[发明专利]一种阴极金电解精炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种阴极金电解精炼工艺。

背景技术

传统金电解精炼是以粗金作为阳极，用纯金片作阴极，在高金离子溶度（Au³⁺160~320g/L）和高酸（150～200g/L）的盐酸体系中电解精炼生产出99.99%的电金，整个工艺流程包括造液、始极片制造、电解三个步骤。传统金电解精炼工序复杂，且存在以下主要问题：1、由于采用金始极片作为阴极，需建立独立的金始极片生产系统，待始极片制作好后方能进行金电解。故生产周期长，设备利用率低，金在整个工艺流程中积压量大，流动资金周转慢。2、始极片制作过程中的垂直度及光洁度受人为因素影响大，且始极片质地柔软，生产过程中同极中心距难以保证，易造成尖端放电、导电不均，生产出的电金表面粒子较多、较大、厚薄不均，表面粒子中杂质含量高，影响了产品质量；同时，用始极片作阴极产出的电金都有吊耳，通常吊耳部位的洗涤比较困难，吊耳附酸也是经常出现的质量问题；3、始极片生产的电解技术不易控制，操作繁琐，劳动强度大且始极片制造过程成品率低，废品需返炉浇铸，金损耗大，生产成本高；4、因采用高酸电解，金电解过程中产生的盐酸酸雾大，对设备的腐蚀严重，作业环境差；同时因电解液中氯离子浓度高，电解过程中阳极中的银溶解后易与氯离子作用，生成氯化银附在阳极上，造成阳极钝化。

发明内容

本发明的目的在于克服传统金电解精炼技术中存在的缺点和不足，提供一种具有工艺简单、操作方便、环境友好、金属回收率高的阴极金电解精炼工艺。本发明通过改变电解液配方，在低金离子溶度（Au³⁺80~120g/L）和低酸（60～90g/L）的盐酸体系中，采用钛母板替代传统的金始极片作阴极进行电解精炼。电解过程中通过定量添加装置根据电解液成份的变化，在线自动添加抑制剂，解决铅、银等杂质对电金质量的干扰和阳极钝化问题；同时对电解液采取自动保温措施，消除电解液易分层产生浓差极化现象，一步直接电解生产出物理规格及化学品质均合格的99.995%以上电金产品。针对作业场所的环境通风问题，采用内环与外环巧妙隔离，解决工艺废气对产品、环境污染和设备的腐蚀问题。本发明真正实现了高效、环保、节能目的，在贵金属精炼领域有广泛的推广价值。本发明具体工艺如下：1、造金电解液：隔膜电解造液，以大于99%粗金作为阳极、用耐酸滤布制作阳极滤袋，将阳极与电解液隔离；用纯度为99.99%的金始极片作阴极，用速烧坩埚作隔膜将阴极与电解液隔离，电解液以HCl(分析纯):H₂O（净化）=1:4 比例配制（高纯金生产采用超纯水）。在阳极电流密度为250～300A/m²条件下造金电解液。2、金解液配制：分析金电解液中金离子和盐酸浓度，当金离子浓度为120～140g/L时，停止造液，以每立方米溶液加入3～4公斤分析纯硫酸混和搅拌10分钟后，澄清精过滤，所得滤液加入净化水和分析纯盐酸调整溶液金离子浓度为80～120g/L、盐酸浓度为60～90g/L。此溶液即为金电解液。3、金电解精炼：以抛光TA₂钛板为阴极，用分析纯盐酸在40～50℃温度条件下浸泡、清洗30～45分钟；以聚苯醚材料制作夹边条，将钛阴极左、右两边包边（绝缘）；以98.5%以上的粗金作阳极，采用上述配制好的金电解液，在电流密度为300～350A/m²、电解液温度为35～45℃条件下进行金电解。4、抑制剂的添加：在金电解槽一端安装一添加剂补充槽，即添加剂补充槽内盛有用分析纯盐酸和硫酸按一定比例配置好的混合液，在电解过程中根据电解液酸度及氧化电位的变化自动适量添加，抑制电解液中铅、银含量，解决铅、银等杂质对电金质量的干扰和消除阳极钝化。5、电解液的循环和保温：整个电解系统配置高、低位电解液循环槽各一个，电解槽电解液进出口均安装一自动控制阀，根据电解技术参数的变法自动电解液循环量大小。同时，循环高位槽采用夹套式结构，并安装自动热水保温装置，保证电解液温度恒定控制在35～45℃，有效解决了电解液分层问题，同时也减少了因电解也温度过高盐酸酸雾大量挥发问题。6、电金处理：在一个电解周期后，取出钛阴极进行剥片作业，从钛阴极两面将电金与 钛阴极剥离，所得电解金用净化水洗涤干净后，烘干即可用于浇铸成产品金锭。7、环保通风：所有金电解槽安装于一密闭的通风罩内，通过一风机使通风罩内形成负压，将电解过程产生的酸雾抽走，同时利用另一风机对整个金电解室送风，使作业场所内呈正压，杜绝室外粉尘飘入，内环与外环巧妙隔离，有效解决了环境通风及粉尘对产品质量五日内的问题。由于较好的解决了阴极垂直度与光洁度问题，在调整合适的电解液配比情况下，电金表面平整、厚度差小于0.1mm；同时，由于取消了始极片制造过程，缩短了生产流程，减少了金在流程中 的积压，提高了产品质量,电金主品位金含量≥99.995%，金锭一级品率100%，金回收率达99.95%；加上在作业场所内环与外环巧妙隔离，有效解决了环境通风问题，实现了作业现场环境友好目的。实施例1：按1、2步骤配制金解液，金电解液成份见表1。控制电流密度300A/m²，按步骤3、4、5进行电解及电金处理，其电金成份见表2，过程回收率达99.95%。表1：电解液成份mg/L