- 貴金屬分離與精煉工藝學(第二版)
- 余建民
- 6371字
- 2019-03-20 14:43:45
3.3 金的電解精煉[4~6]
目前,電解精煉法仍是金精煉的主要方法,并往往是大中型企業的首選方案。用于電解的原料一般含金在90%以上。如火法氯化法得到的品位大于99%的粗金,銅、鉛陽極泥經銀電解處理所得的2次黑金粉、金礦經金銀分離所得的粗金粉以及其他廢料經處理后所得的粗金等。將粗金配以硝石、硼砂熔鑄成陽極,經電解得到純金。
目前,國內普遍采用電解提純,將粗金鑄成陽極板,利用電流的作用使金在陽極上溶解,在陰極上選擇析出而達到提純的目的。國內采用此方法的廠家有成都長城精煉廠、內蒙古乾坤精煉廠、沈陽冶煉廠綜合回收車間等。該方法國內外已相當成熟,但該方法存在如下缺點:一是電解金品位要達到國家1號金,陽極金品位一般達到99.5%以上,也就是說該方法適于處理品位在99.5%以上的粗金,對于品位小于99.5%的粗金必須預處理達到99.5%以后才能進行電解;二是該方法流程中積壓黃金較多。
3.3.1 金電解精煉原理
金電解精煉,以粗金作陽極,以純金片作陰極,以金的氯化配合物水溶液和游離鹽酸作電解液。電解過程可近似地用下列電化系統表示:
陰極 電解液 陽極
Au(純)︱HAuCl4+HCl+H2O︱Au(粗)
氯金酸是強酸,完全電離:
HAuCl4H++[AuCl4]-
[AuCl4]-部分電離為Au3+:
[AuCl4]-Au3++4Cl-
但其電離常數很小,,因此,可粗略認為金在電解液中以[AuCl4]-狀態存在。
在水溶液中[AuCl4]-發生水解:
[AuCl4]-+H2O[AuCl3(OH)]-+H++Cl-
然而,在酸性溶液中實際上不會發生水解。因此,可以認為電解液中金以配陰離子[AuCl4]-形式存在。
3.3.1.1 陰極反應
陰極發生金還原,其主要反應是:
[AuCl4]-+3eAu+4Cl-
該反應的標準電勢為+0.99V,因此,與這一反應競爭的氫還原反應實際上被排除。
由于電解液中還有[AuCl2]-,故在陰極還有一價金的還原反應:
[AuCl2]-+eAu+2Cl-
該反應的標準電勢為1.04V,與3價金很接近,有同時放電的可能。但增大電流密度就可減少1價金離子的生成。
3.3.1.2 陽極反應
陽極金溶解轉入溶液:
氯和氧的標準電勢比金的電勢高得多:
所以在正常電解條件下,在陽極不可能析出氯和氧。但是,金典型的最重要的陽極行為是它的鈍化傾向。當金轉化為鈍化狀態時,陽極停止溶解。陽極的電勢向正電勢方向移動,直到可析出氯氣的數值。由于O2在金上的超電壓高于Cl2,故先析出Cl2。鈍化現象極為不利,在陽極不是發生金的有效溶解過程,而是發生氯離子氧化的有害過程,使電解液中金貧化,并毒化車間空氣。
圖3-4為金的陽極溶解極化曲線圖。由數據可見,金轉為鈍化狀態取決于電解液的溫度和鹽酸的濃度,特別是鹽酸的濃度。例如,如果在0.1mol/L HAuCl4溶液中不含游離鹽酸,在溫度為20℃的條件下,電流密度很低(圖3-4,曲線6),金開始鈍化,而在同樣溶液中,含1mol/L HCl,甚至在電流密度為1500A/m2時(圖3-4,曲線1),金仍然活性很強。因而,為避免陽極鈍化和析出氯氣,電解液必須有足夠高的酸度和溫度。在這種情況下,使用的陽極電流密度越大,電解液中的鹽酸的濃度應該越高,溫度也應該越高。提高鹽酸的濃度和溫度,不但可消除金的鈍化,而且可提高電解液的電導率,因此可減少電能消耗。

