某黄金冶炼厂氰化金泥湿法冶炼试验研究

王明双

（山东黄金冶炼有限公司，山东 莱州 261400）

1 引言

氰化金泥是用锌粉或锌丝从含金氰化贵液中置换得到的一种富含金银的近似黑色的泥状沉淀物。不同选厂因矿石性质不同，氰化金泥成分差异很大，其中主要成分有金、银、铜、铅、锌、硫、二氧化硅等。从氰化金泥中提取金银的方法主要有火法工艺［1-2］、火法-湿法联合工艺［3-4］、全湿法工艺［5-13］。鉴于火法工艺环境污染严重、能耗高、金属回收率低等缺点，越来越多的企业更倾向于全湿法工艺。

某黄金冶炼厂对氰化金泥采用全湿法冶炼工艺提取金、银，主要包括预浸除杂、氯化分金、金还原、银电解、污水处理等工序，金、银冶炼回收率在99%以上。该厂氰化金泥预浸除杂及氯化分金均采用控电氯化法，通过控制反应过程的电位来实现贵、贱金属的分离与富集，这两道工序对整个工艺流程起着至关重要的作用。实践发现，该厂氰化金泥预浸除杂效果不理想，铜的脱除率约90%，铅的脱除率约70%，金还原产出的海绵金及银电解产出的银粉中铜和铅元素超标。此外，由于氧化剂的加入，使预浸除杂滤液中含有一定浓度的金，过去使用锌粉置换回收这些金，不仅锌粉消耗量大，而且还造成贱金属一直在工艺流程滞留。针对以上技术问题，作者以该厂氰化金泥为研究对象，对其冶炼工艺进行了试验研究，取得了较好的试验结果。

2 试验内容

2.1 试验试剂及设备

试验试剂：盐酸（工业级），液碱（工业级），氯酸钠（工业级），焦亚硫酸钠（食品级）。

试验设备：钛反应釜，真空泵，废气吸收装置，精滤装置，电子吊钩秤，电热烘箱。

2.2 试验原料

试验以氰化金泥作为原料，其主要成分及含量如表1所示。

表1 氰化金泥主要成分及含量 %

2.3 试验方法

试验采用的氰化金泥湿法冶炼工艺流程如图1所示，该工艺流程在原生产工艺基础上新增了氯化渣洗涤工序，针对预浸除杂、氯化渣洗涤及废水处理工序分别开展优化试验研究，并确定最佳工艺条件。790mV、340mV、-130mV和-760mV。预浸除杂工艺以氯酸钠作为氧化剂，在盐酸和氯酸钠的作用下，主要发生如下化学反应：

图1 氰化金泥湿法冶炼工艺流程图

试验步骤：向反应釜中加入适量的水，开启搅拌；投入氰化金泥并加入工业盐酸调整酸度；控温反应至平稳状态，少量多次加入氯酸钠溶液，期间测量电位变化情况；在控制一定终点电位反应一段时间后放料过滤；取滤渣样品少许，测试水分及铜、铅含量；根据金泥及滤渣的铜、铅含量计算脱除率。

2.3.2 氯化渣洗涤试验

试验步骤：氰化金泥预浸除杂试验完成后进行氯化溶金得到固体氯化渣；氯化渣洗涤试验在反应釜中进行；向反应釜中加入适量的水，开启搅拌并升温；将氯化渣投入反应釜中进行充分洗涤。试验过程中，每隔一段时间对氯化渣进行取样。将氯化渣样品烘干后测试铅含量，研究氯化渣的铅含量随洗涤时间的变化规律。

2.3.3 废水沉金试验

将以上工序产生的含金废水利用磁力驱动泵输送至反应釜内；在一定的温度条件下通过加入固体焦亚硫酸钠进行还原回收金；反应一段时间后取液体样测试金浓度。还原时主要发生如下化学反应：

3 结果与讨论

2.3.1 预浸除杂试验

预浸除杂是从氰化金泥中脱除铜、铅、锌等杂质，同时富集金、银的过程。金、银、铜、铅、锌在盐酸溶液中的标准电极电位分别为1420mV、

3.1 预浸除杂

铁、锌的标准电极电位低，在预浸过程会被优先除去。铜的电位为340mV，要想把氰化金泥中的铜有效脱除，预浸除杂工艺的终点电位宜控制在340mV以上。每个反应釜氰化金泥投料量为500～600kg，反应温度为70～80℃，总反应时间为6～8h。为了提高铜的脱除效果，每次试验控制不同的终点电位。试验结果如图2所示。

