一種無氰鍍金用的亞硫酸金鈉溶液的製備方法與流程
2023-10-06 09:14:39
本發明涉及一種水溶性金鹽的製備方法，尤其涉及一種無氰鍍金用的水溶性金鹽的製備方法，更具體是涉及一種無氰鍍金用的亞硫酸金鈉溶液的製備方法。
背景技術：
目前，國內外常用的鍍金工藝有氰化物鍍金工藝和無氰鍍金工藝兩大類。由於氰化物類溶液的穩定性高，適用條件寬，所以氰化物鍍金工藝長期以來被人們廣泛使用，但由於鍍液中存在劇毒氰化物，會嚴重汙染環境和對人體造成巨大傷害，並且會對抗蝕劑造成不良影響，因而逐漸被淘汰。雖然國家發展改革委員會在2013年發布暫緩淘汰含氰鍍金工藝的通知，但不管是政府還是業界，仍對無氰鍍金工藝有著強烈的要求，鍍金無氰化將是不可逆轉的趨勢。目前的無氰鍍金工藝，主要有亞硫酸鹽鍍金、滷化物鍍金、硫代硫酸鹽鍍金和硫代蘋果酸鍍金等，較為成熟的無氰鍍金工藝是亞硫酸鹽鍍金。
申請號為200910227579.4的中國發明專利申請，公開了一種無氰鍍金用亞硫酸金鈉絡合物的製備方法，該方法的步驟是「製備氯金酸—鹼中和—加入亞硫酸鈉—過濾濃縮得沉澱物—沉澱物乾燥粉碎得產品」，由於該方法在鹼中和後沒有進行固液分離，產品中帶有大量氯化物，造成產品純度不高，另外，鹼中和是將Au3+沉澱為氫氧化金的形式，而氫氧化金不穩定，容易脫水轉化為氧化金，進而分解成單質金，造成黃金的利用率低。
申請號為201510942820.7的中國發明專利申請，公開了一種無氰鍍金試劑亞硫酸金鈉的製備方法，該方法的步驟是「黃金碾壓-清洗金塊-黃金溶解-趕硝過程-鹼化-固液分離-清洗-絡合反應-濃縮結晶」，雖然上述方法在鹼化後有進行固液分離，但由於鹼中和後得到的氫氧化金沉澱穩定性差，不便於洗滌分離，要得到雜質含量低的產品，工藝繁雜，並且氫氧化金與亞硫酸鈉絡合為亞硫酸金鈉的轉化率不高，會造成貴重金屬黃金的利用率低。
技術實現要素：
為解決以上存在的問題，本發明的目的是提供一種無氰鍍金用的亞硫酸金鈉溶液的製備方法，該方法工藝簡單、產品純度高和貴重金屬黃金的利用率高。
為實現以上目的，本發明的無氰鍍金用的亞硫酸金鈉溶液的製備方法，依次包括如下步驟：
（1）在容器中投入單質金，加入王水，在溫度40~70℃下將黃金完全溶解；
（2）將步驟（1）得到的溶液在溫度≤90℃下減壓濃縮，濃縮至溶液中金的質量濃度為40～50%，停止加熱，冷卻至室溫，析出氯金酸結晶；
（3）加純水溶解氯金酸結晶至溶液中金的質量濃度為10～25%，在攪拌下加入質量濃度為20～40%的硫代硫酸鈉溶液，反應3-4小時，得到硫代硫酸亞金鈉溶液，硫代硫酸鈉的加入量為氯金酸溶液中金重量的1.5-2.5倍；
（4）在攪拌下往硫代硫酸亞金鈉溶液中加入2～5倍硫代硫酸亞金鈉溶液體積的乙醇溶液，硫代硫酸亞金鈉以沉澱析出，待沉澱不再析出時，將沉澱濾出，得到硫代硫酸亞金鈉固體；
（5）在硫代硫酸亞金鈉固體中加入質量濃度為20%的亞硫酸鈉溶液，加熱至30～50℃，保溫密閉攪拌2～8小時，亞硫酸鈉的加入量為硫代硫酸亞金鈉結晶所含黃金重量的0.5-0.8倍；
（6）往步驟（5）得到的溶液中加入活性炭，過濾，用純水調整金含量，得到亞硫酸金鈉溶液。
為進一步純化硫代硫酸亞金鈉結晶，更好提高產品的純度，在上述步驟（4）得到硫代硫酸亞金鈉固體中加入2～5倍固體重量的純水溶解後過濾，再向濾液中加入2～5倍濾液體積的乙醇，析出純化後的硫代硫酸亞金鈉結晶。
為了使黃金易於溶解，同時避免王水的過量，上述步驟（1）中黃金與王水的投料重量比為1:5～8。
為了更好蒸餾過量的王水，上述步驟（2）的減壓濃縮是在真空度低於-0.08Mpa的條件下減壓濃縮。
為了儘量趕除氯金酸溶液中的硝酸，上述步驟（2）在濃縮至餾出速度較慢時,分多次加入適量鹽酸至沒有紅棕色氣體產生，多次加入的鹽酸總量為溶液所含黃金重量的1-3倍。
上述鹽酸加入的次數優選3-4次。
