СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ ЗОЛОТА Российский патент 1995 года по МПК C22B11/06 

Изобретение относится к аффинажу благородных металлов методом хлорирования, позволяет снизить потери рафинируемого металла и повысить экологическую безопасность процесса. Изобретение преимущественно может быть использовано при переработке низкопробного первичного и вторичного золотосодержащего сырья с получением высокопробного золота для использования в ювелирной, электротехнической промышленности, в медицине и др.

В указанных областях техники золото используют в сплавах с серебром и медью пробностью обычно 583-950. Содержание вредных примесей по ГОСТ 6835-80 не должно превышать 0,16% в том числе свинца, висмута, сурьмы ≅ 0,005% каждого, железа ≅ 0,15%
Известен способ для рафинирования низкопробных золотосодержащих сплавов, включающий отливку из исходных сплавов анодов и их электролиз в хлоридном электролите при асимметричном токе в одну или несколько стадий (в зависимости от качества исходного сырья) с получением высокопробного золота чистотой >99,9%
Недостатком способа является невозможность электрорафинирования из-за пассивации анодов, если содержание примесей в них превышает предельные значения. Например, электрорафинирование невозможно, если содержание суммы серебра и свинца в сплаве ≥ 13% либо содержание висмута ≥ 0,3% либо при содержании серы ≥ 2,2% и т.д.

Прототипом изобретения является хлорный способ рафинирования, включающий расплавление исходного сырья в тигле при 1100-1200^оС и барботирование через расплав газообразного хлора до достижения содержания серебра в расплаве 0,35% При этом получают золото чистотой 99,5-99,6% с остаточным содержанием примесей ниже, чем это допускается в ювелирных, электротехнических и стоматологических сплавах. К недостаткам указанного способа следует отнести значительное количество хлора в отходящих газах в конце хлорирования и связанные с этими газами значительные потери золота в виде паров его хлоридов.

Сущность заявляемого способа состоит в следующем. Исходный материал низкопробные сплавы золота расплавляют при температуре 1100-1200^оС под флюсом, в качестве которого можно использовать, например, сплав буры с кварцем. Затем проводят барботаж хлора через расплав. Расход хлора при этом поддерживают 0,30-0,73 кг на 1 кг суммы примесей в сырье. В процессе барботажа примеси переходят в шлак, а золото, освобожденное от примесей, остается в расплаве. Процесс хлорирования примесей (т.е. рафинирование золота) нужно осуществлять с регулированием содержания меди в образующемся шлаке. Содержание меди в шлаке должно быть не менее 7,5% при выходе шлака не менее 0,32 кг на 1 кг рафинированного золота.

Техническим результатом процесса рафинирования золота предлагаемым способом является предотвращение потерь золота с парогазовой фазой и снижение содержания хлора в ней, что повышает экологическую безопасность процесса.

Источником поддержания содержания меди в шлаке может быть медь, перешедшая в шлак из исходного сырья. В случае недостаточного содержания меди в исходном материале она может быть введена в шлаковую фазу дополнительно извне.

На начальных стадиях рафинирования исходного сырья как по известному, так и по заявляемому способам хлор полностью поглощается расплавленным металлом. По мере снижения содержания примесей в металле скорость поглощения хлора уменьшается и часть его начинает выходить из печи в виде парогазовой фазы. При проведении процесса рафинирования по известному способу содержание серебра в этот момент >0,35% а содержание вредных примесей выше допустимого. Процесс обычно приходится проводить в течение еще 20-30 мин в условиях все большего перехода хлора в парогазовую фазу. При этом золото также частично переходит в пары в виде простых и комплексных хлоридов, для которых хлор играет роль газоносителя.

При проведении процесса рафинирования по заявляемому способу газообразный хлор, не прореагировавший с металлическим расплавом, абсорбируется хлоридным шлаком за счет окисления Cu(+I) до Cu(+II), что препятствует его появлению в газовой фазе. При этом одновременно повышается скорость окисления вредных примесей в металле двухвалентной медью из шлака, т.е. меняется механизм процесса. К моменту достижения предельной растворимости хлора в шлаке и началу его появления на выходе из печи содержание вредных примесей в металле становится ниже допустимых пределов и процесс прекращают, не допуская потерь золота и хлора с парогазовой фазой.

Увеличение расхода поданного хлора свыше заявленного приводит к насыщению шлака хлоридом меди (+II) до равновесной концентрации, после чего избыток хлора начинает переходить в газовую фазу, приводя к потере золота. Снижение расхода поданного хлора ниже 0,30 кг/кг приводит к неполноте удаления вредных примесей из рафинированного золота, т.е. получению металла, не пригодного для использования. При содержании в шлаке <7,5% меди снижается скорость абсорбции хлора, в результате чего частично хлор начинает переходить в газовую фазу до достижения требуемой степени очистки металла. При снижении количества шлака ниже заявленного предела становится малой толщина шлакового слоя, через который барботирует хлор. Это снижает время контакта хлора со шлаком, что приводит к снижению степени абсорбции хлора и его частичному выбросу в газовую фазу, сопровождающемуся потерями золота.

П р и м е р. 19,90 кг низкопробного сплава, содержащего, 36,5 Au; 1,66 Ag; 63 Cu; 0,20 Zn, 20,12 кг сплава, содержащего, 80,61 Au; 16,27 Ag; 1,33 Bi; 2,00 Cu; 0,25 Pb; 0,15 Fe; 0,13 Ni, расплавили в индукционной печи при 1150 ± 50^оС вместе с флюсом. В качестве флюса использовали сплав буры с кварцем. Затем через расплав в течение 5 ч барботировали хлор в количестве 8,64 кг (540 л/ч), что составило 0,52 кг хлора на 1 кг суммы примесей. Получили 23,07 кг рафинированного золота, содержащего, 0,23 Ag; 0,90 Cu; <0,002 других примесей, и 24,87 кг шлака, содержащего, 1,0 Au; 14,3 Ag; 52,3 Cu; 0,10 Pb; 0,05 Zn, что составило 1,08 кг шлака на 1 кг металла. Потери золота с газами составили 0,044 кг или 0,187% от загруженного, количество хлора в промвыбросах 0,064 кг или 0,74% от поданного в печь. Шлак представлял собой концентрат серебра и направлялся на переработку.

В таблице приведены результаты осуществления способа при других значениях заявленных параметров и вне их.

Таким образом заявляемый способ позволяет сократить потери золота с промвыбросами в 5-10 раз и в 3-5 раз снизить количество хлора в них.

Изобретение касается переработки низкопробного сырья хлорированием с получением высокопробного золота для ювелирной, электротехнической промышленности и стоматологии. Суть: проводят расплавление исходного сырья в присутствии флюса и барботирование через полученный расплав газообразного хлора в количестве 0,30 0,73 кг на 1 кг суммы примесей в исходном сырье при выходе шлака не менее 0,32 кг на 1 кг рафинированного золота и поддержании содержания меди в шлаке не менее 7,5% Проведение процесса при указанных параметрах обеспечивает более полное использование хлора за счет его абсорбции шлаком. 1 табл.

СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ ЗОЛОТА, включающий расплавление исходного сырья в присутствии флюса и барботирование через расплав газообразного хлора, отличающийся тем, что барботирование ведут при расходе хлора 0,30-0,73 кг на 1 кг суммы примесей в исходном золоте до выхода шлака не менее 0,32 кг на 1 кг рафинированного золота при поддержании содержания меди в шлаке не менее 7,5%