圖3-4 不同HCl濃度和溫度下0.1mol/L HAuCl4溶液中金的陽極溶解極化曲線
1—1mol/L HCl,20℃;2—0.1mol/L HCl,80℃;3—0.25mol/L HCl,20℃;4—0.1mol/L HCl,50℃;5—0.1mol/L HCl,20℃;6—不加HCl,20℃
電解金的另一個重要特性是陽極溶解時金不僅以陰離子[AuCl4]-的形式轉入溶液,而且也以陰離子[AuCl2]-的形式轉入溶液:
由于1價金的電化當量比3價金大,按3價金計算的陰極電流效率會出現超過100%的現象。陰離子[AuCl4]-和[AuCl2]-之間的平衡關系為:
但這一歧化反應的平衡常數相當小,實際上陽極生成的[AuCl2]-的濃度超過了平衡值,上述不成比例的反應平衡式向右移動,同時,部分金呈細粉狀沉入陽極泥中。從陽極泥中回收金需要增加工序,因此,應盡力防止金粉生成。實踐證明,進入陽極泥的金量隨著電流密度的增高而減少。
3.3.2 金電解時雜質的行為
金電解精煉的陽極板是一種含有多元素的合金。隨著陽極金的溶解,陽極中雜質的行為也各不相同。金電解精煉過程中,陽極上凡是比金更負電性的雜質都電化溶解而進入電解液,只有鉑族金屬中的銠、釕、鋨、銥等不溶而進入陽極泥中。進入電解液中的雜質,有些因濃度不高,一般也不易在陰極上析出;有些(如PbCl2)在電解液中的溶解度低而沉淀到陽極泥中;銅離子的濃度一般較高,有可能在陰極析出,影響金的質量,因此,陽極中的銅宜控制在不超過2%;鉑、鈀進入電解液后,積累到一定程度,就應處理加以回收。金電解精煉的電解液中雜質的最高允許含量見表3-3。
表3-3 金電解精煉的電解液中雜質的最高允許含量

陽極中最有害的成分是銀。在陽極中的銀成為氯化銀殼黏附在陽極或是脫落進入陽極泥中,氯化銀一般可視為不溶于電解液的化合物,但是電解液中的含酸量較高時,氯化銀也會部分溶于溶液中,當溶液稀釋后,氯化銀又自然析出。氯化銀在鹽酸中的溶解度與溫度的關系列于表3-4。當陽極中含銀不大于1%時,生成的氯化銀顆粒非常細微,這種氯化銀不易沉淀而懸浮在電解液中,對陰極質量較為有害。當陽極中含銀在3%~4%時,此時生成的氯化銀比較容易脫落進入陽極泥中。當陽極中含銀大于10%以上時,所生成的氯化銀將附著在陽極板上,使陽極金產生鈍化,妨礙陽極金的繼續溶解,并使陽極析出氯氣,同時導致電解液中金的貧化,生產速度減慢,這種情況必須采用機械或手工的方法將陽極上的氯化銀殼除掉。
表3-4 氯化銀在鹽酸中的溶解度

為了解決銀的危害,金電解精煉時,往電解槽中輸入直流電的同時輸入交流電,形成非對稱性的脈動電流。脈動電流的變化如圖3-5所示。一般要求交流電的I交應比直流電的I直大,其比值為1.1~1.5,這樣得到的脈動電流I脈,隨著時間的變化,時而具有正值,時而具有負值。當其達到峰值時,陽極上瞬時電流密度突增,此時,陽極上有大量氣體析出,AgCl薄膜即被氣泡所沖擊,變疏松而脫落;當電流為負值時,電極的極性也發生瞬時的變化,陽極變為陰極,則AgCl的生成將受到抑制。使用脈動電流,不僅可以克服AgCl的危害,還可提高電流密度,從而減少金粉的形成,還可以提高電解液的溫度。脈動電流的電流和電壓,可用下列公式計算:

