Хлорный процесс

Аффинаж золота и серебра

Очистка от Hg

 

Метод основан на малой растворимости в водных средах сульфида Hg (HgS¯¯). Для образования этого соединения вводят сульфид Na:

Na₂S + HgCl₂ = HgS + 2NaCl (Пр=10^-50)

Очистка идет до ПДК.

!!! Oбезвреживаниe сточных вод является обязательным, но неокончательным решением вопросов охраны окружающей среды.

С целью обеспечения более экологически чистой обстановки на фабриках рекомендуют использовать оборотное водоснабжение.

 

₄ + FeCl₂ + Na₂SO₄

Разделение Au и Ag и получение их в чистом виде осуществляют приемами аффинажа.

Известно несколько методов аффинажа Au и Ag.

Наиболее распространены:

- Хлорный процесс;

- Электролитическое рафинирование.

Сырье, поступающее на аффинажные заводы различают по составу.

Au поступает в виде:

1. сплавов, получаемых в результате плавки Au- Zn осадков;

2. черного золота после отпарки альмагамы;

3. шлихового золота(после обогащения россыпей и руд);

4. катодного чернового из тиомочевинных регенератов.

Кроме Au и Ag материалы содержат примеси: Cu, Pb, Hg, As, Sb, Sn, Bi и др.

Содержание примесей достигает более 200 проб.

Ag поступает в виде серебряно-золотых сплавов(сплавов Доре), получаемых при рафинировании чернового Pb и переработки медеэлектролитных шламов.

Сплав содержит 97-98% Au и Ag.

Кроме названных видов сырья поступают различные сплавы; бытовой и технический лом; монеты и прочие.

Поступающие на аффинажный завод сплавы подвергают приемной плавке для усреднения и опробования отдельных видов сырья. Плавку ведут в графитовых тиглях в индукционных печах. Вместимость тиглей до 280 кг Au.

Для предотвращения улетучивания БМ плавку ведут под слоем шлака (1.5 ¸ 3% от массы металла). Добавляют флюсы (сода и бура).

t_{при плавке Au} = 1150 ¸ 1200⁰C ;

t_Ag = 1040 ¸ 1060⁰C. Высокопробное Ag может разбрызгиваться (при застывании вследствие выделения поглощенного О₂). Поэтому плавку ведут под слоем древесного угля (создается восстановленная атмосфера).

 

Хлорный процесс основан на различном сродстве металлов к хлору. Не благородные металлы и Ag окисляются хлором быстрее, чем золото.

Сущность процесса: Cl₂ продувается через расплавленное Au (черновое). Хлор взаимодействует сначала с цветными металлами и Ag, затем с металлами платиновой группы. Хлориды металлов не растворяются в Au и всплывают на поверхность. Некоторые хлориды неблагородных металлов улетучиваются.

Порядок образования хлоридов следующий:

 

Zn Fe²⁺ Pb Cu Fe³⁺ → Ag.

 

Хлорный процесс применяют в ЮАР.

На аффинаж поступает металл, который содержит: 88- 90% Au, 7- 11%Ag.

Основные примеси: Cu, Pb, Fe, Zn.

Процесс ведут в графитовых тиглях(m_Au = 500кг).

Черновой металл после приемной плавки, в виде слитков, загружают в тигли. Для образования шлака загружают флюсы(смесь буры, кварца и хлорида натрия). Тонкий слой шлака на поверхности снижает улетучивание Ме и предохраняет стенки тигля от разъедания.

После расплавления металла в расплав вводят одну или две фарфоровые трубки и подают газообразных хлор (t =1150⁰C).

Низкокипящие хлориды Fe и Zn - в газовую фазу (г.ф.).

Pb - частично в г.ф. , частично в шлак. Улетучивание хлоридов приводит к бурлению, поэтому Cl₂ в этот момент подают медленно. Au и Ag начинают взаимодейст- вовать с Cl₂ после того, как прореагируют Fe, Zn,Pb.

AgCl и CuCl остаются в шлаке (t_кип > t_{расплава} ). Подачу хлора в этот момент увеличивают, так как нет разбрызгивания. Образующийся шлак по мере накопления снимают, добавляют новую порцию флюсов.

Окончание процесса определяют по желтому налету Au или красного AuCl₃ на трубках. С поверхности расплава снимают остатки шлака, золото сливают в миксер и разливают в слитки. Шлаки и хлориды содержат запутавшиеся корольки Au, поэтому их плавят при t=1100⁰C. Расплав расслаивается: внизу хлориды, сверху- шлак.

На поверхность шлака небольшими порциями загружают соду, часть Ag восстанавливается по реакции:

 

4AgCl + 2Na₂CO₃ = 4Ag+4NaCl+2CO₂+O₂;

Ag опускается на дно тигля, увлекая большую часть Au из хлоридов.

Вводят 4% Na₂CO₃ от массы хлоридов, при этом восстанавливается 20% Ag, что обеспечивает высокое извлечение Au.

Полученный Au- Ag сплав направляют на хлорирование. Из обеззoлоченных хлоридов выделяют Ag (в хлоридах содержится: 70% AgCl, остальное Cu, Na, Pb).

 

Ag выделяют двумя способами:

 

1. Хлориды дробят до крупности - 25мм и многократно обрабатывают во вращающихся бочках 5% раствором NaCl, подкисленным HCl.

Хлориды Na и Pb переходят в раствор.

Малорастворимый хлорид меди (CuCl) в присутствии Cl^- переходит в раствор: CuCl + Cl^- CuCl₂^-.

2. Хлориды гранулируют, выливая их в воду. Гранулы (-2мм) обрабатывают хлоратом натрия (NaClO₂) в присутствии HCl. Cu переходит в раствор.

 

2CuCl + ClO₃^- + CH⁺ = 6Cu²⁺ + 7Cl^- + 3H₂O.

Очищенный хлорид Ag восстанавливают Zn. Губчатое Ag промывают, сушат и переплавляют в аноды. Чистота металла 998 - 999 пробы. Au получают 995 - 996 пробы.

Метод хлорирования проще и дешевле электролитического, но не позволяет получать Au высокой пробы (!!недостаток).
Недостаток: кроме 1 в том, что высокие потери Ag и Pt металлов. Все Pt металлы остаются в Au.