基于黄金冶炼工艺的相关研究

发表时间:2021/1/27   来源:《教育学文摘》2020年第30期   作者:孙雪影
[导读] 我国黄金资源储藏分布是比较广的,黄金的冶炼方法也有很多。

        孙雪影
        河南省三门峡黄金工业学校 邮编:472000
        摘要:我国黄金资源储藏分布是比较广的,黄金的冶炼方法也有很多。其中既包括一些古老的冶炼工艺,也包括一些现代的冶炼方法,在科技的不断进步中,黄金冶炼工艺有了很快速的发展和改进。文章通过对黄金冶炼工艺的相关分析,希望可以促使更多的人对黄金冶炼工艺的关注,注重黄金冶炼过程中的各种废弃物的科学处理,在尽量保证环境安全和生态安全的前提下,进行黄金的冶炼工作。
        关键词:黄金冶炼工艺;金矿石;发展
        
        
        前言
        我国地大物博,很多矿产资源储藏是较为丰富的,就拿黄金资源来说,早在新石器时代,人们就已经冶炼出了黄金,并成为人们生活中的一种重要的装饰品,不仅具有欣赏价值,还具有一定的收藏价值。随着时代和科技的不断发展和进步,黄金冶炼工艺也在发展和进步,这促进了我国黄金工业的发展,也降低了黄金冶炼的成本,促使我国成为产金大国之一。
        一、新石器时代的黄金冶炼工艺
        在我国新石器时代的时候,就已经有了对黄金的认识,并且智慧的劳动人民形成了一套自己的黄金冶炼工艺。我们都知道,想要提炼黄金,首先需要开采含有黄金的矿石。但在古代的时候,没有现代这样的大型机械、设备和技术,聪明的新石器时代的人们就发明了一种叫做“烧爆法”的工艺来开采含有黄金的矿石。即在要开采的矿石下面搭建一个炉灶,用质量好的炭火燃烧矿石,让炭火充分猛烈的燃烧矿石之后,矿石在受热之后,会变得膨胀,这个时候再在矿石上浇上凉水,矿石就会开裂,再从中开采出粗制的黄金。
        根据相关的史料记载,我国古代的黄金冶炼工艺主要包括以下几个过程:
        1、将开采的含有黄金的矿石放到一种类似于捣米的器具里,古代人将其称之为水碓,充分利用水的力量把矿石研磨成粉末。
        2、把研好的粉末放进水里进行淘洗,将不含黄金的粉末冲掉,那么剩下的就是含有较多黄金成分的精矿粉末。
        3、把筛选出来的精矿黄金粉末和米饭等混合在一起,做成球状之后,放到火里进行烧制。直到烧成一个松脆的矿球。这步流程的目的是去除硫化物里面含有的硫。
        4、把铅和矿球进行熔炼,在进行置换反应之后,可以得到含有金银的铅块。
        5、把含有金银成分的铅块再放到草木灰里进行熔炼,吹入氧气,除去草木灰和里面的铅,就可以得到黄金。
        二、现代黄金冶炼工艺
(一)矿石的预处理
        前面我们已经知道,早在我国新石器时代的时候,我国就有了黄金冶炼现象,之后,随着时代的发展,黄金冶炼工艺在提高,人们也未曾停止对黄金矿石的开采。在金矿被大规模开采的情况下,那些容易提炼的黄金矿石资源越来越少,今后主要开发的是那些比较难处理的矿石资源。于是,怎样从这些比较难处理的矿石资源中提炼出黄金,就成为当前黄金冶炼的一个很关键的问题。
        目前,在对黄金矿石进行预处理的工艺中,主要的方法有以下几种:焙烧法、化学氧化法、微生物氧化法以及其他一些方法。焙烧法是把矿石中的砷、锑硫化物进行分解,让金粒可以暴露出来,使含碳的物质失去活性。这是处理难浸黄金矿石最为经典的方法之一。这种工艺方法较为简单,并且操作起来也容易,适用性也较强,但由于要对矿石中的砷、锑硫化物进行分解,会对环境造成严重的污染。化学氧化法则可以分为常压化学氧化法和加压化学氧化法。微生物氧化法也可以称为细菌氧化法,利用的是一些细菌把矿石中的硫化物、砷化物等进行氧化,而使金能够暴露出来的一种方法。目前这种方法主要用来处理矿石和精矿。所选用的细菌通常为氧化亚铁硫杆菌,现在在工业中已经开始应用。另外,在对金矿石进行预处理的方法中,还可以使用炭浸法和炭氯法。这些可以用来处理那些碳质难浸矿石。并且,石灰-压缩空气的预处理方法可以替代焙烧法,主要用来处理含黄铁矿和砷黄铁矿的金矿石。
        (二)矿石的浸取
        金这种金属的化学性质是非常稳定的,一般情况下是不会和酸、碱有反应的,但是却可以和混合酸或者一些特殊试剂发生反应,从而生成可溶性的配合物。从含金的矿石中提取金子的方法有很多种,究竟应该选择哪种方法,要看金矿石中的化学组成、矿物的组成、金的储存状态以及对于产品的要求等。一般,可以分为物理方法和化学方法。


