金盐的生产技术.doc

金盐的生产技术 研究了现有5种金盐生产技术的特点，侧重进行了不同方法的产品质量与生产成本比较。介绍了新技术控制电位直接合成氰化亚金钾方法的主要优点，生产设备概况，及可能的经济效益。 1、引 言 金盐学名氰化亚金钾，化学式为KAuCN2，是使用量最大的黄金化工产品。 金盐是电镀金的主要原料。镀金工艺主要用于电子、轻工行业。上规模的黄金电镀摆件厂、接插件厂和专业镀金厂，金盐的年使用量．常在数百千克以上。国内金盐用户主要集中在沿诲经济发达地区，年使用量约300吨。 当前国内使用的优质金盐多为进口，产地有瑞士、德国、南非和香港等。国外金盐生产商多为贵金属原料供应商，其资金雄厚，质量稳定，具有相当规模。 国内由于黄金长期地受到计划管理，原有的金盐生产企业，多为人民银行定点的试剂厂、校办工厂和研究所等。由于缺少市场竞争，共同特点为规模小，技术落后，产品质量差。 近年来，为迎接黄金市场的开放，国内也有不少金矿、黄金冶炼厂陆续涉足金盐的生产与销售。但迄今为止，尚未见有形成规模者，主要原因为产品质量差，缺乏市场竞争力。 镀金行业要求使用高质量金盐，国内生产的金盐普遍质量较差，优质金盐主要依赖进口。金盐的质量主要在于产品的纯度，金盐的纯度通常用金盐中金的质量分数表示[2]。理论计算金盐中金的质量分数为68.367％。金质量分数为68.3％，对应纯度为99.9；金质量分数为68.2％，对应纯度只有99.75％。金盐中金质量分数越高，金盐纯度越高，所含杂质越少。市场公认的优质金盐中金的质量分数为68.3％。 金盐竞争力的核心在于质量与价格。科学技术是第一生产力，生产技术决定产品质量与生产成本。公司研究了现有金盐生产技术的主要优缺点，并重点介绍新技术控制电位直接合成氰化亚金钾的方法。 现有金盐生产技术有5种雷酸金法、氰化亚金法、隔膜电解法、鼓氧氰化法和控制电位直接合成法。其中，雷酸金法、氰化亚金法是国内生产金盐的传统技术；隔膜电解法是国外生产金盐的主要方法，近年来在国内已陆续应用；鼓氧氰化法与控制电位直接台成法是国内近年出现的新方法。 2、传统的雷酸金法和氰化亚金法将逐渐被淘汰 雷酸金法是生产金盐最古老的工艺，是国内原先生产金盐的主要方法。生产流程为金粉、片王水溶解驱赶硝酸稀释氨水沉淀蒸发赶氨气抽滤洗涤氰化溶解过滤去杂质蒸发浓缩冷却结晶离心分离烘干。其优点为技术成熟，不使用特殊的专用设备。其缺点为产品纯度低，达到金质量分数为68％即需反复结晶。另外的缺点为生产周期长，成本高。生产过程中黄金损耗率一般在0.6,左右，仅此一项，即相当于每克金盐增加成本0.35元。 氰化亚金法可认为是雷酸金法的改进。生产流程为金粉，、片王水溶解驱赶硝酸稀释沉淀氰化盐酸酸化过滤洗涤氰化溶解蒸发浓缩冷却结晶离心分离烘于。该方法的关键在于酸化析出氰化亚金，从而与大部分杂质分离，故称为氰化亚金法。所得产品纯度较高，金质嚣分数可达68.2％。该方法的缺点是氰化亚金析出缓慢，工艺流程长，生产成本高。 上述两种传统工艺的共同缺点在于产品纯度低，不能生产出市场认可的金质量分数为68.3％的优质金盐。另外，生产周期长，成本高，难以大规模生产，不能适应市场的需要。笔者认为，这两种工艺，技术已经成熟，纵有局部改进，亦属小修小补；不会有根本性改变。可以预见，除个别场合偶尔用于镀金用户的自制自用外，将很快退出大规模金盐生产行列。 3、隔膜电解法将逐步完善 隔膜电解法采用纯金为阳极，不锈钢为阴极；KCN溶液为阳极液，KOH溶液为阴极液；用隔膜隔开阳极液与阴极液，通直流电后纯金阳极溶于KCN生成金盐。其生产流释为纯金碾片、制粒电解造液母液过滤蒸发浓缩冷却结晶洗涤烘干。 隔膜电解法又分为陶瓷隔膜电解法和离子交换膜电解法。陶瓷隔膜选择性差，效率低，难以规模生产。实际应用于产品生产的是离子交换膜电解法，性能良好的离子交换膜是该方法的关键。 隔膜电解法是国外生产金盐的主要方法。其优点是产品质量较高，一次结晶产品中金的质量分数在68.1％以上，反复结晶后产品中金的质量分数可达68.3％；不足之处是生产速度慢，电解造蔽需要24h左右，给管理带来不便。 隔膜电解法的产品质量与生产速度间存在矛盾。增大电流可缩短生产时间，但易造成阳极局部过电位引起副反应；提高温度可缩短反应时间，增加母液浓度，但同时也增加了氰化钾的热分解；二者均使母液质量降低。另外，电解法的终点亦需控制好，否则会产生阳极残金太多，或母液游离氰过高的现象。 