本發明涉及一種黃金精煉工藝。
背景技術：
黃金精煉(提純)工藝的目的就是把含金品味較低的粗金提純到較高純度。根據民用和不同的工業用途，可以提純到99％乃至99.999％。
黃金精煉工藝歷史悠久，古代乃至現在的民間工藝，一般是采用熔煉法，利用黃金不容易氧化的特點，在高溫熔融狀態氧化各種金屬雜質，造渣除雜，達到提高黃金純度的目的。
現有技術中黃金精煉主要由以下幾種方法：
1)黃金電解精煉：以待精煉的粗金為陽極，并套以陽極袋，以純金板或鈦板為陰極，以氯金酸和鹽酸的混合溶液為電解液，溫度在65-85℃范圍，通以直流電電解。電解過程中，粗金陽極不斷溶解，銀以氯化銀沉淀形式落在陽極袋中。金和銅、鐵等金屬雜質以離子狀態進入電解液中。電極電位較高的金離子(金氯絡合離子)在陰極優先析出，而電極電位較低的銅、鐵等雜質離子留在電解液中，從而達到了金與各種雜質分離的目的。
2)黃金王水法精煉：將待精煉的粗金水淬粉化或壓片，在溶解反應器中用王水(鹽酸+硝酸)溶解粗金。銀形成氯化銀沉淀，金以及銅、鐵等雜質以離子狀態溶解在王水溶液中，而硝酸被還原成氮氧化物氣體排出。過濾除去氯化銀。含金王水溶液加還原劑還原。電極電位較高的金離子(金氯絡合離子)在優先還原成金粉，而電極電位較低的銅、鐵等雜質離子留在溶液中，從而達到了金與各種雜質分離的目的。
3)黃金氯化法精煉：將待精煉的粗金高溫熔融，在粉化器中用高壓水將熔融的金粉化成金粉。金粉加入配好鹽酸的溶解反應器中，加入氯酸鈉或通入氯氣，把金粉溶解。銀形成氯化銀沉淀，金以及銅、鐵等雜質以離子狀態溶解在王水溶液中，氯酸鈉或氯氣一部分被還原成氯離子，過剩的氯氣排出(氯酸鈉也是分解成氯氣)。過濾除去氯化銀。含金王水溶液加還原劑還原。電極電位較高的金離子(金氯絡合離子)優先還原成金粉，而電極電位較低的銅、鐵等雜質離子留在溶液中，從而達到了金與各種雜質分離的目的。
上述三種方法雖然都能將金與各種雜質分離的目的，但是上述方法都存在一定的缺點，其中：
1)黃金電解精煉具有以下缺點：
(1)黃金占壓量比較多：電解精煉法中電解液要始終保持含金80g/L以上的濃度，才能保證陰極金產品的質量(例如符合上海黃金交易所標準的99.99％品級)。對于一個每天精煉100公斤黃金的生產車間，電解液里始終要占壓30公斤的黃金。陽極粗金在電解時也不能完全溶解，電解結束時還留有5％以上的殘極，要返回重新鑄造陽極。所以電解法的流程中要始終保持較大量的黃金占壓，增大了生產企業的流動資金量。
(2)鹽酸酸氣的污染：為保證陰極金析出的質量，金電解要在65-85℃下進行，較高的溫度導致電解液中鹽酸的揮發量也比較大，影響車間環境，也造成一定的環境污染。
(3)金的損耗比較多：在65-85的溫度下，含金電解液隨著鹽酸的揮發，一些霧狀的含金小水滴也隨著酸氣逸出。雖然這些酸氣中的金可以大部分回收，但從酸氣煙道中回收過程中也存在金的損耗。
2)黃金王水法精煉的缺點：
(1)氮氧化物煙氣的污染：王水溶解黃金時，硝酸被還原成氮氧化物氣體排出。氮氧化物是一種有害的氣體，是大氣污染的重要成分之一。雖然可以采用收集處理的方法，但對環境的污染是無法徹底避免的，同時也大大增加了企業的成本。
(2)鹽酸酸氣的污染：王水溶金反應要在85-95℃下進行，較高的溫度導致電解液中鹽酸的揮發量也比較大，影響車間環境，也造成一定的環境污染。
(3)金的損耗比較多：在85-95的溫度下，隨著氮氧化物氣體的排出和鹽酸的揮發，一些霧狀的含金小水滴也隨著酸氣逸出。雖然這些酸氣中的金可以大部分回收，但從酸氣煙道中回收過程中也存在金的損耗。
