽(yáng)極、陽(yáng)極外套有布袋，純金片為陰極。金電解液成份控制為Au 150～350g/L,HCL 60～150g/L,Pb<3.5g/L,槽電壓0.1～0.3V，正向陰極電流密度220～300A/m2，反向陰極電流密度45～85A/m2，所謂的正反向電流是指在同一正弦波的交流電中、在正半周導(dǎo)通的是正向電流、負(fù)半周部份導(dǎo)通的是反向電流，陰陽(yáng)極面積之比為1:1.3。電解液自熱、間斷空氣攪拌或耐酸磁偶泵循環(huán)電解液，所得電金經(jīng)水洗、氨浸、硝酸煮再水洗烘干即可澆鑄金錠。布袋內(nèi)倒出的陽(yáng)極泥處理。電解過(guò)程中電解液的補(bǔ)加視電解液中的雜質(zhì)含量而定，雜質(zhì)含量低補(bǔ)加新鮮電解液、較高補(bǔ)加去離子水、高出指標(biāo)報(bào)廢處理。

主要電極反應(yīng)如下：

陽(yáng)極反應(yīng)：Au+4Cl^-1＝[AuCl4]^-1+3e

陰極反應(yīng)：[AuCl4]^-1+3e＝Au+4Cl^-1

陰極用的純金片制作，如同金電解一樣，只需將純金片陰極用鈦板替代，當(dāng)鈦板上金析出有0.3mm厚左右就可取出，剝下金片如同電金一樣處理就得純金片。

d.金電解廢處理：報(bào)廢的金電解液在鈦槽或白瓷缸中用亞硫酸鈉還原。還原前先用耐酸軟管裝熱水將廢液加熱35∽45℃，因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故應(yīng)緩慢加入飽和的亞硫酸鈉，還原時(shí)溫度保持在70～90℃，亞硫酸鈉的用量是理論量的2-3倍，還原所得金返回澆鑄金陽(yáng)極板。還原反應(yīng)式如下：

2H[AuCl₄]+3Na₂SO₃+3H₂O＝2Au↓+3Na₂SO₄+8HCl。

其中正向陰極電流密度220～300A/m²，反向陰極電流密度過(guò)45～85A/m²，陰陽(yáng)極面積之比為1:1～1.3，所用合質(zhì)金為：金含量大于96％。

本發(fā)明有益的效果是：本發(fā)明能夠一次性快速生產(chǎn)出99.999％高純金，生產(chǎn)操作控制簡(jiǎn)單，質(zhì)量穩(wěn)定，金損失率低，比多次電解，金積壓少，生產(chǎn)所需場(chǎng)地也小，對(duì)原料要求較低、只需含金大于96％。對(duì)產(chǎn)出金的純度100％達(dá)到99.998％以上，符合國(guó)標(biāo)《GB/T4134-2003》一號(hào)金的要求，隨機(jī)取樣送到“長(zhǎng)春黃金研究所”檢測(cè)，按5九金檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)《GB/T25934.1-2010》檢測(cè)、雜質(zhì)含量合計(jì)為0.00059％，金的純度達(dá)到99.99941％(附送檢報(bào)告)，另根據(jù)5九金國(guó)標(biāo)《GB/T25933-2010》3.1.2條款中“當(dāng)雜質(zhì)元素實(shí)測(cè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.2×10-6時(shí)，可不參與差減”，報(bào)告中有17項(xiàng)符合此要求，則金的純度可報(bào)為99.99975％。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)施例1：

a.澆鑄金陽(yáng)極板。以銀電解產(chǎn)出的陽(yáng)極泥處理過(guò)的合質(zhì)金為原料，澆鑄了4爐金陽(yáng)極板，合計(jì)重119.93kg,含金96.64％、含銀3.01％、含鉛0.1％；

b.造液。分析純鹽酸用量74瓶，500ml/瓶，正向電流密度1760A/m²,槽壓2.7V，液溫67℃，2槽串聯(lián)，每槽3排陽(yáng)極、2排陰極，金陽(yáng)極板作陽(yáng)極、純金片作陰極，造液時(shí)間44小時(shí)，終了時(shí)液體比重1.42，冷卻后過(guò)濾得51.6升金電解液，造液溶掉金陽(yáng)極板20.5kg；

