金电解与溶剂萃取精炼工艺比较分析_刘勇
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电解回收提取黄金的方法1.废料预处理:将废电子器件、电镀废液等废料进行物理处理,去除杂质和有机物。
2.去除银和铜:将经过预处理的废料溶解在酸性溶液中,通过阳极氧化反应将溶液中的银和铜得到离子状态。
3.沉积银和铜:将银和铜的离子通过电流沉积在阴极上,得到纯净的银和铜。
4.提取黄金:将银和铜去除后的废液进行电解提取黄金。
在酸性电解液中,黄金以阴离子的形式存在。
5.阴极沉积黄金:通过电流将黄金离子沉积在阴极上,得到高纯度的黄金。
以上是电解回收提取黄金的基本步骤,下面将对每个步骤进行详细介绍。
1.废料预处理:废电子器件、电镀废液等废料中含有大量的杂质和有机物,首先需要对它们进行物理处理,去除杂质和有机物。
物理处理方法包括破碎、磁选、重选等。
2.去除银和铜:经过预处理的废料溶解在酸性溶液中,通过阳极氧化反应将银和铜溶解为阳离子。
在电解槽中,阳极由银和铜制成,废料溶液作为电解液进入电解槽。
通过电解槽中的电流,银和铜溶液中的金属离子得到氧化并转变为阳离子。
3.沉积银和铜:在电解槽中的阴极上,银和铜的阳离子通过电流沉积形成金属银和金属铜。
沉积后的金属银和金属铜可通过清洗等步骤得到。
4.提取黄金:沉积银和铜后的废液称为黄金废液,其中黄金以阴离子的形式存在。
黄金废液进入黄金提取电解槽,阳极为铂或钛制成,废液作为电解液进入电解槽。
通过电解槽中的电流,黄金离子得到还原并沉积在阴极上。
5.阴极沉积黄金:在电解槽中的阴极上,黄金离子通过电流沉积形成金属黄金。
沉积后的金属黄金可通过清洗等步骤得到高纯度的黄金。
需要注意的是,电解回收提取黄金的操作需要在合适的反应条件下进行,如温度、电流密度、电解液配方等需要控制。
此外,在整个提取过程中,废料处理、溶液处理、产物处理等环节都需要进行严格的环境保护和安全管理,以防止对环境和人体造成污染和危害。
总之,电解回收提取黄金是一种高效、环保的方法,对于回收利用黄金资源具有重要的意义。
随着科学技术的不断发展,电解回收提取黄金的技术和设备也将不断改进和完善,提高回收效率,降低成本,实现可持续发展。
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论述电解精炼和电积方法生产金属的工艺方法?比较说明二者异同。
电解精炼和电积提纯的主要异同从设备和槽电压,能耗,阴阳极等方面考虑。
电解精炼:利用不同元素的阳极溶解或阴极析出难易程度的差异而提取纯金属的技术。
电解时用高温还原得到的粗金属铸成阳极,用含有欲制金属的盐溶液做电解液,控制一定电位使溶解电位比精炼金属正的杂质存留在阳极或沉积在阳极泥中(其中往往含有贵金属),用其他方法分离回收。
而溶解电位比精炼金属负的杂质则溶入溶液,不在阴极上析出,从而在阴极上可得到精炼的高纯金属。
在湿法冶金中,电积就是将萃取富集后的含金属离子的溶液电解沉积产出阴极金属。
电解进液的铜浓度一般为45~50 g/I ,电解后液的铜浓度为30~35 g/I 电解贫液返回到萃取作为反萃取剂使用,依据其中铁的累积情况,抽出少量贫液返回浸出,以维持铁的平衡。
电积回收率一般是99%。
一丶铜电解精炼铜的电解精炼是以火法精炼的铜为阳极,电铜为阴极,在硫酸铜和硫酸的电解液中通入直流电电解,根据电化学性质的不同,杂质进入阳极泥或保留在电解液中,而在阴极产出纯铜。
