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提炼银的化学方程式(黄金的一种化学精炼过程)

提炼银的化学方程式(黄金的一种化学精炼过程) 金银的化学提炼

金银的化学分离提纯,除了传统的硫酸浸出、硝酸分银、王水分金等方法外,近代还发展了一些使用各种还原剂的还原方法。

有许多还原剂可以从含银的水溶液和浆料中还原银。除活性金属置换还原剂外,还有碳酸钠、葡萄糖、亚硫酸钠、抗坏血酸、甲酸和水合肼等。还原剂如二氧化硫和硫酸亚铁被广泛用于还原含金氯化溶液中的金。

一、硫酸浸出法

这种方法是用浓硫酸在高温下长时间浸泡,使合金中的银、铜等贱金属形成硫酸盐而被除去,从而达到提纯黄金的目的。用浓硫酸浸泡时,合金中的金含量应在33%以下,铅含量应尽可能低(不超过0.25%),或提前用火除铅,否则产出的金含有大量铅等杂质,需进一步处理。该方法中浓硫酸的用量约为合金重量的3 ~ 5倍。和恶劣的工作条件。

在沸腾之前,将合金熔化并淬火成颗粒或浇铸(或压碎)成薄片,置于铸铁锅中,分次加入浓硫酸,在160-180℃下搅拌4-6小时或更长时间。此时,银、铜等杂质转化为硫酸盐。煮沸后,将锅冷却,倒入衬铅罐中,加入2-3倍的水稀释,过滤,用热水冲洗,除去银和铜的硫酸盐。然后加入新的浓硫酸浸泡。反复浸泡洗涤3 ~ 4次后,最后产出的金粉经洗涤干燥,含金量可达95%以上。产生的硫酸盐溶液和洗涤液先用铜置换回收银(如果合金中含有钯,溶解的钯也和银一起被还原),再用铁屑置换回收铜。残液蒸发浓缩除去杂质,然后回收粗硫酸重复使用。

浓硫酸浸泡由于反应剧烈会产生大量含硫气体,所以要在排气罩下进行,或者通过排气扇将锅密封,将含硫气体通过烟道排出。

二、硝酸银分离法

由于硝酸分解银速度快,溶液中银的饱和浓度高,一般在自热条件下进行(不加热或后期加热加速溶解),所以应用广泛。为了减少硝酸的用量,通常用1 ∶ 1 ~ 3的稀硝酸溶解银。在一定条件下,为了降低成本,可以加入廉价的硫酸配制混合硫酸溶解银。而硫和硝酸盐的混酸可以溶解一部分金,溶液中的金需要从置换的银中回收。

为了最大限度地去除银,在用硝酸分银之前,应将合金淬火成颗粒或轧成薄片,合金中的金含量应不大于33%,以加速银的溶解,提高金的纯度。

硝酸分银可在耐酸搪瓷反应罐或带搅拌器的耐酸瓷罐中进行。加入破碎的合金后,先用少量水(尤其是粉末合金)润湿,然后分几次加入硝酸。加入硝酸后,反应非常激烈,产生大量气泡和棕色的一氧化氮气体。为避免反应过度造成溶液溢出,加酸速度不宜过快。一旦溶液溢出,可加入适量冷水冷却消除。加完所有酸后,如果反应慢,可以加热促进溶解。当液体表面出现硝酸银晶体时,说明溶液已经饱和。可以加入适量的热水,加热消除饱和状态,让溶解继续进行。一般在硝酸逐渐加入,反应逐渐缓慢时,取出硝酸银溶液,加入新的硝酸使其溶解。重复溶解2 ~ 3次后,将残渣洗涤、干燥,然后将硝石加入坩埚中熔炼造渣,即可得到纯度99%以上的金锭。

硝酸银分离操作产生的大量一氧化氮气体在排放前,需经液化烟气的接收器和洗涤器吸收,以减少空气体的污染并回收利用。

溶液中的银通过用铜代替来回收。用硝酸分离银时,如果合金中有铂族金属,会有少量铂族金属(铂和钯)进入溶液,用铜进行置换时,会与银一起被还原。

第三,王水炼金法

王水炼金法一般用于提纯含银量不超过8%的粗金。在这个过程中,金进入溶液,而银变成氯化银渣并被分离出来。并且可以分离和回收其中包含的铂族金属。对于含有大量银的合金,必须首先除去银。

