金鹽回收中的超細(xì)粉末處理技術(shù)
納米級(jí)金粉(<100 nm)的特殊處理方法:
1. 防團(tuán)聚措施
表面修飾:
十二烷基硫醇(DDT)單分子層
PEG-2000空間位阻劑
分散工藝:
超聲破碎(20 kHz, 500 W)
微射流均質(zhì)(壓力2000 bar)
2. 干燥技術(shù)
方法 粒徑變化 比表面保留率
噴霧干燥 +50% 60%
冷凍干燥 +15% 85%
超臨界干燥 +5% 95%
3. 安全防護(hù)
爆炸下限:60 g/m3(需惰性氣氛保護(hù))
個(gè)人防護(hù):
正壓式呼吸器
防靜電工作服
應(yīng)用領(lǐng)域:
導(dǎo)電油墨(粒徑要求20±5 nm)
醫(yī)療顯影劑(需無菌處理)
金鹽回收中的選擇性電沉積技術(shù)
選擇性電沉積通過控制電位實(shí)現(xiàn)多金屬溶液中金的回收:
技術(shù)原理
極化曲線分析:
Au(CN)??還原電位:-0.6 V vs SHE
Cu(CN)?2?還原電位:-1.1 V vs SHE
電位窗口控制:
工作電位-0.7至-0.9 V(抑制銅共沉積)
脈沖電位(正向-0.65 V,反向-0.3 V)
電極系統(tǒng)設(shè)計(jì)
組件 規(guī)格要求 功能特點(diǎn)
陰極 三維多孔碳(比表面積800 m2/g) 增大沉積面積,降低局部電流密度
陽極 鈦基混合金屬氧化物(MMO) 氧析出過電位高(>1.2 V)
隔膜 陰離子交換膜(DF-120) 阻止Cu(CN)?2?遷移
工藝指標(biāo):
電流效率:92-95%
金純度:99.99%(Cu<5 ppm)
能耗:0.5 kWh/g Au
工業(yè)案例:
加拿大Mint電解廠采用此技術(shù)處理含Cu 20 g/L的廢液,金回收率99.3%
金鹽回收濕法冶金回收技術(shù)
濕法工藝適合低濃度金鹽回收,核心步驟包括:
浸出系統(tǒng)
氰化浸出:NaCN濃度0.1-0.5%,pH10.5-11.5,DO>6mg/L
非氰浸出:硫脲(CS(NH?)?)體系,濃度1-2%,F(xiàn)e3?作氧化劑
固液分離
板框過濾:精度1μm,處理量2-5m3/h
離心分離:3000rpm,固相含金<0.1g/t
富集提純
活性炭吸附:CIL工藝,金負(fù)載量8-15kg/t炭
溶劑萃?。杭谆惗』∕IBK)萃取率>99%
還原沉淀
鋅粉置換:Zn/Au比3:1,反應(yīng)時(shí)間30min
草酸還原:pH1.5-2.0,溫度80-90℃
經(jīng)濟(jì)性對(duì)比:
方法 成本(USD/kg Au) 回收率 適用濃度
氰化 850-1200 98% >1g/t
硫脲 1500-1800 95% 0.1-1g/t
樹脂 2000-2500 92% <0.1g/t
金鹽回收電解回收技術(shù)
電解法直接處理含金電解液,關(guān)鍵技術(shù)參數(shù):
電解槽設(shè)計(jì)
陰極:鈦網(wǎng)(表面積2-5m2/m3)
陽極:DSA涂層鈦電極(IrO?-Ta?O?)
極距:50-100mm
工藝控制
電流密度:100-300A/m2
槽電壓:2.5-4.5V
溫度:50-70℃
流速:0.3-0.8m/s
產(chǎn)品特征
陰極金純度:99.95-99.99%
電流效率:85-92%
能耗:0.8-1.2kWh/g Au
創(chuàng)新應(yīng)用:
脈沖電解:占空比1:5,晶粒尺寸減小40%
流化床電解:處理濃度低至10mg/L
金鹽回收電解回收的動(dòng)力學(xué)研究
金鹽回收電解過程受傳質(zhì)與電荷轉(zhuǎn)移雙重控制,其動(dòng)力學(xué)特性表現(xiàn)為:
陰極反應(yīng)機(jī)理:
主反應(yīng):Au(CN)?? + e? → Au + 2CN?(標(biāo)準(zhǔn)電位-0.6V vs SHE)
競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng):2H? + 2e? → H?↑(需維持pH>10抑制析氫)
關(guān)鍵動(dòng)力學(xué)參數(shù):
參數(shù) 典型值 影響規(guī)律
交換電流密度j? 1.2×10?3 A/cm2 隨溫度升高呈指數(shù)增長(zhǎng)
傳遞系數(shù)α 0.52 與電極表面粗糙度正相關(guān)
擴(kuò)散層厚度δ 50-100μm 與流速的-0.5次方成正比
強(qiáng)化措施:
脈沖電解:采用占空比1:4的方波(f=50Hz),使晶粒尺寸從20μm降至5μm
流體擾動(dòng):在電解槽中設(shè)置靜態(tài)混合器,極限電流密度提升至350A/m2
添加劑調(diào)控:添加1ppm的Pb2?可使沉積過電位降低120mV
金鹽回收經(jīng)濟(jì)分析與市場(chǎng)前景
全球金鹽回收產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù):
市場(chǎng)規(guī)模
年回收量:380-420噸(占礦產(chǎn)金28%)
價(jià)值鏈分布:
收集環(huán)節(jié):15-20%利潤(rùn)
精煉環(huán)節(jié):30-35%利潤(rùn)
深加工:45-50%利潤(rùn)
技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
參數(shù) 火法 濕法 生物法
投資($/t) 1.8M 2.5M 1.2M
成本($/oz) 650 850 700
ROI(%) 22 18 25
發(fā)展趨勢(shì):
無氰化技術(shù)年增長(zhǎng)率12%
納米金鹽回收需求上升
自動(dòng)化分選設(shè)備普及率2025年將達(dá)60%