图2 氰化金泥预浸除杂终点电位对铜、铅脱除率的影响

从图2可以看出，铜的脱除率随终点电位的增加而增加。原因是提高电位相当于增加了氧化剂氯酸钠的用量，从而加速了铜的溶解。当电位达到460mV时，铜的脱除率在95%以上，继续提高电位，铜的脱除率变化不大。铅的脱除率与电位变化无明显规律，脱除率仅为70%左右。铅的脱除是一个复杂的化学过程。铅首先转化为氯化铅，在该反应体系下氯化铅可形成配合物[PbCl4]2-进入液体，当矿浆过滤温度降低时会重新转化为氯化铅，从而造成铅脱除困难。综上分析，确定预浸除杂最佳终点电位为460mV。

3.2 氯化渣洗涤脱铅

氯化溶金反应结束后，需将矿浆降温使铅沉降，以保证溶金贵液能生产出合格的金粉。氯化渣实质是氯化银、氯化铅的混合物，由于两者化学性质相似，导致分离困难，如果不对氯化渣的铅进行脱除，将会降低银电解效率，进而影响银锭质量。

孙梓明［14］介绍了3种从氯化银中除去氯化铅的方法。第一种是加入硫酸和硝酸铅发生复分解反应，使氯化银转化为硝酸银溶液，氯化铅转化为硫酸铅沉淀；第二种是加入醋酸和醋酸钠，使氯化铅转化为可溶的醋酸铅；第三种是加入硝酸铵溶液浸取氯化铅。上述方法尽管除铅效果好，但醋酸、铵盐的使用会使现场工作环境恶化，不适宜在实际生产中应用。

本次试验利用氯化银和氯化铅溶解度差异进行除铅。氯化银难溶于水，但氯化铅易溶于热水，水温在90℃时，氯化铅的溶解度达2.99g/100gH2O。称取500kg氯化渣于反应釜中，加入3倍的水并开启搅拌，将温度升至90℃以上洗涤。洗涤后的废水含有金和铅，将金回收后加碱中和处理，最终返回选厂或氰化系统再利用。脱铅后的氯化渣则使用锌粉或铁粉置换成银粉，然后熔炼成银阳极板进行银电解作业，最终将电解银粉浇铸成锭。图3为不同洗涤时间氯化渣中的铅含量。

图3 洗涤时间对氯化渣铅含量的影响

从图3可知，未洗涤时，氯化渣中的铅含量为3.37%，延长氯化渣洗涤时间对铅的脱除有利。当洗涤时间为60min时，氯化渣的铅含量降低至0.44%；继续延长洗涤时间，氯化渣的铅含量变化幅度不大。因此，确定最佳洗涤时间为60min。

3.3 废水沉金

氰化金泥预浸除杂滤液及氯化渣洗水含有一定浓度的金，约6～40mg/L。过去经常采用锌粉置换法回收废水中的金。锌粉置换法虽然能将废水中的金回收，但也会将废水中的铜、铅等杂质置换出来，影响金产品质量，且锌粉用量较大，约为5kg/m3。本次试验尝试使用焦亚硫酸钠还原法回收废水中的金。焦亚硫酸钠的价格不到锌粉的十分之一，被广泛应用于黄金湿法精炼工艺［15-17］，可生产金含量在99.99%以上的海绵金。将氰化金泥预浸除杂滤液及氯化渣洗水调入反应釜中开启搅拌，升温至50～60℃（升温的目的是防止溶液中氯化铅冷却结晶），在此条件下，缓慢加入固体焦亚硫酸钠反应30min，结果如表2所示。试验结果表明，当焦亚硫酸钠用量提高至8.0kg/m3时，可将上述废水中的金浓度降至1mg/L以下。

表2 焦亚硫酸钠用量对废水金浓度的影响

4 工业应用

将以上试验取得的技术参数应用到实际生产中发现，金、银产品质量显著提高。表3及表4分别为工艺优化前后还原金粉及电解银粉样品的分析结果。

表3 优化前后还原金粉样品分析结果 %

表4 优化前后电解银粉样品分析结果 %

从表3及表4分析结果可以看出，某黄金冶炼厂对氰化金泥湿法冶炼工艺优化后，还原金粉及电解银粉中的杂质含量均有所下降，特别是电解银粉中的铜、铅含量明显降低，能够生产出符合《GB/T 4135—2016银锭》IC-Ag99.99牌号的产品。

5 结论

通过对某黄金冶炼厂氰化金泥湿法冶炼工艺进行试验研究，得出以下结论：

（1）氰化金泥预浸除杂过程中，铜的脱除率受电位影响较大，当电位提高至460mV时，铜的脱除率在95%以上，但铅的脱除率变化不大。

（2）氯化分金产生的氯化渣使用90℃热水充分洗涤60min，可将氯化渣中的铅含量降低至0.44%，实现了氯化银和氯化铅的高效分离，为后续银电解作业创造了有利条件。

（3）采用焦亚硫酸钠还原法回收含金废水中的金，当焦亚硫酸钠用量为8.0kg/m3时，废水中金的浓度可降至1mg/L以下，相比锌粉置换法更具成本优势。