第16章____金銀的精煉2

1、第十六章第十六章 金銀的精煉金銀的精煉16.3 16.3 銀的電解精煉銀的電解精煉16.4 16.4 金的電解精煉金的電解精煉16.3 16.3 銀的電解精煉銀的電解精煉 電解精煉是為了得到純度較高的電解銀。電解精煉是為了得到純度較高的電解銀。 供電解用的銀原料，一般要求陽極板中含銅小于供電解用的銀原料，一般要求陽極板中含銅小于5%5%，金銀總量在，金銀總量在95%95%以上，其中含金量不超過三分以上，其中含金量不超過三分之一。之一。 銀的電解規(guī)模通常不大。一方面，是在硝酸銀銀的電解規(guī)模通常不大。一方面，是在硝酸銀電解液中進(jìn)行電解時(shí)，銀的電化當(dāng)量較大，產(chǎn)量電解液中進(jìn)行電解時(shí)，銀的電化當(dāng)量較大，

2、產(chǎn)量較高；另一方面，銀的產(chǎn)量總比其他重金屬少得較高；另一方面，銀的產(chǎn)量總比其他重金屬少得多。多。 16.3.1 16.3.1 銀電解精煉的基本原理銀電解精煉的基本原理 銀電解精煉是用陽極泥熔煉所得的銀電解精煉是用陽極泥熔煉所得的金銀合金或銀合金作陽極，以銀片、不金銀合金或銀合金作陽極，以銀片、不銹鋼片或鈦片作陰極，以硝酸、硝酸銀銹鋼片或鈦片作陰極，以硝酸、硝酸銀的水溶液作電解液，在電解槽中通以直的水溶液作電解液，在電解槽中通以直流電，進(jìn)行電解。流電，進(jìn)行電解。 銀電解精煉的電解過程：銀電解精煉的電解過程：Ag(Ag(陰極陰極)AgNO)AgNO3 3、HNOHNO3 3、H H2 2O O、雜

3、質(zhì)、雜質(zhì)AgAg雜雜質(zhì)質(zhì)( (陽極陽極) ) 陰極上是主要是銀的析出，還有少部陰極上是主要是銀的析出，還有少部分與硝酸的反應(yīng)。分與硝酸的反應(yīng)。 陽極上，發(fā)生銀和賤金屬雜質(zhì)氧化溶陽極上，發(fā)生銀和賤金屬雜質(zhì)氧化溶解反應(yīng)。解反應(yīng)。 金、銀合金陽極中，由于金的原子能金、銀合金陽極中，由于金的原子能取代合金中若干個(gè)銀原子，并保持原來銀取代合金中若干個(gè)銀原子，并保持原來銀的晶格，所以金能以任何比列與銀形成組的晶格，所以金能以任何比列與銀形成組分分布均勻、結(jié)合緊密的合金。分分布均勻、結(jié)合緊密的合金。 又由于金在銀電解時(shí)不溶解，所以當(dāng)合又由于金在銀電解時(shí)不溶解，所以當(dāng)合金中金的原子多到一定程度時(shí)，就會(huì)包裹金中

4、金的原子多到一定程度時(shí)，就會(huì)包裹銀原子而起到掩蔽銀的作用。故合金中的銀原子而起到掩蔽銀的作用。故合金中的含金量不應(yīng)過高。含金量不應(yīng)過高。 銀電解過程中，按照各元素的性質(zhì)和銀電解過程中，按照各元素的性質(zhì)和行為的不同，可將它們分為：行為的不同，可將它們分為：（1 1）電性比銀負(fù)的鋅、鐵、鎳、錫、鉛、砷）電性比銀負(fù)的鋅、鐵、鎳、錫、鉛、砷（2 2）電性比銀正的金和鉑族金屬。）電性比銀正的金和鉑族金屬。（3 3）不發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的化合物。這類化合）不發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的化合物。這類化合物通常有物通常有AgAg2 2SeSe、AgAg2 2TeTe、CuCu2 2TeTe、CuCu2 2SeSe等。等。（4