目的:①降低铜中的杂质含量,从而提高铜的性能,使其达到各种应用的要求。
②回收其中的有价金属,尤其是贵金属和稀散金属。
铜电解精炼是在硫酸铜和硫酸溶液中进行,根据电离理论,存在H+,Cu2+,SO42-和水分子,因此在阳极和阴极之间施加电压时,将发生如下反应:阳极主要反应:Cu - 2e == Cu2+ 阴极主要反应:Cu2+ +2e == Cu 铜电解精炼的条件控制:①电解液成分:工业上采用的电解液除CuSO4和H2SO4外,还有少量溶解的杂质和有机添加剂。
电解液成分的控制就是保证足够的铜离子和硫酸浓度,铜离子浓度大可以防止杂质析出,硫酸浓度大导电性好。
但这两个条件相互制约,即H2SO4浓度大时,铜的溶解度降低,反之升高。
通常铜离子浓度为40~50克/升,酸度180~240克/升。
②电流密度:提高电流密度,可增加铜产量,但同时会增大槽电压,从而增加能耗,通常采用220~230A/M2。
溶剂萃取在湿法冶金中的应用溶剂萃取是一种常用的湿法冶金技术,广泛应用于金属提取、废物处理和资源回收等领域。
本文将详细介绍溶剂萃取在湿法冶金中的应用,并探讨其原理、优点和局限性。
一、溶剂萃取的原理溶剂萃取是利用不同物质在不同溶剂中的溶解度差异,通过选择合适的溶剂,将目标物质从混合物中分离提取出来的一种方法。
在湿法冶金中,溶剂萃取主要用于从矿石或废物中提取有价金属或有用物质。
二、溶剂萃取在金属提取中的应用1. 金属提取:溶剂萃取广泛应用于金属提取过程中。
通过选择合适的溶剂,可以将目标金属从矿石中提取出来,实现资源的高效利用。
例如,铜的提取常采用有机相中的萃取剂萃取,将铜从硫酸铜溶液中萃取出来,然后再通过后续的步骤得到纯铜。
2. 废物处理:溶剂萃取也被应用于废物处理过程中。
例如,含有有害金属离子的废水可以通过溶剂萃取方法进行处理。
选择合适的溶剂,可以将有害金属离子从废水中分离出来,减少对环境的污染。
3. 资源回收:溶剂萃取在资源回收领域也有重要应用。
例如,废旧电子产品中含有稀有金属如铜、金、银等,可以通过溶剂萃取的方法将这些稀有金属从废弃电子产品中提取出来,实现资源的再利用。
三、溶剂萃取的优点1. 分离效果好:溶剂萃取可以根据不同物质在不同溶剂中的溶解度差异进行分离,具有较高的分离效果。
2. 工艺简单:溶剂萃取过程相对简单,不需要复杂的设备和高温高压条件,适用于工业化生产。
3. 适用范围广:溶剂萃取适用于多种物质的分离提取,可以应用于不同的湿法冶金过程。
4. 资源回收率高:通过溶剂萃取可以高效提取目标物质,实现资源的回收利用,减少资源的浪费。
四、溶剂萃取的局限性1. 溶剂选择困难:溶剂的选择对溶剂萃取的效果至关重要,但溶剂的选择并不是一项容易的任务,需要综合考虑物质的性质和溶剂的成本等因素。
2. 操作条件要求高:溶剂萃取过程中,对操作条件的要求较高,包括温度、压力、溶剂的选择等,需要严格控制以保证分离效果。
有机溶剂萃取法在钨冶炼中的研究进展0 前言溶剂萃取法是现代分离和提取物质的最先进的方法之一。
现在越来越多的金属生产都采用了这种技术。
溶剂萃取法应用于钨冶金工艺始于 6 O年代前后,当时美国的碳化物公司和西尔韦尼亚工厂进行了工业规模的生产。
随后,苏联、西德、加拿大等国进行了大规模的研究。
认为这是钨的湿法冶金的新方向,日本东京钨公司当时的生产工艺由钨酸钠到钨酸铵这段也准备采取萃取法。
我国从7 O年代采用这种技术。
如今在萃取工艺和萃取设备方面都进行了较为广泛的研究。
