反電解技術及裝備在樹脂解吸電解過程的研究與應用

蔣旺　任彬彬　李澤海　李士博

一、柴礦樹脂解吸電解工藝現狀

赤峰柴礦公司選礦廠采用全泥氰化樹脂礦漿法提金工藝，載金樹脂解吸電解設備設施是在總結多年生產實踐經驗的基礎上，研制的更加適用于柴礦生產工藝特點的第三代低溫高效解吸電解設備，是目前國內首家采用硫氰酸鹽法解吸載金樹脂的選礦廠。目前國內無成型設備，也無成熟經驗可供參考，所使用的設備屬于工業試制性質，其關鍵技術指標及設備設施始終處于不斷優化完善階段。

二、主要研究內容及技術路線

2.1 主要研究內容

目前柴礦載金樹脂解吸電解設備設施，是在總結多年生產實踐經驗的基礎上，研制的更加適用于柴礦生產工藝特點的第三代低溫高效解吸電解裝備，電解槽槽體內部尺寸長*寬*高=7.5*1.0*1.2m，屬于黃金提取大型工業化電解槽，陰陽極板全部采用316L以上不銹鋼材質，每片極板面積1㎡以上，相對前兩代電解槽極板面積增加近兩倍，電解效率顯著提升，但由于極板過于笨重，每月金泥出柜時不便于將極板從電解槽內逐片抽出刷洗極板上附著的金泥，增加金泥出柜難度和工作量。極板間距50mm，更不利于伸入工具刷洗。載金樹脂上吸附的Au（CN）2—的被解吸出來，會在電解槽內牢固附著在陰極板上，若不對陰極板進行單獨刷洗處理，每月無法足額完成黃金產量，導致金屬量不平衡。這就需要研究一種適合柴礦載金樹脂解吸電解工藝及裝備特點的金泥出柜方式或設備設施，簡化金泥出柜操作，提高工作效率。

2.2 技術方案和創新點

（一）樹脂解吸電解過程工作原理

載金樹脂的解吸電解工藝是采用硫氰酸銨和氫氧化鈉作為解吸藥劑，在一定的溫度下，用硫氰酸銨和氫氧化鈉配制一定濃度的解吸藥劑，用該藥劑將載金樹脂上攜帶的Au（CN）2—解吸出來，完成解吸工藝過程。解吸后的藥劑為貴液，貴液流經電解槽進行電解沉金，完成電解工藝過程。載金樹脂解吸過程與解吸后貴液電解過程同時進行。

解吸反應原理如下：

1、弱堿性官能團解吸反應原理

P—N+R2HAu（CN）2—+OH— = P—NR2+Au（CN）2— + H2O

2、強堿性官能團解吸反應原理

P—N+R3HAu（CN）2—+[SCN]— = P—N+R3[SCN]—+Au（CN）2—

電解反應原理如下：

1、陰極：Au（CN）2—? + e? =? Au + 2CN—? ? ? ?2H+ + e = H2

2、陽極：CN— + 2OH— = CNO— + H2O + 2e

2CNO—? + 4OH— =2CO2 + N2 + H2O + 6e? ? ?4OH— = 2H2O + O2 + 4e

電解過程是指：當直流電通過電解槽時，在陽極與溶液界面處發生氧化反應，在陰極與溶液界面處發生還原反應，以提取所需產品。電極分陰極和陽極，和電源正極相連的是陽極，陽極板上發生氧化反應;和電源負極相連的是陰極，在陰極板上發生還原反應。經過完全反應后，金銀全部吸附在陰極板上。

因清理陰極板上吸附的金泥費時費力，金泥出柜金屬量無法保證，根據電解槽內金在陰陽極之間的電化學反應原理，同時經多方研究與咨詢，選礦技術團隊提出在陰極板上的金泥吸附飽和時，進行反電解操作，也就是將電極互換，使電化學反應發生反方向轉換，從而使原來正電解吸附在陰極板的金泥松散脫落至電解槽底部，便于清理的思路。

（二）反電解操作應用于生產實踐

根據研究思路，在全月解吸電解生產任務結束，將電解槽導電鋁排正負極人工互換進行反電解作業。正反電解數據如下：

考慮電解槽內陰陽極板結構不同，陽極為不銹鋼板打孔，陰極不銹鋼框鑲嵌不銹鋼網，不銹鋼網各方面強度要弱于陽極不銹鋼板，反電解過程將陰極板轉換成陽極，正電解時陽極損耗量較大，考慮到反電解過程降低對陰極板的損耗，選用正電解電解時一半的電流。經過生產實踐檢驗，反電解操作，能夠對陰陽極板上牢固附著的金屬起到松散脫落的作用，經生產數據統計，反電解能使陰極板上附著金的70%脫落沉積至電解槽底部，剩余附著金較為松散，利用高壓水簡單沖洗即可。

三、反電解設備設施優化設計

1、原利用倒鋁排人工倒換電極，費時費力，同時螺栓連接點易反松發熱。

2、優化設計反電解裝置，簡便易操作，工作量少。

如圖所示，裝置采用4個刀開關，1、2為正電解，3、4為反電極。

（1）當正電解時，利用手搖把，把靠電解槽前端即1、2刀開關閉合。左側為陽極，右側為陰極;同時后端3、4刀開關為開位。

（2）當反電極時，利用手搖把，將靠電解前端1、2刀開關打到開位。同時后端3、4刀開關為閉合位。從而實現反電極操作。

3、選材：

（1）刀開關（承載交直流電流400A的刀開關）。

（2）鋁板 10mm*100mm? 22塊，約25米。

（3）槽鋼支架兩套。

四、經濟效益及社會效益

1、節省人工：未優化反電解工藝操作及設備設施前，4人正反電解倒換一次至少需要2小時，工時費25元/小時，每月正反電解倒換4次。一年人工費用為：4*25*4*2*12=9600元。

2、優化設計反電解操作及設備設施后，每次僅需操作人員利用搖把，切換正反電解互換倒閘即可，幾乎不需要時間，省時省力，安全高效。

3、反電解工藝操作及設備設施在柴礦生產過程中的研究與應用，有效解決了電解槽金泥出柜不徹底，不利于選礦流程金屬平衡管理，及金泥出柜過程工人勞動強度大，操作繁瑣等問題。反電解工藝操作及設備設施適用于在同類礦山企業的金電解槽金泥出柜過程推過，具有較強的實用性，能夠提高金電解槽金泥出柜效率，簡化操作環節。