黎工缓0924.ppt

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1、金的电解精炼金的电解精炼n n 1、金的基本性质n n 金（Au）在元素周期表中属于IB族，在这一族中有铜、银和金，金的化合价为+1和+3。已知金有质子数为183-201的同位素，但只有同位素Au197最稳定。n n 金的电负性、电离势和氧化还原电位均很高，从而决定了金属于惰性元素，在自然界中主要呈自然元素状态存在。金的物理性质金的物理性质 纯金为瑰丽的金黄色。金具有良好的延展性，纯金为瑰丽的金黄色。金具有良好的延展性，可将金碾成薄片，可将金碾成薄片，拉成细丝。金的导电性仅次于拉成细丝。金的导电性仅次于银和铜，为因导电率的银和铜，为因导电率的76.5%76.5%，居第三位。金的导，居第三位。金

2、的导热性也仅次于银，热导率为银的热性也仅次于银，热导率为银的74%74%。金的挥发。金的挥发性极小，熔炼时金的挥发损失是由于金的强吸气性极小，熔炼时金的挥发损失是由于金的强吸气性引起的。性引起的。小知识小知识 教你辨金教你辨金-七青七青 八黄八黄 九紫九紫 十赤十赤 是条痕比色法鉴定金的纯度口诀，意思是条痕呈青色，含金量为是条痕比色法鉴定金的纯度口诀，意思是条痕呈青色，含金量为70%70%；呈黄；呈黄色，含金量为色，含金量为80%80%；呈紫色，含金量为；呈紫色，含金量为90%90%；呈红色，为纯金。；呈红色，为纯金。金的化学性质金的化学性质 金的化学性质稳定。在空气中，在水分的金的化学性质稳

3、定。在空气中，在水分的情况下，情况下，金均不发生变化；甚至在高温条件下，金也不与金均不发生变化；甚至在高温条件下，金也不与氢、氧、氮、硫、碳起反应。金可与卤素化合。氢、氧、氮、硫、碳起反应。金可与卤素化合。常温下，金也不与碱起作用，所以碱对金五明显常温下，金也不与碱起作用，所以碱对金五明显的腐蚀作用；也不与单独的无机酸或有机酸反应。的腐蚀作用；也不与单独的无机酸或有机酸反应。但是，金易溶于王水、氯饱和盐酸。但是，金易溶于王水、氯饱和盐酸。金的化合物很不稳定，在加热时就容易分解，金的化合物很不稳定，在加热时就容易分解，有些甚至在光照下也会分解。金的化合物还易被有些甚至在光照下也会分解。金的化合物

4、还易被还原，凡具有比金更负电性的金属（还原，凡具有比金更负电性的金属（MgMg、ZnZn、FeFe、Al)Al)、某些有机酸、某些有机酸(甲酸、草酸等甲酸、草酸等)、某些气体（氢、某些气体（氢气、一氧化碳、二氧化硫等）都可以作为还原剂气、一氧化碳、二氧化硫等）都可以作为还原剂将他们还原将他们还原。2.金的电解精炼金的电解精炼n2.1金电解精炼原理金电解精炼原理 金电解精炼原料为粗金、银电解二次黑金粉等，铸成合金在90%以上的阳极。金的电解与铜类似，也是以粗金为阳极，纯金片为阴极，含金离子的水溶液作为电解液，电解精炼的电解液，可以是金的氯配合物水溶液或者是氰配合物水溶液，以前者应用较为普遍。2.

5、22.2电解精炼前期操作电解精炼前期操作电解精炼前期操作电解精炼前期操作2.2.12.2.1阴极片制作阴极片制作阴极片制作阴极片制作 阴极片的制作方法有三种：轧制法、电积法、电解法。阴极片的制作方法有三种：轧制法、电积法、电解法。轧制法：纯金轧制成片，再剪切成阴极片。轧制法：纯金轧制成片，再剪切成阴极片。电积法：银片作阴极，在其表面涂层薄蜡，边缘涂厚电积法：银片作阴极，在其表面涂层薄蜡，边缘涂厚 蜡，采用低电流密度电积。当金电积层大蜡，采用低电流密度电积。当金电积层大0.30.5mm0.30.5mm时时 取出阴极，剥下金片，再剪切成阴极片。取出阴极，剥下金片，再剪切成阴极片。电解法：在与金电解

6、相同或同一电解槽中进行。电解时，在阴极种电解法：在与金电解相同或同一电解槽中进行。电解时，在阴极种板上析出纯金。种板出槽后，经一系列洗涤、晾晒等工作，可得到阴板上析出纯金。种板出槽后，经一系列洗涤、晾晒等工作，可得到阴极板。极板。2.2.22.2.2阳极制备阳极制备阳极制备阳极制备 电解前先将金原料在石墨坩埚中熔炼，之后将熔融的原料电解前先将金原料在石墨坩埚中熔炼，之后将熔融的原料浇铸于预先预热的铸模内。待阳极板冷却后，揭开模子，浇铸于预先预热的铸模内。待阳极板冷却后，揭开模子，趁热将板置于趁热将板置于5%5%左右的稀盐酸中浸泡左右的稀盐酸中浸泡20302030分钟，出去表分钟，出去表面杂质，