萃取工艺用于钨的生产主要是用以从纯N a WO 溶液中制取( N H 4 ) WO 溶液( 其工艺流程I 1 J 如图1 ) ,以替代经典工艺中的沉淀人造白钨、人造白钨酸分解、钨酸氨溶等工序,具有收率高,设备简单,流程短的优点,克服经典工艺沉淀结晶过程固液分离多阶段操作的缺点。
此外,萃取法还用于钨酸钠溶液净化除钼和净化除磷、砷。
其基本应用大致分为三种:一是在酸J 生条件下将纯的钨酸钠溶液经萃取转型变成高含量钨的钨酸铵溶液,此法缺点是萃取前需先除杂:二是在碱性钨酸钠溶液中直接萃取钨,使钨酸根进入有机相,杂质留在萃余液中,再反萃有机相中的钨。
三是利用钨钼性质上的差异选择适当的有机萃取剂进行钨钼分离。
图1溶剂萃取制取A P T原则流程示意图1 用萃取法从钨酸钠溶液制取钨酸铵溶液此法是先将碱浸所得的钨酸钠溶液除去P 、 A s 、S i 、Mo 后选用适当的萃取剂,将其转型为钨酸铵溶液,以进一步制取 A ,其主要方法为季铵盐萃取法翁华民[26 ]采用季铵盐2仲辛醇2煤油萃取体系从碱性钨酸铵溶液中直接萃取分离钨钼, 三氧化钨的收率达90 %以上。
其特点是可在较宽的p H( ~ f l 2 ~8 ) 范围内萃取。
且因它本身带有可交换的阴离子,故不需像叔胺一样要预先酸化,但价格较贵,一般少用。
季铵盐可用于钨钼分离。
龚柏凡等[ 8 1 研究了季胺盐萃取分离钨钼、即在粗钨酸钠溶液中添加s 一或H S 一,使钼生成硫代钼酸盐,基于硫代钼酸络离子对季铵盐之亲和势远高于钨酸根离子,采用国产N 捣作萃取剂,钨酸盐溶液中的钼被优先萃取。
一种化学和电解回收提取黄金的方法本技术涉及一种经化学和电解过程从废旧镀金物品中回收提取黄金的方法,先用化学药品配制成退金液,将镀金的废量物品放入高温的退金液中使黄金络合在液体中,再将含金液体稀释并加温后置于直流电解槽中通电并控制电流密度,使黄金沉积于不锈钢阴极板上,然后刮取,再用酸液清洗,枯燥后即得黄金。
本方工艺简单,本钱低,节省原材料,无环境污染,回收率高,纯度好。
用硅热法从硼泥中提取金属镁一种从硼泥中提取金属镁的方法,以石灰石、萤石为造渣剂,硅铁为复原剂, 硼泥及石灰石先经焙烧然后将上述原料粉碎后均匀混合,压成团块,在真空还原罐中加热进行复原反响,即可在复原罐的出口处得到金属镁蒸汽,冷凝后即得到结晶金属镁。
用本法可将硼泥中的镁复原6 0%,其纯度可达9 9%。
用本法复原硼泥后所产生的复原渣,可用来制作免烧砖,彻底解决了硼泥废料的污染环境问题。
从含氧化铅和/或金属铅的材料提取金属铅的湿冶法一种从含二氧化铅和/或含金属铅的材料中提取金属铅的方法,该方法包括:一个使上述材料中的铅溶解的步骤,以及一个使所溶解的铅沉积到阴极上的电解步骤,用一种酸性电解液来实现溶解步骤,酸性电解液中存在有一种氧化还原对,由于它处在被氧化和被复原的化学状态之间的具有电位能,因而它能够使二氧化铅复原和/或使铅氧化,并且在溶解时铅电化学沉积步骤中它能够再生。
该方法特别被用来从废铅收集物的活性材料中提取铅。
从褐煤中提取错的方法本技术是一种从褐煤中提取错的方法,包括火法与湿法冶炼过程,其中湿法包括氯化蒸馆和水解两个过程。
其特征在于火法的过程是用含错原煤经筛分、制煤棒或煤球,然后参加链条炉冶炼,炉内产生的含错烟尘由旋风收烟器、布袋收尘器和泡沫收尘器回收,所得错精矿再次经湿法提取错。
本技术具有:对原料品位和热值要求不高;富集效果好,错金属回收率高;节省人力、物力,降低了产品的生产本钱,产品杂质少,质量好;适用于现代大规模工业生产等特点。
