本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種粗金精煉技術(shù)。
背景技術(shù)：
黃金是人類較早發(fā)現(xiàn)和利用的金屬，由于稀少、特殊和珍貴，自古以來被視為五金之首，有金屬之王的稱號。它具有極高的抗腐蝕的穩(wěn)定性，良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，金的原子核具有較大捕抓中子的有效截面，在金的合金中具有各種觸媒性質(zhì)。
目前精煉的主要方法有電解法、萃取法、全濕法精煉、濕法-火法聯(lián)用精煉。
電解法精煉的基本原理是：以粗金做陽極，在直流電作用下，金與其它更電負(fù)性金屬以離子形式進(jìn)入電解液，因為金離子濃度大，電位高，金率先在陰極得電子析出，使粗金得到提純。電解法所得黃金純度在99.99％以上，且質(zhì)量較穩(wěn)定，但是電解工藝存在如下缺點(diǎn)：對原料要求高(一般要求粗金品位在90％以上)；技術(shù)條件要求較高；生產(chǎn)周期長；流程中積壓大量黃金，對資金周轉(zhuǎn)及安全保衛(wèi)工作帶來不便。
萃取法相對電解工藝具有生產(chǎn)周期短、流程不積壓黃金、直收率高、操作簡單的優(yōu)勢，但是萃取法的不足也是相當(dāng)明顯：萃取工藝的萃取劑的選擇性不大，而且萃取法試劑消耗大，生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染較大，勞動環(huán)境差，廢氣治理困難，萃取法一般要求原料的金含量達(dá)到80-90％。
一般的全濕法工藝為：粗金粉用硫酸處理，溶掉鐵、鋅，如果銀品位高，再用硝酸溶解銀和銅，最后用王水溶解金(或者用氯氣、氯酸鈉、氯酸鉀、次氯酸鈉中的一種作氧化劑，在鹽酸溶液中溶解金)，將不溶物(含氯化銀、氯化鉛及二氧化硅等)從含金溶液中分離出來，調(diào)節(jié)pH值，用還原劑草酸(鹽)或二氧化硫(亞硫酸鹽)將金氯絡(luò)合物還原成金粉，金粉用硝酸煮沸，使其中夾帶的雜質(zhì)溶解出去，將金粉多次水洗，除去可溶性雜質(zhì)，烘干、鑄成金錠。采用一般的濕法工藝操作簡單，易于實現(xiàn)機(jī)械化，但是得到的黃金的純度只能達(dá)到99.9％左右。
濕法和火法結(jié)合冶煉工藝一般分為硝酸分銀，王水溶金，王水渣火法熔煉，電解銀、金，鑄錠等工藝。該工藝存在的缺點(diǎn)：一是王水渣中含有金和銀，難以熔煉，為了保證回收率，降低爐渣品味，在熔煉的過程中，溫度達(dá)到了1000-1100℃左右，熔煉時間達(dá)到10h以上，導(dǎo)致金銀揮發(fā)；二是工藝流程復(fù)雜，設(shè)備多樣，操作條件差；三是如果黃金的含量要達(dá)到99.99％，必須再采用電解法、萃取法或者化學(xué)法進(jìn)行進(jìn)一步的精煉才能達(dá)到要求。
專利號為011000597的專利公開了氯氨凈化法黃金提純工藝，主要包括以下幾個步驟：硝酸除雜、過濾洗滌、氯化浸金、過濾洗滌、金還原、過濾洗滌、金熔煉，該方法解決了一般濕法和火法結(jié)合冶煉工藝中工藝流程復(fù)雜的缺點(diǎn)，但是該方法熔煉溫度達(dá)到1250℃，并沒有完全解決熔煉過程中溫度高的缺點(diǎn)。
申請?zhí)枮?014106516324的專利公開了一種富集提純黃金的方法，該方法采用的技術(shù)方案是：配置合金、硫酸氧化溶解、堿性溶解、硝酸氧化溶解，其中配置合金是將黃金首飾用合金廢料與陰極銅在1100-1250℃下熔融后潑珠，然后在熱水中水淬得到合金珠粒，通過不斷富集的原則實現(xiàn)金的高效富集和提純。該方法中熔煉溫度在1100-1250℃，并沒有完全解決濕法-火法聯(lián)用冶煉工藝的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種粗金精煉方法，該方法采用一般濕法和火法相結(jié)合，只要粗金中的金含量在70％以上，就可以應(yīng)用本方法進(jìn)行精煉，并且得到的產(chǎn)品中，金含量達(dá)到99.99％以上。克服了一般濕法-火法相結(jié)合方法產(chǎn)品純度不夠高，火法熔煉溫度高，工藝流程復(fù)雜的缺點(diǎn)。該方法原料品位要求低、產(chǎn)品品位高、生產(chǎn)周期短、操作簡單，容易實現(xiàn)機(jī)械化。
