论文部分内容阅读
摘 要：十九世纪以来，随着化工生产的发展，冶炼贵金属的工艺也越来越丰富。最早的时候，我们用氰化法置换出了锌，这也是湿法冶金工艺的开篇。到目前来看，氰化法还是我们在工业上处理原生矿石、精化矿石的重要方法。因为，我们不仅仅熟练掌握了这一套操作流程，更因为其方法的操作便捷性和成本低的特点。在二十世纪前半叶，中国还是采用了这一套工业流程。而后的几十年，由于冶金工业发生了重要的技术改革，传统的氰化法或以不再适应当下冶金工业的大规模使用了。因此，本文则阐述了传统氰化法制锌的工艺以及，新技术贵重金属的冶炼方法。
关键词：贵金属;回收;湿法冶金工艺
1、前言
由于如今容易提取的石矿、金矿资源越来越少，所发现的新矿床中的金属所浸没的基质难以与氰化溶液发生反应，从而导致氰化法置换金属的工艺流程难以进行。再者，由于绿色化工生产已成为了当下最重要的环保议题，也是国家和国民普遍关注的问题，面对氰化法冶炼金属对于环境造成的巨大压力，環保法对于对金属冶炼工业的管理也越来越严格，因此传统氰化法工艺流程的改革也是势在必行。因此，文章则现简要介绍了一下传统氰化法的冶炼重金属原理，并研究了如今改革后冶炼金和银的新技术。以期望能够普及更多的冠以贵金属冶炼的知识，对相关人员能够有新的启发。
2、传统氰化法置换锌的冶炼工艺
2.1氰化法冶炼重金属的操作步骤
首先，将块状的金矿石打成小块并破碎后仔细研磨，直到金属颗粒能够脱离基质，矿物中可以的到离散的颗粒。随后，将磨矿固体的浓度达到百分之三十到百分之五十的时候可以进行氰化近处的流程。其次，为了让金属能够更加容易被氧化氧，常用的操作是从锥形底搅拌槽底部的矿浆中通入压缩空气。在这两年的技术革新下，已经采用炭浆法工艺了，此时机械搅拌的平底槽已是比这种锥形槽更实用和普遍了。而对一些更为难以氧化的顽固金属，我们则可以采用比压缩空气氧化性更强的物质，例如纯氧等等。当矿浆出槽浸出金属以后，还需要在每个槽中停留大约一到四小时。而总的停留时长往往取决于浸出金属的速率[1]。容易浸出的金属则需要更长的时间停留，反之亦然。之后，则是要将残有金属的浸出液与浸渣分离。这道工艺中，不仅仅费用高，人工操作的效率也高，这也是传统氰化法冶金工艺的改革重点之一。如今，由于炭浆法工艺与和炭浸法工艺的广发宣传和推广，已经大大解决了这个问题，也是重金属冶炼工艺的一大重要进步。固体在洗涤后留下的滤液中仍含有大量的金属，因此要进行澄清，除去仍残有的少量固体悬浮物，然后在压强作用之下从溶液中除去氧气。这也是整个工艺流程 中至关重要的一个必要工序，否则会对接下来的金的回收工序中，残留的氧会造成一些副反应，从而可能造成冶炼出的金属纯度不高等问题[2]。
2.2氰化法冶炼重金属工艺的评价
自氰化法开始应用以来，氰化法的化学反应机理就受到了外界广泛关注。因此，相关研究人员则对碱性氰化物溶液，这个能够溶解金和银这样非常不活泼金属的原因。后来，相关化学方面的专家经过丰富的研究调查和实验数据分析，已经能够证明，金属在氰化物溶液中溶解，实际上是电化学的反应过程。而氰化物能够作为金属的浸出剂的主要原因，则是由于二氰基金酸根离子的稳定性。由于其稳定性的作用则能够在一定条件下：氰化物浓度很低的情况下将金属浸出。 当游离氰化物浓度不断趋向于零的时候，二氰基金酸盐的络合物仍存在于氰化物溶液中。因此，氰化法浸出金属工艺的效率较高，而且他的经济效益较好，这也是为什么长达几十年，许多国家都会一直采用这样一种重金属冶金流程的原因。而氰化法的另一个应用优势则是，由于金属浸出反应是在碱性介质中进行的，考虑到水解的问题，碱性环境能够使得大部分氰化物以氰根离子的形式存在。由此，则不仅仅保障了金属浸出反应的安全和效率，还可以减少其他金属杂质的溶解。碱性环境中浸出的金属往往比在酸性条件下得到的金属具有更高的浓度和纯度[3]。不仅如此，由于碱性溶液相比酸性溶液，对于金属的腐蚀性小，使得使用的结构材料也可以更加廉价。因此，在某种程度上降低了工艺的成本。然而，氰化法冶炼重金属工艺也存在着他的缺点。其中最为重要和明显的一个缺点就是金属浸出速率问题。由于氧在水中的溶解度很低，从而也会减慢金属的浸出速度。而随着技术的而不断革新，不少专业从业人员已经想到了几种解决的方法来提高样的浓度：第一，可以采取加压的办法，运用平衡原理，加大氧在水中的溶解度;第二，则是直接用氧气来代替空气，在上文中也有提到，这种直接加大氧的浓度办法。