3)黃金氯化法精煉的缺點：
(1)氯氣的污染：氯化溶解黃金時，過剩的氯氣從溶液中排出。氯氣是一種對人體有害的危險氣體，污染大氣環境。雖然可以采用收集處理的方法，但對環境的污染是無法徹底避免的，同時也增加企業的成本。
(2)鹽酸酸氣的污染：氯化溶金反應要在75-85℃下進行，較高的溫度導致電解液中鹽酸的揮發量也比較大，影響車間環境，也造成一定的環境污染。
(3)金的損耗比較多：在85-95的溫度下，隨著氯氣的排出和鹽酸的揮發，一些霧狀的含金小水滴也隨著酸氣逸出。雖然這些酸氣中的金可以大部分回收，但從酸氣煙道中回收過程中也存在金的損耗。
黃金電解精煉是比較成熟的工藝，在計劃經濟時代，我國的黃金精煉企業全部采用電解精煉工藝。但其最大的缺點是生產流程中的電解液和殘極占用黃金的比例比較高，如果大規模生產，需要較多的流動資金。
黃金不但具有很多工業用途，也具有投資和財富儲備的重要功能。隨著我國國民經濟的發展，人民財富的增長，中國已經成為世界上最大黃金生產國和消費國。我國的黃金精煉的生產規模發展很快，而且隨著經濟金融中心的迅速集中，黃金精煉企業已經從以前分散在各地礦山的狀況，逐漸集中到沿海的經濟發達的大都市。黃金精煉屬于冶金化工類，隨著國家治理環境污染政策的日益加強，本行業面臨的環保問題日益突出。開發新的綠色環保的黃金精煉新技術，利國利民。
技術實現要素：
本發明采用電化學高速溶金和草酸還原金相結合的黃金精煉新工藝，既避免了王水法或氯化法產生大量有害廢氣的缺點，又解決了電解精煉法占壓黃金多的缺點。全部生產過程在50℃以下的較低溫度進行，解決了溶液中的鹽酸在較高溫度下大量揮發的問題，同時也避免了溶液中的金隨著酸氣逸出損耗。
為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：
一種無酸氣低占壓常溫黃金精煉新工藝，包括以下步驟：
S1：將粗金進行預處理，加大原料粗金的表面積；
S2：使用陰離子膜將電解槽隔離為陽極區和陰極區，粗金作為陽極，鈦網作為陰極，陽極區電解液為10-200g/L鹽酸和10-30g/L氯化鈉水溶液，陰極區電解液為10-350g/L的鹽酸溶液；
S3：開始電解，其中電解液溫度為10-50℃；
S4：電解完成后，將陽極區溶液過濾，氯化銀等沉淀雜質留在濾渣中，洗滌濾渣；
S5：過濾后的含金溶液送入還原反應器中進行還原得到還原金粉；
S6：將還原金粉烘干澆鑄成高純金錠。
電解過程中，在陽極區里，粗金中的銀放電后與溶液中的氯離子形成氯化銀沉淀，金及其他的金屬雜質(統稱Me)放電形成離子(絡合離子)進入陽極區溶液中。由于陰極膜的隔斷作用，這些金屬離子不能進入陰極區，在陽極區不斷累積增加，金離子濃度為10—500g/L。
陽極區電極反應：
Au-3e-＝Au3+
Ag++Cl-＝AgCl↓
Me-ne-＝Men+
陰極區里，氫離子放電析出氫氣。過剩的氯離子穿過陰極膜，補充陽極區的氯離子。
陰極區電極反應：
2H++2e-＝H2↑
整個電解過程中不會產生有害氣體。
作為本發明所述的無酸氣低占壓常溫黃金精煉新工藝的一種優選方案，所述的步驟S1中粗金預處理后為薄片或者顆粒，目的是加大原料粗金的表面積，使下一步的電化溶金能快速進行，滿足規模化生產的需求。
作為本發明所述的無酸氣低占壓常溫黃金精煉新工藝的一種優選方案，所述的步驟S2中粗金裝入鈦籃中，鈦籃連接到整流器的陽極輸出端作為陽極，其中鈦籃為多孔鈦籃。
作為本發明所述的無酸氣低占壓常溫黃金精煉新工藝的一種優選方案，所述的步驟S3中電解過程中陰極/陽極電流密度為300-5000A/m2。