本發(fā)明提供了一種粗金精煉方法，具體步驟如下：
(1)粗金用硝酸溶液浸煮，過濾，得到濾渣Ⅰ；
(2)在濾渣Ⅰ中加入硝酸鉀，混勻后焙燒，得到焙燒渣；
(3)將焙燒渣和氫氧化鉀溶液浸煮，過濾得到濾渣Ⅱ；
(4)將濾渣Ⅱ用硝酸浸煮，過濾，得到濾渣Ⅲ；
(5)在濾渣Ⅲ加入鹽酸和雙氧水反應(yīng)，過濾得到濾液；處理，得到金粉。
優(yōu)選地，步驟(1)中，所述硝酸的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15-30％，粗金與硝酸溶液的重量體積比為1:1-3。
優(yōu)選地，步驟(2)中，所述焙燒的溫度為450-600℃。
優(yōu)選地，步驟(2)中，所述硝酸鉀用量為濾渣Ⅰ重量的10％-40％。
優(yōu)選地，步驟(3)中，所述的氫氧化鉀溶液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10-40％，焙燒渣與氫氧化鉀溶液的重量體積比為1:1-3。
優(yōu)選地，步驟(4)中，所述硝酸的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10-20％，濾渣Ⅱ與硝酸的重量為1:1-3。
優(yōu)選地，步驟(5)中，鹽酸的體積濃度為15-36％。
優(yōu)選地，步驟(5)中，所述雙氧水的體積為鹽酸體積的0.2-0.4倍。
優(yōu)選地，步驟(5)中得到濾液的具體步驟為：在濾渣Ⅲ加入鹽酸，加熱并攪拌，然后加入雙氧水，反應(yīng)，，過濾，得到濾液。
優(yōu)選地，步驟(5)中處理的步驟為，將濾液調(diào)節(jié)pH值在1.5-3，加熱并攪拌，再加入草酸，反應(yīng)，過濾，烘干，得到金粉。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明在焙燒階段加入硝酸鉀，能讓難溶于酸堿的金屬共熔體、銻金屬、金屬雜質(zhì)在焙燒時和硝酸鉀反應(yīng)生成易溶于酸的金屬氧化物及溶于堿的焦銻酸鉀，從而為后續(xù)進(jìn)一步除去雜質(zhì)奠定基礎(chǔ)。
焙燒的溫度只需要在450-600℃，相比于一般黃金火法冶煉的1000-1200℃，溫度相對很低，且熔煉的時間很短，能夠有效節(jié)約能源。
粗金的雜質(zhì)主要為銀、銻、鐵、銅、硅，黃金含量在70-90％，粗金粉先用硝酸浸煮可以除去大部分的銀、鐵、銅，還有少量金屬(比如銻)、以共熔體或金屬夾雜存在的金屬雜質(zhì)難以用酸堿溶解除去，在濾渣Ⅰ中加入硝酸鉀進(jìn)行焙燒，難溶雜質(zhì)銻可與硝酸鉀反應(yīng)生成溶于堿的焦銻酸鉀，其他金屬雜質(zhì)可與硝酸鉀反應(yīng)生成易溶于酸的金屬氧化物，焙燒渣經(jīng)過氫氧化鉀浸煮可將雜質(zhì)金屬銻和雜質(zhì)硅溶解于堿性溶液中除去，氫氧化鉀浸煮渣經(jīng)過硝酸浸煮可以進(jìn)一步除去雜質(zhì)銀、鐵、銅，經(jīng)過以上步驟，粗金中的雜質(zhì)已經(jīng)基本除盡，后續(xù)將金溶解在鹽酸和雙氧水的溶液中，過濾可將雜質(zhì)硅及剩余的銀鉛除去，金留在溶液中，通過還原并清洗得到純度達(dá)到99.99％以上的金粉，而且黃金的回收率達(dá)到98％以上。