圖3-5 脈動電流變化圖
較新的方法介紹如下:
①使用非對稱交流電源,該電源為交流電正半周導通,負半周小部分導通并可調,適用于含銀較高的陽極。
②使用周期自動換相金電解裝置(中國專利ZL 93229729.3),應用矩形方波電流,先正向導通數秒至數十秒,再反向導通數秒來消除鈍化。此裝置投資少,操作控制方便,較適用于原料含銀較低的中小型黃金礦山及首飾加工廠。
電流的周期反向(或稱換向)電解技術是1949年首先用于電鍍生產的,它使鍍件獲得了光潔的高質量鍍層。它是在正常供電條件下,每隔一定時間(50~150s)將正極供入的電流自動切換至負極,經2~4s再自動切換至正極,如此來回換向,一臺供電設備每年需頻繁換向數十萬次乃至數百萬次。因而,此項技術直至大功率可控硅整流器和無觸點快速換向開關問世后才于1969年先后在日本、贊比亞、美國和南非幾家大型銅廠的電解中獲得應用。我國的周期反向電解技術試驗始于1971年。1973年在原沈陽冶煉廠進行了電流強度6400~7400A(電流密度178~230A/m2)、正向供電140~150s、反向供電3~4.2s的鉛電解擴大試驗。試驗結果:電流效率為92.76%~93.37%,電鉛產品表面光潔、質量良好。

圖3-6 周期自動換向時間和電流波形示意圖
周期反向電解的電流效率雖取決于正極供入電流,負極換向瞬間供入電流屬“無用功”,但它可將陰極上生長的尖形粒子反溶除去,防止極間短路,并產出質量良好的電解產品。且通過電流的頻繁換向和來回振蕩可防止濃差極化,并使陽極表面厚硬的陽極泥層疏松脫落,防止陽極鈍化。為此,東北大學黃金學院于20世紀90年代開展了周期反向技術用于金電解的試驗。結果證明它可替代交直流重疊供電的沃爾維爾法,不需重疊交流電流。供入直流電流的波形變化如圖3-6所示,設備及其連接示于圖3-7。圖中周期換向整流器可在正向3~150s、負向1~40s間自由調整。電解槽為聚丙烯硬塑料槽。電解液由蛇形玻璃管經泵送入的熱水間接加熱。由感溫器測定電解液溫度,并通過控溫儀自動控制熱水供應泵的關停和啟動,以此來達到電解要求的溫度。

圖3-7 周期自動換向金電解裝置
1—周期自動換向整流器;2—導電母線;3—陽極;4—陰極;5—感溫器;6—自動溫度控制儀;7—電解槽;8—加熱玻璃管;9—膠管;10—電熱自動恒溫水浴;11—泵
1—周期自動換向整流器;2—導電母線;3—陽極;4—陰極;5—感溫器;6—自動溫度控制儀;7—電解槽;8—加熱玻璃管;9—膠管;10—電熱自動恒溫水浴;11—泵
由于本工藝歷時尚短,其工藝和設備尚需不斷開發使之更趨完善。
我國目前黃金精煉采用的設備主要有GDA系列、GDF系列、GDJ系列、GDS系列和KGDS系列的可控硅整流器裝置。其中,K表示硅可控成套;G表示硅成套;D表示電解或電鍍用;F表示元件風冷;S表示元件水冷;J表示元件油浸冷卻;A表示元件自然冷卻。部分國產電解用硅整流器和可控硅整流器列于表3-5。
表3-5 部分國產電解用硅整流器和可控硅整流器