為了使亞硫酸金鈉溶液儲存更加穩定，上述步驟（6）中亞硫酸金鈉溶液用純水調整至金濃度為80～100g/L。
本發明的無氰鍍金用的亞硫酸金鈉溶液的製備方法，先製備氯金酸溶液，再在氯金酸溶液中加入硫代硫酸鈉，形成硫代硫酸亞金鈉，加入乙醇析出沉澱，分離沉澱，再加入亞硫酸鈉絡合，然後過濾調整金含量得成品，由於氯金酸和硫代硫酸鈉反應生成的硫代硫酸亞金鈉收得率高、損失少，且硫代硫酸亞金鈉穩定易於分離，與亞硫酸鈉絡合轉化率高，因而由本發明方法得到的產品不僅純度高，而且貴金屬黃金的利用率也高。本發明的製備方法，工藝簡單，利用硫代硫酸亞金鈉在亞硫酸鈉的絡合環境下，自身發生歧化反應而製得的亞硫酸金鈉溶液更為穩定，有利於推動無氰鍍金的工業化進程。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明的技術方案作進一步的描述，但這些實施例並非用以限制本發明的保護範圍，在不脫離本發明理念的前提下，如對氯酸金製備步驟或工藝參數的改變，均應屬於本發明的保護範圍。
實施例1
（1）切割8.2g黃金（含金99.99%），緩慢放入帶有酸尾氣吸收裝置的燒瓶中，加入新配製的王水50g，在攪拌下緩慢加熱至60℃，保溫至黃金完全溶解；
（2）接上減壓裝置，控制真空度低於-0.08Mpa,開啟水浴加熱，將上述溶液控制在90℃以內減壓濃縮，濃縮至餾出速度較慢時，分3次加入鹽酸16g，至沒有氮氧化物的紅棕色氣體產生，繼續濃縮，直至檢測到溶液中的金濃度為48%，停止加熱，冷卻至室溫，析出氯金酸結晶；
（3）往氯金酸結晶中加入24g純水溶解，調整金濃度為20%，在攪拌條件下加入54.7g濃度為30%的硫代硫酸鈉溶液，室溫攪拌反應3小時，生成硫代硫酸亞金鈉；
（4）在攪拌條件下往上述溶液中加入95%乙醇250ml，硫代硫酸亞金鈉以沉澱析出，將沉澱濾出，在濾出的沉澱中加50g純水溶解後過濾，在攪拌下向濾液中加入95%乙醇200ml，析出精製的硫代硫酸亞金鈉結晶，濾出備用；
（5）將精製的硫代硫酸亞金鈉結晶投入燒瓶，加純水50g溶解,再加入20%亞硫酸鈉溶液24g，加熱至45℃，密閉保溫攪拌6小時，轉化成亞硫酸金鈉溶液並析出少量硫；
（6）往溶液中加入0.5g活性炭，攪拌半小時後過濾除硫，用純水調整含量，得到無色澄清的亞硫酸金鈉溶液100ml，含金80.3g/L。
實施例2
（1）切割8.3g黃金（含金99.99%），緩慢放入帶有酸尾氣吸收裝置的燒瓶中，加入新配製的王水50g，在攪拌下緩慢加熱至55℃，保溫至黃金完全溶解；
（2）接上減壓裝置，控制真空度低於-0.08Mpa,開啟水浴加熱，將上述溶液控制在90℃以內減壓濃縮，濃縮至餾出速度較慢時，分4次加入鹽酸20g，至沒有氮氧化物的紅棕色氣體產生，繼續濃縮，直至檢測到溶液中金的濃度為45%，停止加熱，冷卻至室溫，析出氯金酸結晶；
（3）往氯金酸結晶中加入25g純水溶解，調整金濃度為20%，在攪拌條件下加入55g濃度為30%的硫代硫酸鈉溶液，室溫下攪拌反應4小時，生成硫代硫酸亞金鈉；
（4）在攪拌條件下往上述溶液中加入95%乙醇300ml，硫代硫酸亞金鈉以沉澱析出，將沉澱濾出，在濾出的沉澱中加入50g純水溶解後過濾，在攪拌下向濾液中加入95%乙醇250ml，析出精製的硫代硫酸亞金鈉結晶，濾出備用；
（5）將精製的硫代硫酸亞金鈉結晶投入燒瓶，加純水50g溶解,再加入20%亞硫酸鈉溶液25g，加熱至50℃，密閉保溫攪拌7小時，轉化成亞硫酸金鈉溶液並析出少量硫；
（6）往溶液中加入0.5g活性炭，攪拌半小時後過濾除硫，調整含量，得到無色澄清的亞硫酸金鈉溶液100ml，含金80.4g/L。
將上述實施例1-2製得的產品，對其含量和純度進行檢測，檢測結果如下表：
由上表可以看出，本由發明製備方法獲得的產品，純度高，黃金利用率達到96%以上，且各項指標均達到國際知名企業的同產品技術指標。