采用本發(fā)明的步驟，先將大部分的能溶解的雜質(zhì)除去，然后針對難溶雜質(zhì)銻、金屬共熔體、金屬夾雜，在浸出渣Ⅰ中加入硝酸鉀進(jìn)行焙燒處理，將銻轉(zhuǎn)化成易溶于堿的焦銻酸鉀，其他金屬雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為易溶于酸的金屬氧化物，焙燒渣在氫氧化鉀中浸煮，將焦銻酸鉀溶解除去，經(jīng)過再次的硝酸浸煮進(jìn)一步除去其他金屬雜質(zhì)，這樣就將粗金中的雜質(zhì)基本除盡了，再經(jīng)過金的溶解與析出來進(jìn)一步除去粗金中的雜質(zhì)，這樣使得雜質(zhì)基本完全除盡，得到金含量為99.99％的黃金。
本發(fā)明相比于電解法和萃取法，對原料的含金量要求降低，而且克服了一般濕法和火法相結(jié)合的精煉方法產(chǎn)品純度不夠、金銀難以熔煉、工藝流程復(fù)雜的缺點(diǎn)，本發(fā)明的生產(chǎn)步驟比較少，生產(chǎn)周期短，方法和操作簡單，易于實現(xiàn)機(jī)械化，對環(huán)境的污染小。
具體實施方式
實施例1
粗金各成分的百分含量為：金70.35％，銀20.05％，銅3.32％，鐵3.19％，銻1.64％，硅1.35％。實施步驟如下：
(1)稱取50.4879g粗金粉，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％硝酸溶液100mL，置于電爐上浸煮2h，過濾，濾渣Ⅰ用去離子水洗滌3次，濾渣濕重為39.3214g。
(2)步驟(1)得到的濾渣Ⅰ加入16g硝酸鉀，混勻，送馬弗爐中焙燒1.5h，焙燒溫度為600℃。
(3)步驟(2)得到的焙燒渣加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％氫氧化鉀溶液80mL浸煮1h，過濾，濾渣Ⅱ用去離子水洗滌3次。
(4)步驟(3)得到的濾渣Ⅱ加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％硝酸溶液80mL浸煮1h，過濾，濾渣Ⅲ用5％的硝酸溶液洗滌3次。
(5)步驟(4)得到的濾渣Ⅲ加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％鹽酸溶液80mL置于磁力攪拌水浴鍋中，水浴溫度為85℃，在磁力攪拌的條件下，用恒流泵緩慢加入20mL雙氧水，反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后加入80mL的去離子水稀釋，冷卻靜置0.5h，過濾，得到濾液，濾渣Ⅳ用去離子水泡洗3次。
(6)步驟(5)所得濾液用飽和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值在1.5-3，置于磁力攪拌水浴鍋中，水浴溫度為85℃，在磁力攪拌的條件下，加入37g草酸反應(yīng)1h，趁熱過濾，金粉用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的硝酸溶液泡洗2次，再用去離子水泡洗3次，烘干，鑄錠，黃金含量為99.992％，重量為34.8075g，金的回收率為98％。
實施例2
粗金粉成分為：金70.35％，銀20.05％，銅3.32％，鐵3.19％，銻1.64％，硅1.35％。實施步驟如下：
(1)稱取50.3245g粗金粉，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％硝酸溶液100mL，置于電爐上浸煮1h，過濾，濾渣Ⅰ用去離子水洗滌3次，濾渣濕重為38.3214g。
(2)步驟(1)得到的濾渣Ⅰ加入16g硝酸鉀，混勻，送馬弗爐中焙燒2h，焙燒溫度為500℃。
(3)步驟(2)得到的焙燒渣加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％
氫氧化鉀溶液200mL浸煮1h，過濾，濾渣Ⅱ用去離子水洗滌3次。
(4)步驟(3)得到的濾渣Ⅱ加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％硝酸溶液110mL浸煮1h，過濾，濾渣用5％的硝酸溶液洗滌3次。
