黃金冶煉工藝淺析

張國存

（1.青海省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 格爾木 816000；2.青海省金礦資源開發(fā)工程技術(shù)研究中心，青海 都蘭 816100；3.都蘭金輝礦業(yè)有限公司，青海 格爾木 816100）

據(jù)史料記載，早在戰(zhàn)國時(shí)期，黃金就已經(jīng)非常需要并成為一種貨幣。如今，對(duì)黃金的需求正在增加，它不僅可以成為一種讓它欣賞的集合，而且還可以用作裝飾品。黃金是地位和財(cái)富的象征。雖然冶煉過程發(fā)生了很大的變化，但從古代到現(xiàn)在，黃金一直在人們的日常生活中占據(jù)重要地位[2]。

1 我國黃金生產(chǎn)概況

截至2017年底，全國黃金資源庫存為13195.60噸，同比增長8.45%。中國黃金探明資源儲(chǔ)量連續(xù)13年實(shí)現(xiàn)增長，連續(xù)三年突破1萬噸大關(guān)。2017年，中國黃金產(chǎn)量為426.14噸（不含進(jìn)口原料），比去年同期減少27.34噸，同比下降6.03%。這是自1974年以來的首次年度下降，超過5%，但中國的黃金產(chǎn)量。它繼續(xù)在世界上排名第一，自2007年以來連續(xù)11年位居世界第一[4]。

2 世界黃金生產(chǎn)概況

自從發(fā)現(xiàn)黃金以來，經(jīng)過數(shù)千年的不斷探索，人類已從地殼中挖出約16萬噸黃金[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各國公布的官方黃金儲(chǔ)備總量為32,700噸，相當(dāng)于世界黃金產(chǎn)量的13倍。官方黃金儲(chǔ)備超過1,000噸的國家和組織包括美國，德國，法國，意大利，瑞士和國際貨幣基金組織。其中，美國擁有最大的黃金儲(chǔ)量8149噸，占世界官方黃金儲(chǔ)備總量的24.9%。

3 現(xiàn)代黃金冶煉工藝

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，金屬冶煉過程也發(fā)生了很大的變化。今天，黃金冶煉過程有兩種物理和化學(xué)方法。

物理方法包括重選，浮選和合并。化學(xué)方法主要包括硫脲法，氰化法，多硫化物法，硫代硫酸鹽法，氯化法，溴（化學(xué)法）等，每種方法都利用化學(xué)反應(yīng)將礦石放入其中。黃金被取代了。這些方法沒有優(yōu)點(diǎn)或缺點(diǎn)，可以達(dá)到精煉金的目的。盡管每種化學(xué)方法都可以從礦石中提取金，但這些方法存在不可避免的缺陷。廢水是化學(xué)加工中最容易生產(chǎn)的。因此，化學(xué)冶煉過程的使用需要高度重視廢物和廢物的處理。

4 金的冶煉

4.1 粗金屬冶煉

粗金屬冶煉就是把含金量較高的金泥進(jìn)行火法冶煉，使其中金變成粗金錠。

（1）沉積金的處理。將不銹鋼陰極電積金置于搪瓷容器中，先用清水洗滌去粘附在陰極鋼棉上的氰化物和堿液，直至洗滌液呈中性為止。然后再加入5%濃度的鹽酸或硝酸溶液浸泡，可稍加溫以加速反應(yīng)。溶解反應(yīng)可溶去90%的鋼棉和其它賤金屬，從而使鋼棉上沉積的金脫離鋼棉，再清除殘余鋼棉，傾去上清液。再用清水洗凈金泥，過濾烘干待用。

（2）沉淀金的處理。沉淀金常混有20%～50%的鋅，一般采用10%～15%濃度的硫酸溶液處理。處理過程是，首先用篩子篩除沉淀在金泥中的大塊鋅絲，再用壓濾機(jī)過濾去貧液。將餅狀金泥置于攪拌槽中加入硫酸攪拌溶解。約2h～3h后鋅絲及酸溶物溶解，靜止約12h后吸出澄清液，并用壓濾機(jī)過濾回收其中泥質(zhì)。槽內(nèi)沉淀物加熱清水?dāng)嚢柘礈欤俳?jīng)過濾烘干后回收待用[3]。