        在物理方法中主要包括混汞法、重选法和浮选法。混汞法在回收一些粗粒的单体金中非常有效。但不适于砷锑金矿和碲金矿。重选法利用的是黄金和脉石的密度差异,这是人们从金矿中回收黄金的最古老的方法。重选法主要用来回收一些粗粒的单体金。浮选法是一种有效的富集金属矿的选择方法,主要适用于回收0.84mm的金粒。
        在化学方法中,主要有氰化法和非氰化法。在氰化法中又分为氰化助浸工艺、堆浸工艺。非氰化法中又分为氯化法、碘化法、多硫化物法、硫氰酸盐法、溴化法等。
        (三)溶解金的回收工艺
        溶解金的回收工艺主要采用锌置换法和炭吸附法以及其他一些回收方法。
        1、锌置换沉淀法
        采用锌置换沉淀法回收黄金,可以使金的回收率达到97%以上。但使用该方法时,金只能在澄清液中,所以需要对矿浆进行固液分离,并需要在置换前对澄清液进行减压脱氧工作。这种方法一般成本高,但效率较低。
        2、炭吸附法
        炭吸附法包括炭吸附法和炭浸出法。在实际运用时,一般会将两者进行结合,也就是在浸出过程的某一点加入活性炭,使浸出液通过柱中的炭层吸附回收其中的金。
        3、其他回收方法
        在技术不断发展的过程中,溶解金的回收方法也取得了一定的进展,如一些生物吸附剂的出现和发展促进了溶解金的回收工艺的提升,并且有些正在逐渐用到黄金的工业中。
        (四)黄金精炼
        黄金精炼的方法主要有火法、化学法、电解法等。
        1、火法精炼
        火法精炼黄金虽然操作起来比较简单,但劳动强度比较大、生产效率低、所使用的原材料消耗量也大,提炼出的黄金纯度也比较低,现在已经比较少使用。
        2、化学法
        采用化学的方式精炼黄金的方法主要有硫酸浸煮法、硝酸分银法、王水分金法。采用这些方法时,通常会伴有大量的酸的蒸发,这会对环境和生态造成严重的污染,如果多次洗涤和过滤,有会造成金的损失。
        3、电解法
        用电解法进行金的分解时,一般都在电解槽中进行。这是一种较为环保的黄金精炼方法。现在使用比较多,并且电解出来的金的成分也较高。
三、黄金冶炼废水处理工艺
        在黄金冶炼工艺不断成熟和黄金纯度越来越高的形势下,冶炼过程中所产生的各种废弃物也是一个非常重要的部分。而其中最难处理的就是对废水的处理。这是黄金冶炼工艺中核心的一个问题。为了最大程度的减少对环境和生态的污染和破坏,要明白废水中的成分,仔细辨别每一种废水,用合理的方式进行处理。一般情况下,是先回收废水中的有价金属,然后去除废水中的杂质离子,尤其是一些含有有毒重金属的离子,直到水中不再含有有害的离子,再进行排放。
        结束语
        黄金因为其延展性比较好,所以一直以来,被人们作为各种装饰品而出现在我们的生活中。在时代的不断演变中,黄金逐渐成为了一种身份和财富的象征。虽然历经了几千年的变化,人们对于黄金的喜爱程度依然有增无减,正是因为黄金的需求量越来越大,所以在很大程度上促进了黄金冶炼工艺的快速发展,从新石器时代的物理方法为主到现在的物理和化学方法的相互结合,不仅使得黄金冶炼工艺越来越高超,也使得黄金的纯度越来越高。由于黄金是一种带有毒性的重金属,所以在黄金冶炼过程中,一定要对产生的废弃物科学妥善的处理,更好的保证我国黄金冶炼产业的可持续发展。
        
        参考文献
        [1]赵印习. 关于黄金冶炼工艺的相关研究[J]. 冶金与材料,2019,39(02):40+42.
        [2]党晓娥,孟裕松,王璐,宋永辉,吕超飞,贠亚新. 黄金冶炼两大新技术应用现状与发展趋势探讨[J]. 黄金科学技术,2017,25(04):113-121.
        [3]张国存. 黄金冶炼工艺浅析[J]. 世界有色金属,2018,(17):16+18.
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