(5)步驟(4)得到的濾渣Ⅲ加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％鹽酸溶液110mL置于磁力攪拌水浴鍋中，水浴溫度為85℃，在磁力攪拌的條件下，用恒流泵緩慢加入40mL雙氧水，反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后加入170mL的去離子水稀釋，冷卻靜置0.5h，過濾，得到濾液，濾渣Ⅳ用去離子水泡洗3次。
(6)步驟(5)所得濾液用飽和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值在1.5-3，置于磁力攪拌水浴鍋中，水浴溫度為85℃，在磁力攪拌的條件下，加入37g草酸反應(yīng)1h，趁熱過濾，金粉用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的硝酸溶液泡洗2次，再用去離子水泡洗3次，烘干，鑄錠，黃金含量為99.991％，重量為34.6952g，金的回收率為98％。
實施例3
粗金粉成分為：金81.15％，銀11.27％，銅2.37％，鐵2.08％，銻1.70％，硅1.43％。實施步驟如下：
(1)稱取50.5064g粗金粉，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％硝酸溶液45mL，置于電爐上浸煮1h，過濾，濾渣Ⅰ用去離子水洗滌3次，濾渣濕重為39.5324g。
(2)步驟(1)得到的濾渣Ⅰ加入8g硝酸鉀，混勻，送馬弗爐中焙燒1.5h，焙燒溫度為500℃。
(3)步驟(2)得到的焙燒渣加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％氫氧化鉀溶液45mL浸煮1h，過濾，濾渣Ⅱ用去離子水洗滌3次。
(4)步驟(3)得到的濾渣Ⅱ加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％硝酸溶液45mL浸煮1h，過濾，濾渣用5％的硝酸溶液洗滌3次。
(5)步驟(4)得到的濾渣Ⅲ加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％鹽酸溶液55mL置于磁力攪拌水浴鍋中，水浴溫度為80℃，在磁力攪拌的條件下，用恒流泵緩慢加入22mL雙氧水，反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后加入110mL的去離子水稀釋，冷卻靜置1h，過濾，得到濾液，濾渣Ⅳ用去離子水泡洗3次。
(6)步驟(5)所得濾液用飽和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值在1.5-3，置于磁力攪拌水浴鍋中，水浴溫度為80℃，在磁力攪拌的條件下，加入44g草酸反應(yīng)1h，趁熱過濾，金粉用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的硝酸溶液泡洗2次，再用去離子水泡洗3次，烘干，鑄錠，黃金含量為99.992％，重量為40.2483g，金的回收率為98.2％。
實施例4
粗金粉成分為：金90.64％，銀6.47％，銅1.25％，鐵0.78％，銻0.53％，硅0.33％。實施步驟如下：
(1)稱取50.5647g粗金粉，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％硝酸溶液100mL，置于電爐上浸煮1h，過濾，濾渣Ⅰ用去離子水洗滌3次，濾渣濕重為46.9677g。
(2)步驟(1)得到的濾渣Ⅰ加入4.6g硝酸鉀，混勻，送馬弗爐中焙燒2h，焙燒溫度為600℃。
(3)步驟(2)得到的焙燒渣加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％氫氧化鉀溶液100mL浸煮1h，過濾，濾渣Ⅱ用去離子水洗滌3次。
(4)步驟(3)得到的濾渣Ⅱ加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％硝酸溶液45mL浸煮1h，過濾，濾渣用5％的硝酸溶液洗滌3次。
