金、银分离采用硝酸法,其基本原理是使银及其他贱金属与硝酸反应,生成可溶性的硝酸盐,而金不与硝酸反应,沉积在反应容器底部,从而达到金银分离的目的。
对一般金、银合金锭进行硝酸法分离时,要求银的质量分数必须大于75%,以防止颗粒表面被致密的金膜包裹而影响反应顺利进行。但对电积金泥而言,由于金银在还原过程中沉积速度和在阴极上吸附性能不同,形成的产物比较松散,颗粒细小,很少存在银被金包裹的状态。因此,用硝酸法对电积金泥或载金钢毛进行分银时,对银的含量要求并不严格,直接用硝酸法分离,同样可达到精炼的目的。
在电积产出的金泥和钢毛中,含有较高浓度的氰化物和氢氧化物及少量氯离子(来自氢氧化钠中),在分银前,必须先用水对金泥进行反复洗涤,以防加酸时产生HCN气体危害人身健康,污染环境,影响金银分离效果。
水洗后的金泥在反应容器中所占的容积不能太大,以20%为宜。在初始阶段,由于硝酸与金泥反应非常剧烈,要求加酸遵循少量勤加的原则,以防跑槽造成金属流失。初始阶段也不能加热搅拌。待反应平稳后方可进行加热和搅拌,以提高反应速度。加酸量和加水量根据反应情况灵活掌握,一般保持液固比为3:1。
对于载金钢毛,可预先用质量分数为10%~15%的硝酸(用热水配制)将其溶解,然后与电积金泥一并处理。也可将载金钢毛烘干后配以一定量的硝石、石英砂和硼砂混合熔炼,然后泼珠进行金银分离。
用硝酸法进行金、银分离是分阶段进行的。每一阶段反应完后,将溶液与沉淀物分离,并用热水洗涤沉淀物2~3次,使已溶银及其他贱金属与金充分分离,并克服银表面的钝化现象,以利于下阶段反应的顺利进行。
添加硝酸时,开始应加稀硝酸,随着反应的进行,硝酸浓度逐步提高。这样不仅可节省硝酸用量,而且能使反应进行得比较彻底。一般地,在初始阶段,硝酸与水体积比为1:(4~8),反应后期,硝酸与水体积比为1:(2~4)。这是因为在初始阶段,银及其他贱金属的含量比较大,尤其是载金钢毛形成的金泥,含铁量比较大,只有加稀硝酸,才能使银、铁等得到充分的浸溶,并避免三价铁离子的产生,以免给后续作业带来麻烦,从下面的反应式也可看出,采用稀硝酸与浓硝酸会产生不同的耗酸量,这是由于浓硝酸与稀硝酸在反应过程中被还原为不同的产物所致。
Ag+2HNO3(浓)=====AgNO3+NO2↑+H2O
3Ag+4HNO3(稀)=====3AgNO3+NO↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)=====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
4Zn+l0HNO3(很稀)=====4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
在金、银分离反应后期,银及其他贱金属的含量已很少,而金的含量则高达90%左右,此时只有加入较浓的硝酸并加强搅拌,才能使银及其他贱金属充分溶解,进一步提高金泥质量。
实践证明,在硝酸法分银过程中,对反应物进行加热是非常必要的。一般反应温度控制在90℃左右为宜,温度太低,反应速度慢,温度过高,操作难以控制,且硝酸分解严重。
金银分离反应结束后,用热水对沉淀的金泥进行充分的洗涤,如用开水浸煮洗涤效果更好。洗涤后的溶液要确保呈中性,并且加入食盐水后不再出现白色沉淀。经硝酸法处理后的金泥纯度一般可达90%以上,经过滤、烘干后即可熔炼。