c.金電解。將造液剩下的99.43kg金陽(yáng)極板再投入電解，金電解2槽串聯(lián)，每槽4排陽(yáng)極、3排陰極，導(dǎo)電棒用銀棒，陽(yáng)極板掛鉤用金鉤，陰極用純金片，陰極正向電流密度260A/m²，槽電壓0.18V，陰極反向電流密度78A/m²，電解液溫度43℃，電解過(guò)程對(duì)陽(yáng)極板較小時(shí)要及時(shí)替換，開車11.5天，得電金78.25kg,殘極12.1kg，陽(yáng)極泥10.4kg,停車后的金電解液含鉛1.9g/L，低于要求，下次還可繼續(xù)使用。電金按下述依次處理：水洗，塑料桶中濃氨水浸泡1小時(shí)，水洗，不銹鋼盆中分析純硝酸浸煮2小時(shí)，去離子水洗，烘干得金純度為99.999％。金陽(yáng)極泥處理：水洗滌過(guò)濾，濾餅放入塑料槽中再加入33升濃度為2M的硫代硫酸鈉溶液間斷攪拌浸2小時(shí)，過(guò)濾、濾餅烘干去澆鑄金陽(yáng)極板，濾液加硫化鈉得硫化銀沉淀和硫代硫酸鈉溶液，硫化銀返到熔煉工序熔煉，硫代硫酸鈉溶液再去處理金陽(yáng)極泥。

d.含金液體處理。含金洗液可用于造液和金電解時(shí)的補(bǔ)加液，多余的要用亞硫酸鈉在PH值1-3情況下還原，本次沒(méi)處理。

實(shí)施例2：

a.澆鑄金陽(yáng)極板。以銀電解產(chǎn)出的陽(yáng)極泥處理過(guò)的合質(zhì)金為原料，澆鑄了5爐金陽(yáng)極板，合計(jì)重148.82kg,含金97.68％、含銀1.88％、含鉛0.12％；

b.造液。金電解液是上次電解時(shí)留下的，電解液比重1.39，含鉛0.48g/L，還能繼續(xù)用，不用造液；

c.金電解。將148.82kg金陽(yáng)極板投入電解，金電解2槽串聯(lián)，每槽4排陽(yáng)極、3排陰極，導(dǎo)電棒用銀棒，陽(yáng)極板掛鉤用金鉤，陰極用純金片，陰極正向電流密度265A/m²，槽電壓0.19V，陰極反向電流密度75A/m²，電解液溫度44℃，電解過(guò)程對(duì)陽(yáng)極板較小時(shí)要及時(shí)替換，開車16.5天，得電金123.3kg,殘極15.3kg，陽(yáng)極泥10.82kg,停車后的金電解液含鉛3.34g/L，接近要求底線，可報(bào)廢處理50％金電解液。電金按下述依次處理：水洗，塑料桶中濃氨水浸泡1小時(shí)，水洗，不銹鋼盆中分析純硝酸浸煮2小時(shí)，去離子水洗，烘干得金純度為99.999％。金陽(yáng)極泥處理：水洗滌過(guò)濾，濾餅放入塑料槽中再加入33升濃度為2M的硫代硫酸鈉溶液間斷攪拌浸2小時(shí)，過(guò)濾、濾餅烘干去澆鑄金陽(yáng)極板，濾液加硫化鈉得硫化銀沉淀和硫代硫酸鈉溶液，硫化銀返到熔煉工序熔煉，硫代硫酸鈉溶液再去處理金陽(yáng)極泥。

d.金電解廢液處理。報(bào)廢的50％金電解液和部份洗液一起有35升，含金188.63g/L,廢液加到白瓷缸，因8月室溫高，沒(méi)有序加熱，將飽和的亞硫酸鈉溶液緩慢加入白瓷缸中同時(shí)不斷攪拌，直到液體變綠色(亞鐵離子的顏色)，共消耗無(wú)水亞硫酸鈉15公斤，過(guò)濾洗滌、烘干，金去澆鑄金陽(yáng)極板，濾液含金6.9mg/L，再加100克鋅粉置換，液體含金降到0.06mg/L排放。

雖然本發(fā)明已通過(guò)參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化。