（3）溶劑。常用的溶劑有硼砂、碳酸鈉、二氧化硅、螢石、硝石等，這些溶劑加入的種類、比例和數(shù)量，隨金泥的組成成分不同有所增減。溶劑在熔煉過程中的主要作用是與金泥中銅、鉛、鋅等雜質(zhì)金屬的氧化作用，以渣的形式提純金屬，即所謂的造渣溶劑，如硼砂、碳酸鈉等；改善爐渣的性能、降低爐渣的比重，改善爐渣的流動(dòng)性，如螢石等；在熔煉時(shí)釋放出活性氧，使?fàn)t料中的賤金屬等氧化，以便造渣，如硝石等。

在熔煉過程中，坩堝中融體液面附近如因強(qiáng)烈氧化可被“燒穿”，加入二氧化硅（碎玻璃或石英砂）溶劑可中和爐渣而避免坩堝損壞。

4.2 黃金的精煉

從粗精銀錠中進(jìn)一步分離提純金、銀的精煉方法通常有火法、化學(xué)法和電解法等，萃取法還處于試生產(chǎn)階段，很有發(fā)展前景。

（1）火法精煉。火法精煉的勞動(dòng)強(qiáng)度大，環(huán)境差，生產(chǎn)效率低，原材料消耗量大，產(chǎn)品純度低，目前已很少采用。火法精煉的方法有：①硫磺共熔法；②食鹽共熔法；③硝石氧化共熔法。這些方法都是將上述溶劑與金銀合金共熔，其他金屬進(jìn)入渣中，金留在坩堝底部而得以提純。④輝銻礦共熔法，即將合金與輝銻礦共熔，在倒入鑄模中，金銻合金沉于模底，銀銻硫化物浮于上部，冷卻分離后金銻合金再氧化熔煉除銻，再加熔劑造渣提高金的純度。⑤氯化熔煉法，將合金放入坩堝內(nèi)，并在其上覆蓋30mm～40mm厚硼砂，加熱熔煉，并以內(nèi)徑∮5mm的瓷管經(jīng)坩堝插入坩堝熔體中，通入氯氣。銀銅等氯化渣冷凝后，倒出硼砂、氯化渣和金錠，將金錠用氯化鐵溶液浸去表面氯化物后，再熔化并鑄金錠。

（2）化學(xué)法。化學(xué)法精煉金會(huì)因酸的大量蒸發(fā)而惡化操作條件，多次洗滌和過濾又容易造成金的損失。化學(xué)法精煉的方法有：①硫酸浸煮法；②硝酸分銀法；③王水分金法。

（3）電解法。金的電解在電解槽中進(jìn)行。陽極為粗精板，電解液位電解法或王水法制備的含金300-450g/L，含鹽酸250-350g/L，電流密度200-250A/m2，槽電壓0.2V～0.3V，交流電壓6V～7V，直交流電流比1∶1.6-2.5，電解液溫度30℃～50℃，同極距80mm～90mm，陰極周期80h～100h。電解金成色99.96%以上。

5 黃金冶煉過程中污染處理工藝的分析

黃金冶煉工藝中產(chǎn)生的大量廢水、廢氣、廢渣，對(duì)環(huán)境及人類的生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重危害。廢水主要包括含氰廢水、含汞廢水、含砷廢水及其他重金屬廢水、硫酸鹽廢水等。廢氣主要來源于焙燒產(chǎn)生的二氧化硫和三氧化二砷、汞蒸氣、精煉過程中產(chǎn)生的氮氧化物等。廢渣主要有氰化尾渣、尾礦等[1]。為了有效地處理和綜合利用廢水，有必要首先了解廢水的成分。在金冶煉過程中，將產(chǎn)生電液廢水。這種廢水是堿性的，含金量很高。可以有效地回收金屬的價(jià)值。此外，還有純化的廢水，它是酸性的。在處理過程中，應(yīng)注意區(qū)分廢水的酸度和堿度。此外，還有一種廢水，稱為碳再生廢水。在處理廢水的過程中，有必要區(qū)分對(duì)于每種類型的廢水，廢水處理是以合理的方式進(jìn)行的。

6 結(jié)語

黃金的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，有較好的延展性，被做成許多的裝飾品，受到人們的喜愛。無法滿足的需求使黃金的提煉量越來越大，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，促使黃金冶煉的工藝也越來越先進(jìn)。事實(shí)也已經(jīng)證明，黃金冶煉工藝日益發(fā)達(dá)，黃金的純度也越來越高。與此同時(shí)，對(duì)于黃金冶煉過程中產(chǎn)生的廢棄物也應(yīng)該妥善處理，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。