金電解精煉操作條件實例示于表3-6。
表3-6 金電解精煉操作條件實例

3.3.3 金電解精煉實踐
3.3.3.1 電解液的制備
制備金電解液的最好方法是電解法,俗稱電解造液。另外,還可使用王水溶解法。
①隔膜電解造液法 這種方法是在與金電解相同的槽中,采用與金電解基本相同的技術條件進行的,其最大不同點是純金陰極很小且裝于未上釉的耐酸素瓷隔膜坩堝中(圖3-8)。

圖3-8 隔膜電解裝置
1—陽極;2—陰極;3—隔膜;4—電解液;5—電解槽
此法廣泛應用于工業生產中。使用25%~30%的鹽酸液,在電流密度為1000~1500A/m2和槽電壓不大于3~4V條件下,可制備出含金380~450g/L的濃溶液。
某廠電解造液是在電解槽中加入稀鹽酸(化學純鹽酸或蒸餾鹽酸),槽中裝入粗金陽極板,在素瓷隔膜坩堝中裝入105mm×43mm×1.5mm(厚)的純金陰極板。素瓷坩堝內徑為115mm×55mm×250mm(深),壁厚5~10mm。坩堝內的陰極液為1:1的稀鹽酸。電解槽內HCl:H2O=2:1,陰極液面比電解槽陽極液面高5~10mm,以防止陽極液滲入陰極區。
電解造液的條件通常是電流密度2200~2300A/m2,槽電壓2.5~4.5V,重疊交流電為直流電的2.2~2.5倍,交流電壓5~7V,液溫40~60℃,同極中心距100~120mm。當接通電流時,陰極上開始放出氫氣,而陽極則開始溶解,造液44~48h,即獲得密度為1.38~1.42g/m3、含金300~400g/L(延長周期最高可達450g/L)、含鹽酸250~300g/L的溶液,經過濾除去陽極泥后,貯存在耐酸瓷缸中備用。作業終止后,取出坩堝,陰極液集中進行置換處理,以回收可能穿透坩堝進入陰極液中的金。
鑒于金價昂貴,為提高金的直收率,使金不致積壓于生產過程中,某些廠曾使用含金95~120g/L、鹽酸120~150g/L的電解液。
②均質陰離子交換膜造液法 隔膜電解法造液,除了采用素瓷隔膜坩堝外,還可采用陰離子交換膜。陰膜M886A的主要化學成分是帶有氨基功能基團的高分子電解質(R+Cl-),由于陰膜的高分子氨基固定基團(即R+)對電解液中的正電荷金離子有相斥作用,可以阻止金離子向陰極區遷移,使陽極區的造液效率提高。用M886A過氯乙烯弱酸性均質陰離子膜粘貼在硬聚氯乙烯框架上,黏合劑由聚氨酯膠水和過氯乙烯粉溶化于環己酮飽和溶液中制成的。陰離子膜與素瓷隔膜坩堝性能比較見表3-7。
表3-7 陰離子膜與素瓷隔膜坩堝性能比較