42选矿与冶炼黄金GOLD2007年第6期/第28卷金电解与溶剂萃取精炼工艺比较分析刘勇1,阳振球2,杨天足1(1.中南大学冶金学院;2.湖南辰州矿业股份有限公司)摘要:介绍了金电解与溶剂萃取两种工艺的原则流程;对两种工艺在原料的适应性、过程控制、工艺设备及配置、主要技术经济指标及投资等方面进行了比较分析。
关键词:金;精炼;电解;溶剂萃取中图分类号:TD953文献标识码:B文章编号:1001-1277(2007)06-0042-03目前,在黄金生产中主要采用电解、全湿式氯化法和溶剂萃取3种黄金精炼工艺。
其中有80%以上黄金精炼企业采用金电解工艺,如内蒙乾坤金银精炼有限责任公司;约5%黄金精炼企业采用溶剂萃取工艺,如广东高要河台金矿。
湖南辰州矿业股份有限公司(后文简称辰州矿业公司)于2000年7月金电解精炼工艺流程投产,又于2003年5月引进了溶剂萃取工艺。
目前,这两套工艺都应用于生产。
为了使广大黄金精炼企业更好地了解这两种工艺的长处与不足,促进我国黄金精炼技术的发展,结合辰州矿业公司金精炼生产实践,对金电解与溶剂萃取这两种精炼工艺进行比较分析,以供参考。
1金电解与溶剂萃取工艺概述1.1金电解精炼原理及工艺流程金电解精炼的原理[1]:粗金阳极电化学溶解,金和其它比金更负电性的杂质进入电解液中,金因浓度大、电位高而优先在阴极上析出,杂质由于电位和浓度均比金低而很难在阴极上析出,且部分杂质如银、铅以氯化银、氯化铅形式沉入阳极泥中,从而实现金与杂质的分离,达到提纯金的目的。
其原则工艺流程如图1所示。
图1金电解精炼原则工艺流程1.2溶剂萃取金精炼原理及工艺流程溶剂萃取金精炼的原理[2]:原料氯化溶解,浸金氯化物溶液中A uC l4-被某种萃取剂,如酮、醇、磷酸三丁酯和胺从含金溶液中萃取,从而实现与其它杂质分离。
溶剂萃取的实质是将金从氯化溶液中单纯萃取分离出来,经溶剂洗涤、酸化还原沉淀金。
其原则工艺流程如图2所示。
2金电解与溶剂萃取工艺比较2.1原料的适应性收稿日期:2007-03-04作者简介:刘勇(1965)),男,湖南双峰人,工程师,主要从事公司生产、技术管理与研究工作;湖南省阮陵县沃溪镇,419607Experi m ental research on cyanidation process of thegold concentrate containi n g As,Sb and CX iong Yubao1,W ang T i n g1,Tao L i n chong2,L i Shaoqing3(1.Chang.an Universit y;2.T ongling C it y Chaoshan Go l d M ine;3.Chang.an N e w M ateri a l C o mpany)Abst ract:A fter treat m ent w ith a i d i n g l e aching agen t for8~10hours,the go l d recovery rate of a certa i n go ld concentrate containing arsen ic,anti m ony and car bon is raised fro m70%to92.3%.The leach i n g speed i s faster too.K eyw ords:go l d concentrate;activator;cyan i d ation;aiding leachi n g agent(编辑:李玉敏)2007年第6期/第28卷选矿与冶炼43图2 溶剂萃取精炼金原则工艺流程2.1.1 原料要求根据辰州矿业公司金精炼生产实践,金电解要求阳极原料含金不低于75%,含银不高于8%,含铜不高于2%。