隔膜电解法在国内已有多家使用。由于生产规模较小，设备简陋，其水平与国外大公司相比仍存在差距。主要差距为①产品质量。产品中金质量分数一般为68.2％或68.25，尚不能保证68.3％。②膜性能差，寿命短，降低产品的直收率。残液中，，需要回收的黄金高达投料量的10％。③过滤、浓缩、结晶等附属设施有待完善。④产品检测手段不完全。我们认为，随着市场竞争及生产规模的扩大，上述差距将逐步缩小，隔膜电解技术及设备将逐步完善。 4、鼓氧氰化法2004-11-1 鼓氧氰化法的原理是金在有氧存在时可溶于氰化钾溶液 4Au02十8KCN十2H204KAuCN24KOH 该反应为黄金选冶技术人员所熟知，早在1885年即在南非用于提取矿石中的金。近年来，由于雷酸金法的产品质量差和隔膜电解法的设备昂贵，有人研究用该方法生产金盐。其生产流程为；超细金粉鼓氧氰化蒸发浓缩过滤结晶洗涤烘干。为了缩短反应时间，使用超细金粉为原料。超细金粉可在化学法制粉时加入聚乙烯醇（PVA）或者聚乙烯吡咯酮（PVP）防止金粉团聚而得。鼓氧氰化的工艺条件为反应温度80℃，金粉过量10％，空气预先 净化，反应时间，48h，此时反应混合物中的游离氰小于2％。 鼓氧氰化法的优点是不需要特殊设备，产品质量优于雷酸金法。其缺点为母液合成时间更长鼓氧氰化48h，隔膜电解24h，金损耗大金损耗0.3，与隔膜法相当,直收率低金粉过量10％，与隔膜法相当。由于反应时间太长，氰化钾在80℃高温下分解显著，影响产品质量。如果用纯氧代替空气，改进气体分散效果，使用加压反应设备，应能有所改善。我们认为，纵有改进，其技术经济指标总体上不及隔膜电解法，有待于发展。 5、新技术控制电位直接合成氰化亚金钾 控制电位直接合成氰化亚金钾是笔者发明的金盐生产新技术。其生产流程为纯金粉控制电位合成母液过滤结晶洗涤干燥。新技术是直接合成法的突破。通过控制金的氰化溶解电位，便反应条件最优化，抑制了副反应，直接生产出高浓度优质母液，从而大幅度提高了金盐的生产效率和产品质量，具有理想的技术经济指标。 新技术具有下述特点 1产品质量好，纯度高。母液一步结晶，所得产品中金的质量分数即达68.3％以上。 2生产效率高。母掖合成只需1h。所得母液每升含金盐300g以上，不必浓缩，直接结晶。 3生产周期短，便于管理。从开始合成到第一批金盐烘干只需4h左右，可以做到上班投产，下班金盐入库。 4材料消耗少，能耗低。生产每克金盐的材料费除黄金外、能耗费为0.10元。 5设备体积小。年产3-5t的金盐合成设备容积仅需15L。同样生产能力的隔膜电解设备容积在200L以上。 6黄金损耗少，生产成本低。设备紧凑，体积小，工艺简单，周期短，因此黄金损耗少。实际生产时损耗约为0.1％，比较雷酸金法的0.6％，隔膜电解法的0.3％，鼓氧氰化法的0.3％，可以显著降低生产成本。 7直收率高 需要回收的黄金仅占2％。 8设备寿命长。不使用隔膜，设备无易损件，寿命长。 新技术巳在河南三门峡、天津、江苏泰州等地用于金盐的批量生产。实测产品中金的质量分数为68.32％68.34％，可替代进口，用于高质量镀金，得到用户好评。 新技术，已获得中国发明专利并已提出国际申请。 6、金盐生产技术比较 （1） 不同生产工艺的技术经济指标对比结果见表（1） （2） 新技术与隔膜电解法对比结果见表（2） （3） 实际产品的质量对比 各企业实际生产的产品的质量对比结果见表3 对比表3中结果可见，新技术产品质量好，生产速度快，成本低，优势显著。 7、新技术生产设备简介 整套生产设备包括3个部分金盐生产设备、制粉设备和辅助设施。为了降低生产成本，制粉设备可使用粗金为原料，采用专门技术，制取高纯度金粉。 如果金盐的生产能力为班产15kg，黄金制粉能力为班产10kg，整套设备为 1金盐生产专用设备为。 金盐合成母液过滤结晶洗涤浓缩金盐烘干。 2制粉设备为。 溶解冷却过滤除杂还原洗涤干燥。 3 辅助设施。 操作台，排风罩 ,纯水设备 ,天平 ,金回收、废水废气 ,分析化验 4 基础设施。 房屋50M2以上，耗电40kW，有上下水等 结 语 随着黄金市场的开放，金盐市场竞争将更为激烈。市场竞争是企业技术进步的最大推动力。质量与价格的竞争将迫使企业淘汰落后技术，促进先进技术的推广、应用和完善。笔者殷切期望能与有志于金盐生产的企业或个人合作，共同劈力，迅速改变国内金盐生产的落后面貌，使产品质量早日达到国际领先水平。