試驗得出如下結論。
a.使用陰膜消除了在使用素瓷隔膜坩堝時在陰極產生金泥的缺陷。陰膜具有選擇性,它阻止了金離子在電解過程中進入陰極,因此,在陰極上很少有金泥析出。素瓷隔膜坩堝的孔隙雖小,滲透差,阻力也大,但還不能完全阻止金離子滲透到陰極區產生金泥。金泥清除困難。相反,陰膜無此缺陷,故可提高成品產出率。
b.素瓷隔膜坩堝由于它本身壁厚,在孔隙中滲進了金粉,回收有困難。而陰膜則無此缺陷。即使陰膜黏附少量的金粉,也可焚化回收,而素瓷隔膜坩堝則無此優點。因此,使用陰膜減少了黃金損耗。
c.素瓷隔膜坩堝的電阻比陰膜大。使用陰膜的槽電壓比使用素陶罐低(槽電壓降低10%以上),液溫相應也低,減少電能的損耗。
d.使用陰膜的鹽酸蒸氣量小,環境污染少,操作條件好。
③王水溶解造液法 將還原的金粉加王水溶解而制得電解液。一份金粉加入一份王水,經溶解后過濾除去雜質。為了除去溶液中的硝酸通常在金粉全部溶解后,繼續加熱趕硝酸以使其分解成二氧化氮而被除去。在前蘇聯,過去多使用王水造液,南非和日本現今仍多采用之。此法的優點是速度快,但溶液中的硝酸根不可能完全被排除。用此溶液進行電解,由于硝酸根離子的存在,會使電解過程中出現陰極金反溶解的不利現象。
一般常用氯化物電解液,亦有的用王水電解液。如烏茲別克斯坦的穆龍陶金礦因含銀和雜質較高,多年的生產實踐說明:采用王水電解法(工作電解液含Au 180~200g/L、HCl 110~140g/L,95~110g/L),可以處理低品位的雜質含量較高的陽極金屬。該礦的粗金中的雜質是在爐料熔煉時除去的,銀留在陽極金屬中,電解時進入陽極泥再用分離熔煉法回收。當陽極組分含量(%)為:Au 70~90、Ag<12、Cu<20時,陰極金純度為99.99%,但槽電壓較高(2.2V)、電流效率較低(換算成Au3+,約比氯化物電解法低10%),同樣條件下比氯化物電解法的生產能力低8%~10%,滯留的金達20%~25%。
無論是素瓷隔膜坩堝造液還是隔膜造液,更換后的帶金的素瓷隔膜坩堝或陽離子隔膜的再處理回收,都會導致部分黃金的積壓和損耗。近幾年新開發了一種帶有冷凝回流裝置的密閉玻璃反應釜,在該反應釜中采用化學溶解法進行造液。為加快造液的速率,采用了新的藥劑和操作方法,大大減少了趕硝時間。這種新的造液工藝和設備,取消了電解造液的回收處理含金隔膜或素瓷隔膜坩堝工序,并有效縮短了造液的周期。造液周期由原來的48h縮短到現在的6~8h。
3.3.3.2 陰極片的制作
陰極片制作可采用電解(電積)法和軋制法。
①電解法 金始極片,可用電解法制取,俗稱電解造片。造片在與電解金相似的或同一電解槽中進行。電解液使用上述制備的氯化金電解液,槽內裝入粗金陽極板和純銀陰極板(種板)。
電解造片通常在較低的電流密度和溫度下進行,采用的技術條件見表3-8。
表3-8 電解造片的電解操作條件

