金泥配料熔煉研究

王建偉　蔣旺　焦永剛　趙俊龍

一、前言

因近幾個月冶煉合質金成色不高（50%-70%），冶煉出的合質金成色低，表面呈黑色或者淺黃色，合質金表面雜質多，與渣分離不完全，并且帶有磁性。一直未找到具體原因，所以從冶煉室中取少量干金泥用質檢中心箱式電阻爐做金泥熔煉實驗。

二、原理

火法冶金過程是富集過程，目的在于使所有的雜質成分集中到渣中而與有用的金屬分離，金泥冶煉簡單的原理敘述如下：

在足夠的氧化劑作用下，金泥中的雜質以氧化物的形態存在，這些氧化物有酸性、堿性和兩性的，它們與加入的熔劑作用生成渣浮在坩堝上面。分散于金泥中的金、銀等貴金屬微粒，熔化并互相結合成金屬粒子。金銀粒子具有較大的比重，沉積在坩堝底部，與浮在上面的渣分離。

三、研究內容

（一）熔煉探索實驗

實驗步驟

1.取選冶車間冶煉室干金泥300g。

2.冶煉室現采用的溶劑只有硼砂和純堿，金泥與硼砂、純堿的配比為1：2：0.8，將取回的干金泥稱量6g，加12g硼砂、4.8g純堿、1.8g玻璃粉，一起裝入黏土坩堝中，攪拌均勻后，放入600℃箱式電阻爐中，保溫30min，繼續升溫至1200℃，保溫45min出爐，將黏土坩堝中的物料倒入錐形鐵鑄模中，冷卻。

3.將冷卻后的樣品從鐵鑄模中取出，用錘子砸開，使合質金合粒與渣分離，稱量合粒重量。

4.合粒用碾片機壓成片狀，剪碎，稱取0.30000g，根據預估的金銀含量補加標準銀，是最終金銀比為1：2.5。用鉛箔包裹上，放入已經950℃預熱30min的灰皿中灰吹。

5.將灰吹好的金銀合粒用1：3的乙酸溶液煮干凈后，放入800℃的箱式電阻爐中退火5min后取出，冷卻，稱量。

6.將金銀合粒用碾片機碾成片狀，放入750℃箱式電阻爐中退火3min，取出冷卻卷成卷，將樣品按順序放入分金欄中，分別用1：3、1：1、3：1的硝酸溶液水浴加熱分金。

7.將分金后的樣品烘干，800℃退火5min，冷卻，稱量，計算金銀含量，具體數據見下表。

為進一步觀察熔煉的情況，又做了3組降低硼砂和純堿的量，增加少量硝酸鉀和玻璃粉的探索實驗，實驗數據如下表

實驗表明：

1.冶煉室現在的配料情況金收率較低，成色不高。

2.降低硼砂和純堿的用量后，未得到合質金合粒。

查閱很多冶煉方面的資料，分析目前冶煉室在冶煉合質金的過程中有以下3種情況：

1.合質金中含鐵較高，熔煉過程中氧化不完全。

2.金泥與熔劑的配比不準確。

針對冶煉過程中鐵等雜質氧化不完全的問題，決定在配料時添加硝酸鉀這種氧化劑，并且為了延長石墨坩堝的使用壽命，又適量加入玻璃粉來保護坩堝，

（二）熔劑配比實驗

本實驗選用的熔劑為：硼砂、純堿、硝酸鉀、玻璃粉等，各熔劑在熔煉過程中的作用如下：

a.硼砂降低渣的熔點，減少渣的比重，能使渣中的氧化物，如PbO、ZnO、Cu2O等造渣。

b.純堿可以降低渣的熔點，使渣變稀，增加渣的流動性。純堿是堿性熔劑，它可以使酸性氧化物熔化。

c.硝酸鉀為強氧化劑，能使各雜質元素氧化進入渣中，特別對銅、鉛氧化造渣效果顯著。

d.玻璃粉主要成分為石英，它可以調整爐渣成分，它是酸性熔劑，可使渣中的堿性氧化物造渣。

1.首先對硝酸鉀做用量實驗，實驗步驟同上，實驗數據見下表。

從上表的數據可以得出在硼砂、純堿、玻璃粉一定的情況下，金泥與硝酸鉀的配比為1：0.33-0.5之間為最佳比例，低于或者高于這個比例區間，金的回收率會降低。

2.純堿用量實驗，實驗步驟同上，實驗數據見下表。

實驗表明，在硼砂、硝酸鉀、玻璃粉一定的情況下，當金泥與純堿的比例為1：0.5時，熔煉后不能得到合質金合粒，渣粘稠，冷卻后硬度大，金泥與純堿比例為1：1.5時，得到流動性很好的渣，熔煉時金的回收率較高。

3.硼砂用量實驗，實驗步驟同上，實驗數據見下表。

從上表中可以看出，當金泥與硼砂的比例為1：1時，熔煉時金的回收率最高，擴大和減小這個比例，金回收率都會降低。

4.玻璃粉的用量實驗，實驗步驟同上，實驗數據見下表。

實驗表明，當金泥與玻璃粉的比例為1：1的比例時，金回收率最高，比例為1：1.5時，也得到較高的回收率，加入玻璃粉的作用是調整熔煉時酸堿度，保護石墨坩堝，具體加入比例根據冶煉室現場實驗進行調整。

實驗合計做了27組，回收率90%以上的5組，見表7，從下表中可以看出，第二組實驗回收率最高，為99.56%，由此確定本實驗各熔劑的配比為：金18.18%，硼砂18.18%，純堿27.27%，硝酸鉀9.09%，玻璃粉27.27%。

四、總結

金泥的冶煉過程就是貴金屬與雜質分離的過程，渣的比重、熔點、粘度對貴金屬溶解度有決定性的作用，如果渣的性質不好就會使渣的流動性不好，粘度大，貴金屬與雜質分離不好，金回收率低。因此搞好配料工作，選擇好渣型，是獲得良好的熔煉效果的前提。本研究確定各熔劑的配比為：金18.18%，硼砂18.18%，純堿27.27%，硝酸鉀9.09%，玻璃粉27.27%，并且渣量較少。

參考文獻

[1]劉連峰，袁玉蝶;利用神經網絡模型確定金泥熔煉最佳熔劑配比[J];北方工業大學學報;1997年03期