溶剂萃取对原料含金品位没有特殊要求,但通常要求含锑、锡均低于0.5%;原料可以是银电解后的金泥、氰化后的金泥,也可以是粗合质金。
2.1.2 原料对过程的影响金电解阳极原料含金的高低,直接影响电解液杂质污染程度及贫化速度的快慢,进而影响其电解液的更换周期,同时影响着极间距、电流密度及酸度的控制。
银和铜是影响金电解过程最有害的杂质。
含银过高电化学溶解后形成的氯化银会附着在阳极表面,造成阳极钝化,当阳极含银高于8%时更为严重,甚至电解过程难以进行;铜含量过高,会在阴极析出,影响电金的质量。
实践证明,阳极含铜不应超过2%。
溶剂萃取过程中,料液含金高低会影响过程的成本消耗。
一般情况下,料液含金低,成本消耗大;料液含金高,成本消耗少。
在生产过程中以某种药物为萃取剂,金及铜、铁、锑、锡等杂质在不同盐酸浓度下的萃取率如图3所示[3]。
图3 金萃取与盐酸浓度的关系(a))不同盐酸浓度下金、铁、砷、钴、铜、镍的萃取(b))不同盐酸浓度下锑、锡、碲、铂、钯的萃取从图3中可以看出,在任何酸度下,金几乎可完全萃取;在低酸度下,除锑、锡外,其它金属的萃取率甚低,均可与金有效地分离。
2.2 过程控制金电解精炼过程中,其主要的控制参数有电解液的成分、电流密度、槽电压、极间距、电解液温度及电解液循环。
金、银、铜离子浓度及酸度是电解液成分控制的核心,酸度是氯金酸的稳定基,保持一定的酸度可防止氯金酸非电化学反应析出导致金离子浓度的贫化,同时提供游离氯离子用于沉淀阳极电解化学液的银离子、铅离子及增强电解液的导电性。
调整好极间距及电解液循环量,控制好电流密度和槽电压是金电解质量的保证。
金电解精炼工艺的优点是过程较稳定,易于控制,劳动强度小。
缺点是金积压多,直收率较低。
在金溶剂萃取精炼过程中,主要的控制参数有料液的浓度、相比、还原终点颜色。
溶剂萃取过程中可采用风车式智能流量计、转子流量计检测流量,各萃取槽可选择涡轮式搅拌,槽与槽之间可采用链条式皮带同步传动,制备料液及还原均可在搪瓷反应釜中进行,可采用电磁调速或变频调速控制设备的转速等,因而可大大提高萃取过程机械化及自动化控制水平。
溶剂萃取过程的缺点是设备、设施多,需细心维护。
44选矿与冶炼黄金2.3工艺设备及配置根据辰州矿业公司生产实践(以年生产能力30t 计算),金电解精炼生产需要中频炉2台(铸阳极板和成品金各1台)、反应釜1台、周期换相脉冲电源1台、金电解槽15个、洗涤过滤盘2个、真空系统1个、废气收集处理系统1个、1kg和3kg小型铸锭机各2台。
生产能力的大小可根据设计要求,通过扩大周期换相脉冲电源和增加电解槽个数来实现。
金溶剂萃取精炼主要设备需中频炉2台(原料和成品熔炼各1台)、反应釜3台、还原釜2台、搪瓷贮罐5个、蒸馏釜1台、汽水分离器2台、锅炉1座、萃取槽10个[其中:5个萃取(5段萃取)、3个洗涤(3段洗涤)、2个洗涤回收萃取剂]、洗涤过滤盘3个、真空系统1个、硝酸、盐酸贮罐各1个、1kg和3kg 小型铸锭机各2台以及各类磁力泵10台。
年生产能力可达30,t生产能力的大小可通过调整萃取槽规格来实现。
2.4主要技术经济指标2.4.1直收率金电解精炼因残极和电解液的积存,直收率通常低于90%;金溶剂萃取精炼仅氯化银中和尾液中积存少量金,直收率通常可达99%以上。