(5)步驟(4)得到的濾渣Ⅲ加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％鹽酸溶液70mL置于磁力攪拌水浴鍋中，水浴溫度為90℃，在磁力攪拌的條件下，用恒流泵緩慢加入25mL雙氧水，反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后加入110mL的去離子水稀釋，冷卻靜置1h，過濾，得到濾液，濾渣Ⅳ用去離子水泡洗3次。
(6)步驟(5)所得濾液用飽和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值在1.5-3，置于磁力攪拌水浴鍋中，水浴溫度為90℃，在磁力攪拌的條件下，加入46g草酸反應(yīng)1h，趁熱過濾，金粉用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的硝酸溶液泡洗2次，再用去離子水泡洗3次，烘干，鑄錠，黃金含量為99.993％，重量為45.0561g，金的回收率為98.3％。
對比實施例
粗金粉成分為：金70.35％，銀20.05％，銅3.32％，鐵3.19％，銻1.64％，硅1.35％。實施步驟如下：
(1)稱取50.3245g粗金粉，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％硝酸溶液100mL，置于電爐上浸煮1h，過濾，濾渣Ⅰ用去離子水洗滌3次，濾渣濕重為38.3214g。
(2)步驟(1)得到的濾渣Ⅰ加入16g氫氧化鈉送馬弗爐中焙燒2h，焙燒溫度為500℃。
(3)步驟(2)得到的焙燒渣加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％氫氧化鉀溶液200mL浸煮1h，過濾，濾渣Ⅱ用去離子水洗滌3次。
(4)步驟(3)得到的濾渣Ⅱ加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％硝酸溶液110mL浸煮1h，過濾，濾渣用5％的硝酸溶液洗滌3次。
(5)步驟(4)得到的濾渣Ⅲ加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％鹽酸溶液110mL置于磁力攪拌水浴鍋中，水浴溫度為85℃，在磁力攪拌的條件下，用恒流泵緩慢加入40mL雙氧水，反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后加入170mL的去離子水稀釋，冷卻靜置0.5h，過濾，得到濾液，濾渣Ⅳ用去離子水泡洗3次。
(6)步驟(5)所得濾液用飽和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值在1.5-3，置于磁力攪拌水浴鍋中，水浴溫度為85℃，在磁力攪拌的條件下，加入37g草酸反應(yīng)1h，趁熱過濾，金粉用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的硝酸溶液泡洗2次，再用去離子水泡洗3次，烘干，鑄錠，黃金含量為98.02％，重量為36.9124g，金的回收率為90％。
對比實施例是與實施例2進(jìn)行對比，主要區(qū)別在于實施例2在步驟(2)的焙燒過程中加入了60g的硝酸鉀，而對比實施例中加入的是氫氧化鈉，實施例2得到的黃金的金含量為99.991％，黃金的回收率為98％，對比實施例得到黃金的金含量為98.02％，黃金的回收率為90％，實施例2和對比實施例的結(jié)果顯示在焙燒階段加入硝酸鉀具有突出的效果，大大提高了精煉后黃金的金含量。一般的濕法精煉工藝，金含量只能達(dá)到99.9％，一般需要特殊的處理才能使得黃金的金含量達(dá)到99.99％，相比于一般的濕法精煉工藝，本專利黃金的金含量達(dá)到99.99％以上，具有突出的效果，相比于一般的濕法和火法聯(lián)用的精煉工藝，本專利的步驟簡單，容易實現(xiàn)，且焙燒的溫度只有450-600℃，溫度較低，能有效節(jié)約能源。