7、洗净后晾干，便得到阳极板，可送金电解精炼。面杂质，洗净后晾干，便得到阳极板，可送金电解精炼。2.2.32.2.3电解液的制备电解液的制备 电解液的制取方法有王水溶解法和隔膜电解法。电解液的制取方法有王水溶解法和隔膜电解法。王水溶解法：将王水（王水溶解法：将王水（HCL:Hno3=3:1)HCL:Hno3=3:1)与金片置于容器中与金片置于容器中加热至沸腾将近溶解，然后加盐酸赶硝。加热至沸腾将近溶解，然后加盐酸赶硝。隔膜电解法：用粗金作阳极，纯金作阴极，以稀盐酸作隔膜电解法：用粗金作阳极，纯金作阴极，以稀盐酸作电解液进行电解。阴极上不会析出金，而只会析出氢气，电解液进行电解。阴极上不会析出金，而

8、只会析出氢气，AuCl4-AuCl4-就能在阳极液中积累，得到电解液。就能在阳极液中积累，得到电解液。2.3电解精炼过程的电极反应电解精炼过程的电极反应2.3.12.3.1阳极反应阳极反应（1 1）阳极住反应）阳极住反应）阳极住反应）阳极住反应 Au+4ClAu+4Cl-3e=AuCl-3e=AuCl4 4 (2)(2)在阳极上发生的其他反应在阳极上发生的其他反应在阳极上发生的其他反应在阳极上发生的其他反应1 1）金的电化学溶解）金的电化学溶解）金的电化学溶解）金的电化学溶解 Au+Au+4Cl4Cl-3e=AuCl-3e=AuCl4 4 2 2）氯气和氧气的析出）氯气和氧气的析出）氯气和氧气

9、的析出）氯气和氧气的析出 2 2ClCl-2e=Cl-2e=Cl2 2 2H2H2 2o-4e=4Ho-4e=4H +O+O2 2 3)阳极金溶解还生成阳极金溶解还生成AuCl2 Au+2Cl-e=AuCl2 AuCl2 和和AuCl4的平衡关系：的平衡关系：3 AuCl2=AuCl4+2Au+2Cl2.3.2阴极反应(1)阴极主反应：阴极主反应：在阴极，在阴极，AuCl4被还原，反应如下被还原，反应如下:AuCl4+3e=Au+4Cl(2)在阴极上可能发生的其他反应在阴极上可能发生的其他反应 AuCl2+e=Au+2Cl2.4杂质在电解过程中的行为 阳极上的杂质金属，如银、铜、铅和铂族阳极上

10、的杂质金属，如银、铜、铅和铂族金属等，凡电极电势比金小的都可发生化金属等，凡电极电势比金小的都可发生化学溶解而进入溶液；只有铂族金属中的铑、学溶解而进入溶液；只有铂族金属中的铑、锇等不能溶解而进入阳极泥。锇等不能溶解而进入阳极泥。阳极中最有害的杂质是银。银的电性比金阳极中最有害的杂质是银。银的电性比金更负，易在阳极电化学溶解，造成阳极钝更负，易在阳极电化学溶解，造成阳极钝化，是电解精炼难以进行。化，是电解精炼难以进行。2.5电解产品及处理（1）电金 出槽后的阴极金称为电金。先用水冲洗，去掉表面的电解液，收集洗液，电金送去铸锭。（2）残极 电解一定时间后，不能再继续电解的阳极就是残极。残极取出后

11、，洗刷干净，收集其表面的阳极泥，然后送去与二次黑金粉一起熔铸成新的金阳极。（3）阳极泥 金电解精炼的阳极泥产出量为阳极重量的20%-25%，其成份为90%-99%AgCl,1%-10%Au,通常将其返回再熔铸成金银合金阳极板供银电解。由于AgCl熔点低，熔炼时容易挥发，因此，可将金电解阳极泥熔化后再用倾析法分离金，AgCl渣加入碳酸钠和炭进行还原熔炼，铸成粗银阳极后送去银电解，金返回铸金阳极板。（4）电解废液 金电解精炼的电解液，铂、钯的质量浓度超过50-60g/L时，要送去回收铂、钯。但是电解液中任然含有250300g/L的金，在回收铂、钯之前，应先回收金。回收方法有加锌粉置换和加试剂还原法

12、，所用的还原剂是草酸或二氧化硫。回收金后的溶液再去回收铂、钯。2.6金电解精炼的设备 主要的就是电解槽。主要的就是电解槽。金电解精炼用的电解槽是方形槽，可用耐酸陶瓷的，也金电解精炼用的电解槽是方形槽，可用耐酸陶瓷的，也可用可用1020mm1020mm厚的厚的PVCPVC塑料板焊接成的。为防止电解液漏塑料板焊接成的。为防止电解液漏损，在电解槽外再加保护套槽。阳极板的吊钩用纯金制造，损，在电解槽外再加保护套槽。阳极板的吊钩用纯金制造，导电棒和导电排一般用纯银制成导电棒和导电排一般用纯银制成.电解槽的操作 先注入配好的电解液，然后把套好布袋的阳极垂直挂入槽中，再依次相间挂入阴极片。槽内的两极并联；槽