5、 4）電位與銀接近的銅、鉍、銻。這些金屬）電位與銀接近的銅、鉍、銻。這些金屬對(duì)電解危害最大。對(duì)電解危害最大。16.3.2 硝酸銀電解液的組成及制備硝酸銀電解液的組成及制備 銀電解精煉的電解液由銀電解精煉的電解液由AgNOAgNO3 3、HNOHNO3 3的的水溶液組成。電解液含水溶液組成。電解液含Ag30Ag30150g/L150g/L，含，含HNOHNO3 32 215g/L15g/L，含，含Cu40g/LCu40g/L。 為防止陰極析出銀的化學(xué)溶解和保持為防止陰極析出銀的化學(xué)溶解和保持電解液良好的導(dǎo)電性，需往電解液中加入電解液良好的導(dǎo)電性，需往電解液中加入適量的適量的KNOKNO3 3 、

6、NaNONaNO3 3。 電解液中銀離子濃度的高低，視電流電解液中銀離子濃度的高低，視電流密度及陽極品位而定。密度及陽極品位而定。 配制硝酸銀電解液，一般是使用含銀配制硝酸銀電解液，一般是使用含銀99.86% 99.86% 99.88%99.88%的電解銀粉。將銀粉置于的電解銀粉。將銀粉置于耐酸磁缸（或搪瓷釜）中，先加適量水濕耐酸磁缸（或搪瓷釜）中，先加適量水濕潤后，再分次加入硝酸和水，在自熱條件潤后，再分次加入硝酸和水，在自熱條件下使其溶解而制得。下使其溶解而制得。 造液作業(yè)通常是在硬塑料的通風(fēng)柜中造液作業(yè)通常是在硬塑料的通風(fēng)柜中進(jìn)行，產(chǎn)出的大量氧化氮?dú)怏w，經(jīng)洗滌吸進(jìn)行，產(chǎn)出的大量氧化氮?dú)怏w

7、，經(jīng)洗滌吸收后通過塑料煙囪排出。收后通過塑料煙囪排出。16.3.3 銀電解的技術(shù)條件、電解槽及操銀電解的技術(shù)條件、電解槽及操作作 銀的電解廣泛采用直立式電解電極。銀的電解廣泛采用直立式電解電極。銀的電解條件、設(shè)備及操作，各工廠大銀的電解條件、設(shè)備及操作，各工廠大同小異。同小異。 電解槽的結(jié)構(gòu)一般用鋼筋混凝土或電解槽的結(jié)構(gòu)一般用鋼筋混凝土或木槽，內(nèi)襯軟塑料或木槽，內(nèi)襯軟塑料或硬塑料。槽的規(guī)格硬塑料。槽的規(guī)格770770960960750mm750mm。每槽有陰極。每槽有陰極6(370mm6(370mm700mm700mm) )片片，集液槽和高位槽，集液槽和高位槽為鋼板槽，內(nèi)襯軟塑料。電解液循環(huán)形

8、為鋼板槽，內(nèi)襯軟塑料。電解液循環(huán)形式為上下進(jìn)出，使用小型立式不銹鋼泵式為上下進(jìn)出，使用小型立式不銹鋼泵抽送液體。電解槽以串聯(lián)組合。抽送液體。電解槽以串聯(lián)組合。圖圖16-3 直立式電解槽（妙比烏斯銀電解槽）直立式電解槽（妙比烏斯銀電解槽）1-1-陰極陰極 2-2-攪拌器攪拌器 3-3-陽極陽極 4-4-隔膜袋隔膜袋電解槽電解槽圖16-4銀的電解流程圖16.3.4 電解廢液和洗液的處理電解廢液和洗液的處理1、硫酸凈化法、硫酸凈化法 用于處理被鉛、鉍、銻污染的電解液。在銀電解用于處理被鉛、鉍、銻污染的電解液。在銀電解液中加入按鉛量計(jì)算所需的硫酸（不能過量），經(jīng)攪液中加入按鉛量計(jì)算所需的硫酸（不能過量