先將種板擦拭干凈,并經烘熱至30~40℃后打上一層極薄而均勻的石蠟。種板邊緣2~3mm處一般要經過粘蠟處理或用其他材料進行粘邊或夾邊,以利于始極片的剝離。
通電后,陽極不斷溶解,并于陰極種板上析出純金。經4~5h,即能在種板兩面析出厚0.1~0.15mm、質量約為0.1kg的金片。種板出槽后再加入已備好的另一批種板繼續造片。取出的種板用水洗凈表面年黏附的電解液(洗滌水集中于廢液貯槽中)。洗凈的種板晾干后剝下始極片,始極片先于稀氨水中浸煮3~4h,后用水洗凈,再于稀硝酸中用蒸汽(或外加熱)浸煮4h左右,取出用水洗凈并烘(或晾)干,然后剪切成規定尺寸的始極片和耳片,經釘耳、拍平,供金電解用。
②軋制法 將造好的金電解液(一般可采用王水法造液)用草酸(亞硫酸鈉或硫酸亞鐵)還原出金粉,金粉烘干后熔鑄成片狀金條,金的純度一般為99.95%~99.99%。再將金錠用對輥軋機壓制為0.1~0.2mm厚的金箔。為達到該厚度,軋制時可將金片折疊在一起,并不斷退火,待達到生產要求的厚度時,采用人工將金箔分離。分離后的金箔按照生產要求的尺寸裁剪為大小合適的陰極片,在金片上部穿上金掛耳后供金電解提純使用。
近幾年來,人們普遍使用永久鈦作陰極板,與傳統的純金壓片作陰極相比采用鈦合金板做陰極減少了純金陰極這部分黃金的周轉積壓和純金陰極制作過程中的損耗。為了順利地從鈦板上剝離陰極產品,在借鑒國外技術的基礎上,采用一種特殊的導電涂層覆蓋在鈦陰極板上,這使操作過程大為簡化。參見本書3.11.1電解法。
3.3.3.3 粗金陽極板的熔鑄
電解前先將金原料熔鑄成粗金陽極板。當原料為合質金或其他含銀高的原料時,應在熔鑄前先用電解法或其他方法分離銀。
粗金陽極板一般在石墨坩堝內于柴油地爐中熔鑄而成。地爐和坩堝容量的大小視生產量規模而定,一般常用60~100號坩堝。如用100號坩堝,則每鍋熔煉粗金75~100kg。為提高陽極板的純度,需往原料中加入少量硼砂和硝石,在1200~1300℃溫度下熔化造渣1~2h。原料熔化后,還可根據造渣情況加入少量硝石等氧化劑進行造渣。在造渣過程中由于強烈的氧化和堿性爐渣的侵蝕,坩堝液面的部位常會受到嚴重侵蝕,甚至被燒穿。為此,可視坩堝情況加入適量潔凈干燥的碎玻璃,用以中和堿渣來保護坩堝,并吸附液面的浮渣。熔煉造渣完成后,用鐵質工具清除液面浮渣,取出坩堝,澆鑄于經預熱的模內。澆鑄時不要把陽極模子夾得太緊,以免陽極板在冷凝時斷裂。由于金陽極板小,冷凝速度快,因此除要烤熱模子外,澆鑄的速度亦要快。陽極板的規格各廠不一,在某些工廠為160mm×90mm×10mm,每塊重3~3.5kg,含金在90%以上。待陽極板冷凝后,撬開模子,趁熱將板置于5%左右的稀鹽酸中浸泡20~30min,除去表面雜質,洗凈晾干送金電解精煉。
3.3.3.4 電解槽
金電解精煉用的電解槽可用耐酸陶瓷方槽,也可用10~20mm厚的塑料板焊成的方槽。為了防止電解液漏損,電解槽外再加保護套槽。槽子構造及尺寸如圖3-9所示。金電解精煉槽技術性能實例見表3-9。

圖3-9 金電解槽(單位:mm)
1—耐酸陶瓷槽;2—塑料保護槽;3—陰極;4—陽極吊鉤;5—粗金陽極;6—陰極導電棒;7—陽極導電棒
表3-9 金電解精煉槽技術性能實例