工厂使用的工业纯王水是生产人员自己配制的。王水一般由1份工业纯硝酸加3-4份工业纯盐酸配制而成。王水的配制通常在耐火玻璃或耐热瓷罐中进行。配制时,先倒入盐酸,然后在搅拌下慢慢加入硝酸。此时反应强烈,产生许多气泡,并释放出部分一氧化氮气体。随着反应的进行,溶液的颜色逐渐变为橙色。由于王水配制过程中溶液释放出大量反应热,使用不耐骤变的容器时要特别注意安全,以免发生意外。

王水溶解金(包括铂族金属等。)因为硝酸氧化盐酸生成氯气和亚硝酰氯:

硝酸+盐酸=氯化亚锡+氯化亚锡+2H2O

亚硝酰氯是反应的中间产物,分解成氯气和一氧化氯:

2NOCl=2NO+Cl2

它与金、铂等发生反应。生成进入溶液的氯化物。总反应式为:

Au+HNO3+3HCl=AuCl3+NO+2H2O

3Pt+4 HNO 3+12 HCl = 3 ptcl 4+4NO+8H2O

王水金是将不纯的生金淬火成颗粒或轧成薄片,放入溶解容器中,按每份金加入3-4份王水,在自热或后热下搅拌,使金溶解,生成溶液中的三氯化金。与银氧反应生成氯化银沉淀。对于溶解,如果使用易碎的溶解皿,最好将皿放在皿或大容器中,避免溶解皿破裂造成的损失。充分溶解后,过滤溶液,再用亚铁或二氧化硫或草酸(H2C2O4)还原滤液中的金,沉淀出海绵金。沉淀的黄金用水仔细清洗,然后用稀硝酸处理以去除杂质。经过洗涤、干燥和铸锭,可生产出99.9%或更高的纯金。

为了最大限度地溶解合金中的金,王水的操作可以重复2 ~ 3次。产生的氯化银用废铁或锌粉还原回收。金还原后,溶液中仍有少量金残留,可加入过量的亚铁。充分搅拌后,溶液静置12小时以上,过滤回收。该液体仍然含有残余的金和铂族金属。加入锌块或锌粉置换至溶液澄清,然后弃去滤液。滤渣经洗涤、干燥后得到铂精矿,送去分离提纯铂族金属。

用于还原的铁一般由冶金厂的生产人员制造。

第四,还原甲酸制备纯银。

向付正推荐的用废银制备纯银的甲酸还原法,是在干燥的废银中加入王水溶解铅、汞等杂质,用玻璃纤维过滤产生氯化银渣,洗涤除去可溶物。然后用尽可能少的浓度为0.90的浓氨水溶解氯化银。过滤氨水中的不溶物后,向滤液中小心加入6mol/L盐酸酸化溶液,加热使氯化银凝集沉淀。倾析并洗涤至洗涤液呈中性后,用盐酸溶液中的锌棒还原,所得银用水洗涤。

将金属银溶解在稀硝酸中,用大量蒸馏水稀释,并静置至少12小时以沉淀锡、锑和铋。过滤后,再次加入稍微过量的浓盐酸以沉淀氯化银,将其在温水浴中加热并倾析,弃去澄清溶液。然后,用6摩尔/升盐酸在充分搅拌下倾析和洗涤氯化银。反复加酸数次后,将洗涤后的氯化银滗析、过滤、清洗,再用锌棒在盐酸棉被中还原成金属冰铜沉淀。

用7.5mol∕L硝酸溶解被还原的金属银后,用少量过量氨水中和的85%甲酸滴加到热的硝酸银溶液中还原成纯银;

2 agno 3+2 NH 4 CHO 2 = 2Ag↓+2 NH 4 no 3+CO2+HCHO 2

甲酸的量通常是理论量的1.2倍。用热水洗涤获得的粒状银沉淀,然后通过抽气干燥或夹在滤纸中。

五、水合肼还原法

肼还原法,也称为氨-肼或肼还原法。该方法以水合肼和适量氨水为还原剂。

由硝酸银溶液或氯化银浆料还原水合肼生产的银粉具有粒度细(小于160目)、纯度高(大于99.9%)的特点,是制造各种银系电触头的理想材料。另外,水合肼还原法具有工艺流程短、设备简单、易操作、生产效率高、成本低等优点,是一种很有前途的制备粉末冶金用纯银粉的新方法。