9、），經(jīng)攪拌后靜置，鉛呈硫酸鉛沉淀，鉍水解生成堿式鹽沉拌后靜置，鉛呈硫酸鉛沉淀，鉍水解生成堿式鹽沉淀，銻水解成氫氧化物浮于液面。過濾后，返回電解。淀，銻水解成氫氧化物浮于液面。過濾后，返回電解。2、銅置換法、銅置換法 把電解廢液和車間的各種洗液置于槽中，掛入銅把電解廢液和車間的各種洗液置于槽中，掛入銅殘極，用蒸汽直接加熱至殘極，用蒸汽直接加熱至8080左右進(jìn)行置換，銀即左右進(jìn)行置換，銀即被還原成粒狀沉淀。被還原成粒狀沉淀。3 3、加熱分解、加熱分解是依據(jù)銅、銀的硝酸鹽分解溫度的差異很大而制定的。是依據(jù)銅、銀的硝酸鹽分解溫度的差異很大而制定的。7.3.5 銀電解操作及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)銀電解操作及主

10、要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 銀電解操作銀電解操作: 陽極板載裝槽前要打平，去掉飛陽極板載裝槽前要打平，去掉飛邊毛翅，鉆孔掛鉤，套上布袋，然邊毛翅，鉆孔掛鉤，套上布袋，然后裝入槽內(nèi)。陰極也要平整，表面后裝入槽內(nèi)。陰極也要平整，表面光滑。裝完電極后，注入電解液，光滑。裝完電極后，注入電解液，接通電路進(jìn)行電解，定期開動(dòng)攪拌接通電路進(jìn)行電解，定期開動(dòng)攪拌機(jī)械。待電解析出一定數(shù)量后，開機(jī)械。待電解析出一定數(shù)量后，開動(dòng)運(yùn)輸皮帶將銀運(yùn)出槽外。動(dòng)運(yùn)輸皮帶將銀運(yùn)出槽外。表16-4 銀電解精煉的主要技術(shù)條件 電流效率指通過一定電流，實(shí)際析出金屬量與理電流效率指通過一定電流，實(shí)際析出金屬量與理論析出金屬量之比。計(jì)算電流效率的公

11、式為：論析出金屬量之比。計(jì)算電流效率的公式為：k1 0 0 %q It 式中式中 n nk k陰極電流效率，陰極電流效率，% B% B實(shí)際析出的金屬實(shí)際析出的金屬量，量，g g；qq電化當(dāng)量，電化當(dāng)量，g/Ahg/Ah（在電極上通過單位電量時(shí)，電極反應(yīng)形成產(chǎn)物之理論重量 ） II電流強(qiáng)度，電流強(qiáng)度，A At t通電時(shí)間，通電時(shí)間，h h 槽電壓是指同一個(gè)電解槽中，相鄰的陰極槽電壓是指同一個(gè)電解槽中，相鄰的陰極和陽極間的電壓降?？s短極間距，改善電解液和陽極間的電壓降。縮短極間距，改善電解液的導(dǎo)率，降低陽極的含金量，可降低槽電壓。的導(dǎo)率，降低陽極的含金量，可降低槽電壓。 電能消耗是指生產(chǎn)一噸金屬的

12、電能消耗，電能消耗是指生產(chǎn)一噸金屬的電能消耗，計(jì)算式為：計(jì)算式為：3.10.VWq式中式中 WW電能消耗，電能消耗，kWh/t; VkWh/t; V槽電壓，槽電壓，V;V;qq電化當(dāng)量，電化當(dāng)量，g/Ah ;ng/Ah ;nk k陰極電流效率，陰極電流效率，% % 16.3.6 銀電解陽極泥的處理銀電解陽極泥的處理 銀電解精煉產(chǎn)出的陽極泥，占陽極重量銀電解精煉產(chǎn)出的陽極泥，占陽極重量的的8%左右，一般含金左右，一般含金50%50% 70%70%，含銀，含銀30% 30% 40%40%，還有少量雜質(zhì)。，還有少量雜質(zhì)。 銀電解陽極泥的處理方法有兩種，一種銀電解陽極泥的處理方法有兩種，一種是硝酸分離