3.3.3.5 電解操作
在電解槽中,先注入配好的電解液,然后把套好布袋的陽極垂直掛入槽中,再依次相間掛入陰極片。槽內的兩極是并聯的,而槽與槽之間是串聯的。電極掛好后再調整電解液,使液面略低于陽極掛鉤。送電后要檢查電路是否暢通,有無短路、斷路現象,測量槽電壓是否正常。待陰極析出金到一定厚度后,可取出另換新陰極片。陽極溶解到殘缺時不能再用,應取出更換新陽極。陽極袋中的陽極泥,要精心加以收集。
3.3.3.6 金電解精煉的技術經濟指標
金電解精煉的電解液一般含Au 250~350g/L、HCl 200~300g/L;在高電流密度作業時,含金宜高些;電解液中含鉑不宜超過50~60g/L,含鈀不宜超過5g/L。電解液的溫度一般為50℃,如采用高電流密度可高達70℃,電解液不必加熱,靠電解的電流作用即可達到上述溫度。
電流密度應盡量高些,一般為700A/m2,國外有的廠高達1300~1700A/m2。如采用高電流密度,宜提高陽極品位、電解液中金和鹽酸的濃度。電流效率主要指直流電的電流效率,因電金的析出是靠直流電的作用。一般工廠的陰極電流效率可達95%。槽電壓與陰極品位、電解液成分和溫度、極間距、電流密度等有關,一般為0.3~0.4V。電能消耗也是指直流電的單耗,即每生產1kg電金所消耗的直流電量。
在電解精煉工藝中,制約高電流密度的主要障礙是濃差極化嚴重,導致陰極板表面的電解液中金離子嚴重貧化,金在陰極板析出的物理狀態惡化,電解液中的雜質離子被夾雜或還原混入產品中,從而影響產品質量。另外,高電流密度還會導致陽極鈍化。減少濃差極化的措施主要是加強電解液中的離子擴散運動,國內某公司在借鑒國內外先進經驗的基礎上,經過不斷探索完善,開發了一套結構簡便、運行平穩的強化離子擴散裝置,從而使高電流密度的使用得以實現。這種強化離子擴散裝置有效地減少了電解液中的濃差極化現象,使陰極析出的黃金產品質量得到了更穩定的提高,并簡化了控制條件。新設備投入運行以來,黃金產品質量始終保持在99.995%以上,超過了上海黃金交易所1號金所要求的質量標準。該裝置也使得低濃度金電解液得以采用,金濃度由原來的240~300g/L降到100g/L左右。另外該裝置還有助于清理陽極板表面黏附的陽極泥,不再需要交直疊加電流,只用單純直流電源即可,簡化了生產操作和電源結構,陽極的殘極率也有所降低,由此降低了流程中金的積壓。通過技術開發和生產實踐,在保證產品質量的前提下,電流密度由原來的300A/m2左右提高到1000A/m2以上,精煉周期由原來的80~100h縮短到24h之內。
表3-10列出了中國某些工廠金電解精煉的主要技術經濟指標,表3-11列出了日本某些銅冶煉廠的金電解精煉技術經濟指標。
表3-10 中國某些工廠金電解精煉技術經濟指標實例

①包括造液所消耗的直流電。
②濃度為31%的鹽酸。
③金銀合金至金錠的回收率。
④陽極泥至金錠的回收率。
表3-11 日本某些銅冶煉廠的金電解精煉技術經濟指標

3.3.3.7 產品及其處理
(1)電金
陰極金(電金)取出后用水洗滌,去掉表面的電解液、洗滌,洗滌水不能棄去。電金在坩堝爐中于1200~1300℃下熔融,熔化后金液表面宜用適量火硝覆蓋,澆鑄溫度為1150~1200℃,鑄模預熱到120~150℃,熏上一層煙灰。金錠脫模后用稀鹽酸煮沸3~4h,氨水浸泡3~4h,純水洗滌后用潔凈紗布蘸酒精擦拭表面,使之光亮。金錠品位一般大于99.95%,1994年金產品國家標準(GB 4134—1994,已作廢)見表3-12。我國國家質量監督檢驗檢疫總局于2015年9月11日發布了金錠最新國家標準——GB/T 4134—2015,從2016年4月1日起實施,參見本書表10-1。
表3-12 金產品國家標準(GB 4134—1994)