13、与槽之间串联。电极挂好后，再调整电解液，使液面略低于阳极挂钩。送电后检查电路是否畅通，有无短路、断路现象，测量槽电压是否正常。待阴极析出金到一定厚度后，可以取出换新的阴极片。阳极溶解到残缺不能再用时，应更换阳极。阳极袋中的阳极泥，精心收集回收其中的金银和铂族金属。2.7金电解精炼的技术条件和技术经济指金电解精炼的技术条件和技术经济指标标 2.7.1技术条件技术条件2.7.1.12.7.1.1电解液的温度及成份电解液的温度及成份 成份成份 金电解液，一般金电解液，一般AuAu的含量为的含量为250-350g/L,250-350g/L,HclHcl的质量浓度为的质量浓度为200-300g/L;20

14、0-300g/L;在高电流密度在高电流密度电解时，金的浓度应适当高些。电解液中钯电解时，金的浓度应适当高些。电解液中钯不超过不超过50-55g/L50-55g/L，钯不超过，钯不超过15g/L15g/L。温度温度 电解温度约为电解温度约为5050，当电流密度高时，当电流密度高时，温度温度可达可达7070。2.7.1.22.7.1.2电解液的搅拌及更换电解液的搅拌及更换电解液的搅拌及更换电解液的搅拌及更换 电解液不循环，一般用小型真空泵和空气电解液不循环，一般用小型真空泵和空气泵往电解液中吹风搅拌。电解过程中，应根泵往电解液中吹风搅拌。电解过程中，应根据情况，要么向电解液中加入盐酸，要么部据情况

15、，要么向电解液中加入盐酸，要么部分或全部更换电解液，来防止因酸度低引起分或全部更换电解液，来防止因酸度低引起的杂质析出。的杂质析出。2.7.1.32.7.1.3极间距离极间距离极间距离极间距离 极间距离通常以同名电极极间距离通常以同名电极之间距离来表示。缩短极间距离，可以降低电解液之间距离来表示。缩短极间距离，可以降低电解液电阻，电阻，也就是降低电压和电解金的直流电消耗。但是，极间距离的缩短对阴极板和阳极板的加工精度和垂直悬挂度提出了更加严格的要求。金电解的同极中心距一般为80-120mm.2.7.1.4电流密度电流密度 采用高电流密度，宜提高阳极品位、电解液中金和盐酸的浓度。因此，电流密度应

16、尽量高些，通常采用700m2/A。国外甚至有高达1300-1700。2.7.2技术经济指标 2.7.2.1电流效率电流效率 金电解精炼的电流效率通常指的是直流阴极电流效率。电流效率一般为95%。2.7.2.2槽电压槽电压 槽电压是影响电解精炼电能消耗的重要因素，它比电流效率影响更为显著。只要操作或技术条件稍有不当，槽电压就可能会上升百分之几十甚至成倍上升。槽电压一般为0.3-0.4V。2.7.2.3其他指标其他指标交流电流：6-7V；直交流电比1（1.6-2.5）。2.8故障及处理故障及处理2.8.1阳极钝化阳极钝化 阳极钝化的发生是由于阳极中含有某些离子和其他一些不溶物质，随着电解的进行，阳

17、极中的铅便和电解液中的酸生成不溶的盐，这种化合物与其他不溶物组成复盐，紧密地覆盖在阳极表面，阻碍电解液和新鲜阳极表面接触，就出现了阳极钝化现象。阳极钝化的危害：（1）槽电压升高；（2）随着槽电压升高，阳极就会放出氯气，并且阳极停止溶解，电解过程中断。处理措施 提高盐酸的浓度和温度，可消除金的钝化，且可提高电解液的电导率。2.8.2阳极金歧化反应阳极金歧化反应 Au+2Cl-e=AuCl2，AuCl2 和和AuCl4的平衡关系：的平衡关系：3 AuCl2=AuCl4+2Au+2Cl 有以上反应的存在，因此，会有一部分金一金粉形态落入阳极泥，这是生产不希望发生的。处理措施 降低电流密度，可以减少阳极泥重金粉的含量。2.8.3电解过程中的短路电解过程中的短路 短路是由于局部电流密度不均，造成局部尖端放电，形成尖形粒子所造成的。处理措施 电解过程中，在刮阳极泥时候，检查金的析出情况，并打掉阴极上的尖形粒子。2.8.4电解过程中杂质的析出电解过程中杂质的析出 电解过程中，有时会因溶液含酸低或因杂质的析出，导致阴极发黑，或因电解液密度过大和温度过低，产生极化，使阴极上析出金和铜的绿色絮状盐类，严重时，甚至绿色晶体布满整个阴极。处理措施 根据情况，向电解液中加入盐酸，或部分或全部更换电解液，同时取出阴极，洗刷干净绿色絮状晶体后再装入槽中。