13、法；一種是進(jìn)行第二次電解提銀。是硝酸分離法；一種是進(jìn)行第二次電解提銀。 硝酸分離法是把陽極泥加入硝酸中，銀硝酸分離法是把陽極泥加入硝酸中，銀溶解而金不溶解。此法雖簡單，但是耗酸多，溶解而金不溶解。此法雖簡單，但是耗酸多，銀回收麻煩，已不使用。銀回收麻煩，已不使用。 第二次電解提銀，是把第一次電解的陽第二次電解提銀，是把第一次電解的陽極泥熔鑄成陽極板，再進(jìn)行一次電解提銀。極泥熔鑄成陽極板，再進(jìn)行一次電解提銀。 二次電解提銀可直接在一次電解的電解二次電解提銀可直接在一次電解的電解槽中進(jìn)行，放進(jìn)一部分一次電解的陽極泥鑄槽中進(jìn)行，放進(jìn)一部分一次電解的陽極泥鑄成的陽極板即可。第一次電解提銀產(chǎn)出的陽成的陽

14、極板即可。第一次電解提銀產(chǎn)出的陽極泥成為一次陽極泥（一次黑金粉）；第二極泥成為一次陽極泥（一次黑金粉）；第二次產(chǎn)出的，成為二次陽極泥（二次黑金粉）。次產(chǎn)出的，成為二次陽極泥（二次黑金粉）。陽極泥色黑，含金多，故稱為黑金粉。陽極泥色黑，含金多，故稱為黑金粉。 二次黑金粉產(chǎn)出率一般為二次陽極中的二次黑金粉產(chǎn)出率一般為二次陽極中的35%35%，含，含Au90%Au90%以上，含以上，含Ag6% Ag6% 8%8%，其余為銅，其余為銅雜質(zhì)。雜質(zhì)。16.4 金的電解精煉金的電解精煉 二次黑金粉鑄成的陽極板含金在二次黑金粉鑄成的陽極板含金在90%以上，以上，屬于粗金，須進(jìn)行電解精煉產(chǎn)出電金。屬于粗金，須進(jìn)

15、行電解精煉產(chǎn)出電金。 金電解精煉的電解液為氯化絡(luò)合物水溶金電解精煉的電解液為氯化絡(luò)合物水溶液或氰化絡(luò)合物水溶液，前者較安全，多被采液或氰化絡(luò)合物水溶液，前者較安全，多被采用。用。16.4.1 基本原理基本原理 金的電解精煉，以粗金作陽極，以純金片金的電解精煉，以粗金作陽極，以純金片作陰極，以金的氯化絡(luò)合物水溶液和游離鹽酸作陰極，以金的氯化絡(luò)合物水溶液和游離鹽酸作電解液。作電解液。 Au(Au(純純)HCl,HAuCl)HCl,HAuCl4 4,H,H2 20Au(0Au(粗粗) )1、陽極反應(yīng)、陽極反應(yīng)陽極金溶解：陽極金溶解： Au+4ClAu+4Cl- -3e=AuCl3e=AuCl4 4-

16、 - 由于氯、氧的標(biāo)準(zhǔn)電位比金正，所以正由于氯、氧的標(biāo)準(zhǔn)電位比金正，所以正常條件下它們不會(huì)析出。常條件下它們不會(huì)析出。陽極金溶解除生成陽極金溶解除生成AuClAuCl4 4- -外，還有外，還有AuClAuCl2 2- -形態(tài)：形態(tài)： Au+2ClAu+2Cl- -e=AuCle=AuCl2 2- -按三價(jià)計(jì)算的陽極電效超按三價(jià)計(jì)算的陽極電效超100%100%。2 2、陰極反應(yīng)陰極反應(yīng) 主要反應(yīng)：主要反應(yīng)： AuClAuCl4 4- -+3e= Au+4Cl+3e= Au+4Cl- - AuCl AuCl2 2- -+e= Au+2Cl+e= Au+2Cl- -按三價(jià)金計(jì)算的陰極電效超按三價(jià)金