注:1號、2號金的含量是以100%減去表列雜質總和而得,3號金的雜質含量不規定上限,但必須參加減量。
可用多次電解的方法制備高純金,如用含金量>99.9%的陽極,在HAuCl4+HCl電解質中用鉭片作陰極,經2次電解、硝酸煮洗,獲得Au>99.999%的高純金。
(2)殘極
電解一定時間后,陽極溶解到殘缺不全,稱為殘極,殘極取出后,要精心洗刷,收集其表面的陽極泥,然后送去與2次黑金粉一起熔鑄成新的陽極。
(3)陽極泥和電解廢液的處理
金電解陽極泥產率一般為20%~25%,含90%AgCl、1%~10%金,通常將其返回再鑄金銀合金陽極板供銀電解。由于氯化銀的熔點低(452℃),熔煉時容易揮發損失,為此某廠將金電解陽極泥于地爐中熔化后用傾析法分離金,氯化銀渣加入碳酸鈉和碳進行還原熔煉,鑄成粗銀陽極送銀電解,金返回鑄金陽極。
當金陽極泥中含有鋨、銥時,應先篩分陽極泥,選出鋨和銥后,再回收金、銀。
更換電解槽中的金電解液應先將廢液抽出,并將陽極泥清出,然后洗凈電解槽加入新液。廢液和洗液全部過濾,獲得的陽極泥洗凈烘干。廢液和洗液一般先用二氧化硫或亞鐵還原其中的金,再加鋅塊置換鉑族金屬至溶液澄清為止。經過濾,濾液棄去。濾渣含鉑族金屬較高,用1:1的稀鹽酸浸洗除去鐵、鋅后,送精制鉑族金屬。
當電解廢液含鉑、鈀很高時,也可先用氯化亞鐵還原其中的金,再分離鉑、鈀等。處理這種金電解廢液也可先加入氯化銨使鉑呈氯鉑酸銨沉淀后,再用氨水中和溶液至pH=8~10,使賤金屬水解除去,再加鹽酸酸化至pH=l,鈀即生成二氯二氨配亞鈀沉淀。余液用鐵或鋅置換回收殘余貴金屬后棄去。
金電解過程中,如電解液中含鉑、鈀過高,有可能與金一道析出時,也可采用上述方法凈化電解液。除去鉑、鈀后,溶液返回電解使用。
某廠在進行含金49.85g/L、鈀4.74g/L、鉑0.68g/L的金電解廢液試驗時,分別使用硫酸亞鐵、二氧化硫和草酸還原金,金、鈀和鉑的沉淀率見表3-13。
表3-13 金、鈀和鉑的沉淀率

從表3-13中可以看出,硫酸亞鐵還原金的還原率高,鉑、鈀的損失少;草酸最低;二氧化硫還原金的還原率雖最高,但鈀的損失過大,可能是生成不溶性的鈀配鹽之故。還原金后的溶液尚含有少量金,再加入鋅塊置換,貴金屬的回收率(%)分別為:Au 99.77、Pd 98.93、Pt約100。當把溶液酸度提高到0.2mol/L時,用鋅還原效果會更好。如將草酸還原金的濾液不加鋅置換改用甲酸還原,先將溶液pH值調至6,再加入甲酸,貴金屬的回收率(%)分別為:Au 99.70、Pd 99.97、Pt 96.09。
又據某公司十多年使用鋅置換法處理各種貴金屬氯化液和精煉過程廢液的經驗證明:鋅置換法是一種具有過程迅速、置換徹底、操作簡便以及不需特殊設備的簡便易行的可靠方法。經鼓風攪拌,最終加鋅粉置換后的殘液中金、鉑、鈀<0.0005g/L,達到了生產廢棄的標準。金、鉑、鈀的置換回收率在99%~99.9%之間,效果是令人滿意的。為了獲得更好的效果,還可以采取下列措施:
a.可適當增加置換液的酸度,并鼓風攪拌,以免貴金屬精礦中含鋅粉過高。如鋅粉過高,可于3mol/L鹽酸液中加熱至80~90℃攪拌除鋅。
b.溶液含銅等賤金屬過高時,改用銅置換。用鋅或銅置換所得的貴金屬精礦,均使用60g/L的硫酸高鐵溶液浸出除銅。
c.含有硝酸和亞硝酸介質的溶液,鋅置換法不能徹底回收其中的貴金屬,應避免使用。
前蘇聯曾使用電解法處理金電解廢液。該法是在金電解造液時,將電解廢液注入陰極隔膜內,在陽極區溶解陽極的同時,廢電解液中的金則于陰極上析出。析出的陰極金供鑄陽極用。