作為本發明所述的無酸氣低占壓常溫黃金精煉新工藝的一種優選方案，所述的步驟S5中采用草酸還原，根據對產品的純度要求，調整含金溶液的pH值，控制草酸還原的電位，得到99-99.999％的還原金粉。
化學反應式：2H[AuCl4]+3H2C2O4＝2Au+8HCl+6CO2↑
該還原過程中不產生有害氣體，另外，尾液經過適當處理，其中的鹽酸可以回收再利用。
有益效果：
1.本發明的主要效益是環保效益，在全部黃金精煉過程中無廢氣產生。而國內現有的幾種黃金精煉工藝：電解精煉、王水精煉、氯化精煉，都不同程度的有廢氣產生。在環保政策日益嚴格的形勢下，在一些城市里新的黃金精煉建設項目難以通過環保審批，一些原有的精煉企業不得不搬遷出城市區域，或者只能在晚上開工。本發明在黃金精煉過程中無廢氣產生，在創造社會環保效益的同時，也為黃金精煉企業的正常生產提供滿足環保要求的保障。
2.本發明的黃金精煉工藝金的損耗比較少。與電解法(電解液溫度65度以上)、王水法(溶金反應溫度85度以上)、氯化法(溶金反應溫度75度以上)相比，本工藝的濕法冶金部分都是在較低溫度(50度以下)進行的，酸性的含金水溶液的揮發損耗比較少。
3.與電解法相比，本發明的黃金精煉工藝中黃金占壓比例比較少。例如每天生產規模100公斤的黃金電解精煉生產車間，電解液和殘極中占壓的金大約為40-100公斤(電解電流密度不同占壓量有所不同)。本工藝在同等生產規模下，溶金渣和二次還原金粉中占壓的金大約0.5-3公斤，與王水法和氯化法中占壓的黃金量基本相同。
具體實施方式
實施例1
一種無酸氣低占壓常溫黃金精煉新工藝，每批精煉5公斤黃金
(1)使用軋機將5公斤黃金壓制成厚度為0.01-0.1mm的薄片，30min內完成。
(2)使用陰離子膜將電解槽隔離為陽極區和陰極區，將金片裝入多孔的陽極鈦籃中，放入電解槽的陽極區，連接到整流器的陽極輸出端，陰極為鈦網。陽極區電解液含鹽酸150g/L，氯化鈉10g/L，陰極區電解液含鹽酸200g/L。啟動整流器開始電解，電解電流控制在520-550A，電解電壓為3-10V，電解時間240min。
(3)將陽極區電解液在真空過濾器中過濾，洗滌，時間為15min。
(4)將過濾后的電解液在還原反應器中，調整pH，加入草酸還原，時間為30min。
(5)將還原金粉在真空過濾器中用純水洗滌，再在烘箱中干燥，干燥時間為30min。
(6)使用中頻或高頻感應爐將還原金粉熔鑄成金錠，時間為30min。
加上中間過程，一個批次的精煉可以在480min(8h)之內完成。
實施例2
每批精煉30公斤黃金
(1)使用高溫熔融-高壓水淬式金錠粉化機將30公斤黃金粉化成直徑1mm左右的小顆粒。
(2)使用陰離子膜將電解槽隔離為陽極區和陰極區，將金片裝入多孔的陽極鈦籃中，放入電解槽的陽極區，連接到整流器的陽極輸出端，陰極為鈦網。陽極區電解液含鹽酸100g/L，氯化鈉20g/L，陰極區電解液含鹽酸300g/L。啟動整流器開始電解，電解電流控制在820-850A。
(3)將陽極區電解液在真空過濾器中過濾，洗滌。
(4)將過濾后的電解液在還原反應器中，調整pH，加入草酸還原，時間為50min。
(5)將還原金粉在真空過濾器中用純水洗滌，再在烘箱中干燥，干燥時間為30min。
(6)使用中頻或高頻感應爐將還原金粉熔鑄成金錠，時間為30min。
雖然說明書中對本發明的實施方式進行了說明，但這些實施方式只是作為提示，不應限定本發明的保護范圍。在不脫離本發明宗旨的范圍內進行各種省略、置換和變更均應包含在本發明的保護范圍內。