3、如今回收金和银金属冶金新工艺
对于较为容易处理矿石，如今我们则是普遍采用炭浆法好炭浸法工艺，上述也有提到这两种新型工艺流程，也是化工冶金工业的一项重要研究成果和进展。据不完全统计，如今世界上有大约百分之五十的金是由这种方法生产的。由此可见该方法的生产效率和普及力度。该工艺所能够处理的物料范围很大，因此给了人们很大的选择空间，再由于他非常可观的金属回收率和较低的投资成本，它能够成为世界上最为广泛冶金工业流程之一，也不足为奇。
总的来说，炭浆法比传统的氰化法在经济效益上有很大的优势。其主要的差异化优势则在于，锌置换法是通过还原方法使金能够在锌粉上回收，所以必须产 出澄清的滤液，否则根本无法提炼出纯度较高的金。而炭浆法则不然，他直接是从矿浆中提取金，因此可以直接采用固液分离这种较为直接和便捷方式，这种方法不仅操作更加简便，在费用上也节约了不少设备和人力的成本。在上述氰化法的操作步骤中，我们有提到在锥形槽中停留一段时间有利于金属的浸出效率提高，在炭浆法吸附槽中也是如此，但是与传统工艺相比，炭浆法不易受浸出液中的杂质的影响，从而省去了对氰化物浓度氧浓度等参数的精确控制，而传统工艺则是需要依靠氰根在碱性溶液中的而稳定性、加大氧在水中的浓度才能实现较高的金属浸出率。然而，如今在炭浆法中，这些问题都得以解决[4]。因而不仅加快了操作的简便性，更是降低了操作人员的工作量。
4、结束语
综上所述，我们详细了解了传统重金属冶炼的工艺流程，分析了该工艺在长达几十年间更够被广为使用和推广的原因。由于其成本较低、回收率和纯度相对较高的缘故。同时，文章也指出了在工业化发展上，这种传统的重金属冶金工艺被慢慢取代的原因。不仅仅外在驱动的原因，更是由于技术的变革，各方面具有差异化优势的炭浆法的发明、推广和使用。实现了操作更加便捷，成本更加低廉，回收率更加可观的目标。
参考文献：
[1]王保士. 电子废件中贵金属回收的预处理工艺[J]. 资源再生， 2006（9）：33-34.
[2]Y.C.Hoh， 朱联锡. 用INER法从精炼铜的阳极泥中回收贵金属[J]. 湿法冶金（03）：13-20+45.
[3]Flem.，CA， 张兴仁. 回收贵金属的湿法冶金工艺[J]. 湿法冶金， 000（001）：33.
[4]张德良， 刘永国， 唐乐， et al. GOLDOX湿法冶金工艺提高金回收率的试验研究[J]. 黄金科学技术（6）：86-90.
关键词：贵金属;回收;湿法冶金工艺
1、前言
由于如今容易提取的石矿、金矿资源越来越少，所发现的新矿床中的金属所浸没的基质难以与氰化溶液发生反应，从而导致氰化法置换金属的工艺流程难以进行。再者，由于绿色化工生产已成为了当下最重要的环保议题，也是国家和国民普遍关注的问题，面对氰化法冶炼金属对于环境造成的巨大压力，環保法对于对金属冶炼工业的管理也越来越严格，因此传统氰化法工艺流程的改革也是势在必行。因此，文章则现简要介绍了一下传统氰化法的冶炼重金属原理，并研究了如今改革后冶炼金和银的新技术。以期望能够普及更多的冠以贵金属冶炼的知识，对相关人员能够有新的启发。
2、传统氰化法置换锌的冶炼工艺
2.1氰化法冶炼重金属的操作步骤
首先，将块状的金矿石打成小块并破碎后仔细研磨，直到金属颗粒能够脱离基质，矿物中可以的到离散的颗粒。随后，将磨矿固体的浓度达到百分之三十到百分之五十的时候可以进行氰化近处的流程。其次，为了让金属能够更加容易被氧化氧，常用的操作是从锥形底搅拌槽底部的矿浆中通入压缩空气。在这两年的技术革新下，已经采用炭浆法工艺了，此时机械搅拌的平底槽已是比这种锥形槽更实用和普遍了。而对一些更为难以氧化的顽固金属，我们则可以采用比压缩空气氧化性更强的物质，例如纯氧等等。当矿浆出槽浸出金属以后，还需要在每个槽中停留大约一到四小时。而总的停留时长往往取决于浸出金属的速率[1]。容易浸出的金属则需要更长的时间停留，反之亦然。之后，则是要将残有金属的浸出液与浸渣分离。这道工艺中，不仅仅费用高，人工操作的效率也高，这也是传统氰化法冶金工艺的改革重点之一。如今，由于炭浆法工艺与和炭浸法工艺的广发宣传和推广，已经大大解决了这个问题，也是重金属冶炼工艺的一大重要进步。固体在洗涤后留下的滤液中仍含有大量的金属，因此要进行澄清，除去仍残有的少量固体悬浮物，然后在压强作用之下从溶液中除去氧气。这也是整个工艺流程 中至关重要的一个必要工序，否则会对接下来的金的回收工序中，残留的氧会造成一些副反应，从而可能造成冶炼出的金属纯度不高等问题[2]。