(A)通过水合肼还原银的原理

水合肼可以将许多金属盐还原成金属,并使粉末形式的不均匀颗粒沉积在反应器壁或基底上。

在还原过程中,当肼被氧化成氨和水时,可以释放出氢离子。因此,这是一个速率常数为K1和K-1的反应。

N2H4 N2+4H++4e-

远至AB+H+

- =K1(A)-K-1(B)(H)+

在反应过程中,随着氢离子浓度的增加,K1(A)和K-1(b)(h)+的值逐渐接近,使反应速度变慢。为了保持过程中的反应速度,系统中应加入适量的氨水。

在室温下,水合肼从硝酸银溶液中还原银的基本反应是:

agno 2+N2 H4 H2O = Ag↓+nh4no 3+N2 ↑+ H2O

当加入氨水调节pH值时,反应如下:

4Ag(NH3)2 NO3+N2 H4 = 4Ag↓+N2 ↑+ 4 NH3+4 nh4no 3

水合肼从AgCl浆料中还原和沉淀银的基本反应是:

4 AgCl+N2 H4+4OH-= 4Ag↓+N2 ↑+ 4H2O+4Cl-

由于浆料中的氯化银体系以悬浮固体状态存在,反应速度较慢。虽然在料浆中加入氨水、加入氨水和加入氯化银后通入氨气时,反应的热力学计算值相近,但在此体系中加入氨水或通入氨气时,部分氯化银可溶解生成Ag(NH3)2+络合离子,可加速反应。

(2)用水合肼法从银合金废料中制备纯银粉末

从银触点、银合金、镀银件、焊剂、抛光废料、切屑等废弃物中提炼纯银粉,需要事先用1∶1稀硝酸溶解其中的银,生成硝酸银溶液,过滤分离不溶残渣,送去回收其他金属。

过滤后的硝酸银溶液大多含有铜、镉、镍、铁等重金属杂质。,所以需要向其中加入盐酸,使银以氯化银的形式沉淀出来,并与重金属杂质分离。但盐酸的加入量不宜过多,以免过量的Cl-与银形成非沉淀的AgCl 2-和AgCl 32-络合阴离子,降低银的回收率。

将沉淀的氧化银过滤、洗涤并用水制浆,然后加入适量氨水将pH值调节至10-11。然后在室温和良好的搅拌条件下(无死角),缓慢加入两倍理论量的肼水溶液,还原30min后(溶液呈亮黄色,再加入少量水合肼,若颜色不变,则为氯化银完全还原的标志),静置,得到细海绵银。经过滤、水洗、酸煮(1∶HCl)、洗涤、干燥、筛分,生产出合格的银粉。

该方法对处理含重金属杂质的工业废酸性硝酸银也是有效的。

(3)用水合肼法由块状纯银或纯硝酸银溶液制备纯银粉末

从块状纯银或纯硝酸银溶液中提纯纯银粉末一般不使用含氯和含钠的试剂。用稀硝酸溶解纯银以制备纯硝酸银溶液。向纯硝酸银溶液中加入氨水以调节pH值至8 ~ 10。在室温下,在搅拌下缓慢加入两倍理论量的肼水溶液,然后还原30分钟。通过静置生产精细的海绵银。过滤、洗涤、干燥、筛分得到合格银粉。

(四)水合肼还原工艺要点

实验室试验和小批量生产实践证明,水合肼还原的工艺技术要求如下:

1.水合肼还原银的最佳条件为:原液中银的浓度为10 ~ 200g·∕·l(氯化银的浓度对还原无明显影响),pH值一般为8 ~ 10(最好为10 ~ 11);N2H4的量是理论量的两倍,在室温下充分搅拌30分钟或更长时间可以减少。

2.用含银废料生产纯银粉,银的浸出率一般为96 ~ 99%,还原率一般在99%以上。回收率高,还原母液中的银含量全部在0.001g∕L以下,达到废品水平。

3.水合肼虽然价格昂贵,但还原能力强,还原当量大。因此,药剂的单次成本甚至低于碳酸钠、亚硫酸钠、铜粉等还原剂。如果还原后的母液再利用,还可以减少肼和氨水的消耗。

4.为了保护环境,溶银过程中释放的NO和NO2气体可以用稀NaOH溶液吸收;未使用的母液可以通过添加少量氧化剂如高锰酸钾来氧化,然后排放。

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