17、計(jì)算的陰極電效超100%100%。3 3、雜質(zhì)行為、雜質(zhì)行為 金的電解過程中，電解液中的雜質(zhì)有銀、金的電解過程中，電解液中的雜質(zhì)有銀、銅、鉛及鉑族金屬。某些雜質(zhì)（銅、鉛及鉑族金屬。某些雜質(zhì)（PbClPbCl2 2) )若濃若濃度不高，則會(huì)沉淀在陽極泥中。度不高，則會(huì)沉淀在陽極泥中。 銅的濃度較高，會(huì)在陰極析出，所以陽銅的濃度較高，會(huì)在陰極析出，所以陽極中的銅宜控制不超過極中的銅宜控制不超過2%2%； 鉑、鈀進(jìn)入電解液后，積累到一定程度，就應(yīng)鉑、鈀進(jìn)入電解液后，積累到一定程度，就應(yīng)處理加以回收。處理加以回收。 陽極中存在的銀易造成陽極鈍化，使電解精煉陽極中存在的銀易造成陽極鈍化，使電解精煉難于進(jìn)

18、行。所以，金電解精煉時(shí)，采用非對(duì)稱脈動(dòng)難于進(jìn)行。所以，金電解精煉時(shí)，采用非對(duì)稱脈動(dòng)電流或采用直流周期反向電解的方法，以消除陽極電流或采用直流周期反向電解的方法，以消除陽極鈍化。鈍化。16.4.2 金電解精煉的實(shí)踐金電解精煉的實(shí)踐（1）陰極片的制作）陰極片的制作 金電解精煉的陰極片用純金制成，可用軋制法金電解精煉的陰極片用純金制成，可用軋制法和電積法制取。多采用軋制法制取陰極片。和電積法制取。多采用軋制法制取陰極片。（2）電解液的制備）電解液的制備有兩種方法：王水溶金和隔膜電解。有兩種方法：王水溶金和隔膜電解。王水溶金：把王水與金片置于容器中加熱至沸，使金王水溶金：把王水與金片置于容器中加熱至沸

19、，使金溶解而成，然后把硝酸驅(qū)去。溶解而成，然后把硝酸驅(qū)去。隔膜電解法：用粗金作陽極，用純金作陰極，用稀鹽隔膜電解法：用粗金作陽極，用純金作陰極，用稀鹽酸作電解液進(jìn)行電解。酸作電解液進(jìn)行電解。（3）電解槽）電解槽 金電解精煉的電解槽可用耐酸陶瓷方槽和金電解精煉的電解槽可用耐酸陶瓷方槽和101020mm20mm厚的塑料板焊成德方槽。金電解槽如厚的塑料板焊成德方槽。金電解槽如圖圖16-716-7所示。所示。（4 4）電解操作）電解操作 在電解槽中，先注入配好的電解液，然后在電解槽中，先注入配好的電解液，然后把套好布袋的陽極，垂直掛入槽中，再一次相把套好布袋的陽極，垂直掛入槽中，再一次相間掛入陰極片。

20、電極掛好后，再調(diào)整電解液，間掛入陰極片。電極掛好后，再調(diào)整電解液，使液面略低于陽極掛鉤，然后再通電。使液面略低于陽極掛鉤，然后再通電。 圖圖16-7 金電解槽金電解槽1-耐酸陶瓷槽耐酸陶瓷槽 2-塑料保護(hù)槽塑料保護(hù)槽 3-陰極陰極 4-陽極吊鉤陽極吊鉤 5-粗金電極粗金電極 6-陰極導(dǎo)電棒陰極導(dǎo)電棒 7-陽極導(dǎo)電棒陽極導(dǎo)電棒16.4.3 金電解精煉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)金電解精煉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 金電解精煉的電解液一般金電解精煉的電解液一般含含Au250Au250350g/L350g/L，HCl200HCl200300g/L300g/L；鉑不宜超過；鉑不宜超過HCl50HCl5060g/L60g/L，鈀不超過，鈀不超過5g/L5g/L，電解溫度，電解溫度約為約為5050。若是高電流密度，則電解液不。若是高電流密度，則電解液不必加熱。必加熱。 電流密度一般為電流密度一般為700