2.2氰化法冶炼重金属工艺的评价
自氰化法开始应用以来，氰化法的化学反应机理就受到了外界广泛关注。因此，相关研究人员则对碱性氰化物溶液，这个能够溶解金和银这样非常不活泼金属的原因。后来，相关化学方面的专家经过丰富的研究调查和实验数据分析，已经能够证明，金属在氰化物溶液中溶解，实际上是电化学的反应过程。而氰化物能够作为金属的浸出剂的主要原因，则是由于二氰基金酸根离子的稳定性。由于其稳定性的作用则能够在一定条件下：氰化物浓度很低的情况下将金属浸出。 当游离氰化物浓度不断趋向于零的时候，二氰基金酸盐的络合物仍存在于氰化物溶液中。因此，氰化法浸出金属工艺的效率较高，而且他的经济效益较好，这也是为什么长达几十年，许多国家都会一直采用这样一种重金属冶金流程的原因。而氰化法的另一个应用优势则是，由于金属浸出反应是在碱性介质中进行的，考虑到水解的问题，碱性环境能够使得大部分氰化物以氰根离子的形式存在。由此，则不仅仅保障了金属浸出反应的安全和效率，还可以减少其他金属杂质的溶解。碱性环境中浸出的金属往往比在酸性条件下得到的金属具有更高的浓度和纯度[3]。不仅如此，由于碱性溶液相比酸性溶液，对于金属的腐蚀性小，使得使用的结构材料也可以更加廉价。因此，在某种程度上降低了工艺的成本。然而，氰化法冶炼重金属工艺也存在着他的缺点。其中最为重要和明显的一个缺点就是金属浸出速率问题。由于氧在水中的溶解度很低，从而也会减慢金属的浸出速度。而随着技术的而不断革新，不少专业从业人员已经想到了几种解决的方法来提高样的浓度：第一，可以采取加压的办法，运用平衡原理，加大氧在水中的溶解度;第二，则是直接用氧气来代替空气，在上文中也有提到，这种直接加大氧的浓度办法。
3、如今回收金和银金属冶金新工艺
对于较为容易处理矿石，如今我们则是普遍采用炭浆法好炭浸法工艺，上述也有提到这两种新型工艺流程，也是化工冶金工业的一项重要研究成果和进展。据不完全统计，如今世界上有大约百分之五十的金是由这种方法生产的。由此可见该方法的生产效率和普及力度。该工艺所能够处理的物料范围很大，因此给了人们很大的选择空间，再由于他非常可观的金属回收率和较低的投资成本，它能够成为世界上最为广泛冶金工业流程之一，也不足为奇。
总的来说，炭浆法比传统的氰化法在经济效益上有很大的优势。其主要的差异化优势则在于，锌置换法是通过还原方法使金能够在锌粉上回收，所以必须产 出澄清的滤液，否则根本无法提炼出纯度较高的金。而炭浆法则不然，他直接是从矿浆中提取金，因此可以直接采用固液分离这种较为直接和便捷方式，这种方法不仅操作更加简便，在费用上也节约了不少设备和人力的成本。在上述氰化法的操作步骤中，我们有提到在锥形槽中停留一段时间有利于金属的浸出效率提高，在炭浆法吸附槽中也是如此，但是与传统工艺相比，炭浆法不易受浸出液中的杂质的影响，从而省去了对氰化物浓度氧浓度等参数的精确控制，而传统工艺则是需要依靠氰根在碱性溶液中的而稳定性、加大氧在水中的浓度才能实现较高的金属浸出率。然而，如今在炭浆法中，这些问题都得以解决[4]。因而不仅加快了操作的简便性，更是降低了操作人员的工作量。
4、结束语
综上所述，我们详细了解了传统重金属冶炼的工艺流程，分析了该工艺在长达几十年间更够被广为使用和推广的原因。由于其成本较低、回收率和纯度相对较高的缘故。同时，文章也指出了在工业化发展上，这种传统的重金属冶金工艺被慢慢取代的原因。不仅仅外在驱动的原因，更是由于技术的变革，各方面具有差异化优势的炭浆法的发明、推广和使用。实现了操作更加便捷，成本更加低廉，回收率更加可观的目标。
参考文献：
[1]王保士. 电子废件中贵金属回收的预处理工艺[J]. 资源再生， 2006（9）：33-34.
[2]Y.C.Hoh， 朱联锡. 用INER法从精炼铜的阳极泥中回收贵金属[J]. 湿法冶金（03）：13-20+45.
[3]Flem.，CA， 张兴仁. 回收贵金属的湿法冶金工艺[J]. 湿法冶金， 000（001）：33.
[4]张德良， 刘永国， 唐乐， et al. GOLDOX湿法冶金工艺提高金回收率的试验研究[J]. 黄金科学技术（6）：86-90.