2.4.2总回收率金电解精炼总回收率可稳定在99.5%以上;溶剂萃取金总回收率可稳定在99.9%以上。
2.4.3生产周期以单批(金100kg)直收率不低于90%计算,金电解生产周期约72~96h;溶剂萃取生产周期约24h(萃取过程约3h)。
2.4.4产品质量根据辰州矿业公司多批次的生产实践,产品质量情况见表1。
由表1可知,两种黄金精炼方法所获得最终产品,均符合上海黄金交易所的标准,也符合国标1号金的质量要求,但溶剂萃取精炼生产出的产品品质更趋稳定。
2.4.5主要材料消耗与生产成本(原料金品位85%~90%)辰州矿业公司金电解精炼已生产3年,溶剂萃取精炼生产4年。
金电解主要材料消耗与生产成本见表2,溶剂萃取主要材料消耗与生产成本见表3。
表1产品检测结果项目w(Au)/%化学成分杂质含量不大于wB/%Ag C u Fe Pb B i Sb上海黄金交易所Au-1不小于99.990.0050.0020.0020.0010.0020.001金电解产品99.995<0.0025<0.0005<0.0005<0.0005<0.0005<0.0005溶剂萃取产品99.997<0.0005<0.0005<0.0005<0.0005<0.0005<0.0005表2金电解主要材料消耗与生产成本序号材料名称单价/(元#kg-1)材料消耗/(kg#kg-1原料)单耗/(元#g-1金)1H C l(分析纯) 5.86.00.0348 2H C l(工业级)0.901.00.0009 3HNO3(工业级) 1.800.30.00054 4还原剂 2.20.40.00088 5锌粉11.200.50.00056 6NaO H 2.557.00.01785 7铸锭材料消耗0.0092 8电力0.5①4②0.0029燃料 4.60.750.00345 10其它0.005合计0.07518①单位为元/(kW#h);②单位为k W#h/kg2.5投资建一座年产30t黄金的精炼厂,土建投资除外,若选用金电解精炼工艺,其投资约70~80万元;若选用溶剂萃取工艺,其投资约为140~150万元。
3结语电解与溶剂萃取都是稳定可靠的黄金精炼工艺,但两者比较有如下不同点:(1)金电解对原料的适应性差;溶剂萃取对原料2007年第6期/第28卷选矿与冶炼45表3溶剂萃取主要材料消耗与生产成本序号材料名称单价/(元#kg-1)材料消耗/(kg#kg-1原料)单耗/(元#g-1金)1HNO3(工业纯) 1.801.300.00234 2H C l(工业级)0.907.50.00675 3H C l(分析纯) 5.801.750.01015 4萃取剂550.40.0225还原剂 2.21.30.00286 6酒精 4.400.500.00220 7锌粉11.200.300.00351 8NaO H 2.55100.0255 9电力0.5①50②0.025 10燃料 4.61.20.00552 11铸锭材料消耗0.00920 12其它0.008合计0.12303①单位为元/(kW#h);②单位为k W#h/kg的适应性强。
金电解过程较稳定,易于控制;溶剂萃取流程较长,过程讲求精细。
(2)金电解所需原材料种类与消耗相对较小,生产成本较低;溶剂萃取所需原材料种类多,消耗大,生产成本较高。
(3)溶剂萃取工艺生产设备多,需细心维护。
(4)金电解生产周期长,金积压较多,回(直)收率相对低;溶剂萃取生产周期短,金积压少,回(直)收率高。