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金盐的制作原理及生产技术流程概要

发布日期:2019-04-19 12:17 浏览次数:
    摘要: 介绍生产金盐的方法并与最新生产技术——控制电位合成法进行了比较。该新技术产品质量好纯度高, 生产效率高, 能耗低, 设备投资小, 生产周期短, 管理方便。阐明了该方法的主要生产设备及所需投资, 简单分析了镀金厂生产金盐自用的可能性。
 
金盐的制作原理及生产技术流程概要
 
1 金盐及生产技术简述
 
    金盐学名氰化亚金钾, 化学式KAu( CN)2, 主要用于镀金, 俗称金盐。金盐是电镀金的主要原料, 其质量与价格直接关系到镀金的质量与成本。金盐的质量与成本主要取决于生产技术。
    金盐质量的主要指标是产品纯度。金盐的纯度习惯上用含金量表示。金盐中金的理论质量分数为 68. 367%, 镀金行业认为金的质量分数 达到68. 3%为优质金盐, 其对应纯度为 99. 9% 。
    金盐的生产工艺有四种: 雷酸金法、氰化亚金法、隔膜电解法、控制电位合成法。
    雷酸金法是生产金盐最古老的工艺。其流程为:金粉( 片) →王水溶解→赶硝→稀释→氨水沉淀→蒸发赶氨→抽滤洗涤→氰化溶解→过滤除杂→蒸发浓缩→冷却结晶→离心分离→烘干。其缺点为产品纯度低, 金的质量分数约 67%, 达到 68%需反复结晶,其质量不能满足市场要求, 将很快被市场淘汰。
    氰化亚金法可认为是雷酸金法的改进。该法的关键在于增加了酸化沉淀, 析出氰化亚金的步骤, 从而使大部分杂质分离, 故名氰化亚金法。所得产品纯度较高, 金的质量分数可达 68. 2%。该法流程长, 材料消耗大, 生产成本高, 缺乏竞争力。隔膜电解法是当前生产金盐的主流方法。隔膜电解法采用纯金为阳极, 不锈钢为阴极, KCN 为阳极液, KOH 为阴极液, 用离子交换膜将阳极液和阴极液隔开, 通电后纯金阳极溶于 KCN 生成金盐。其生产流程为: 纯金( 片、粒) →电解造液→蒸发浓缩→冷却结晶→洗涤烘干。
    隔膜电解法的优点是材料消耗少, 环境污染小,不足之处为生产速度慢, 需 24 h 连续生产, 管理不便, 且需使用优质离子交换膜。
    隔膜电解法生产金盐质量较好, 其产品含金量视具体设备及工艺条件而变, 一般波动在 68. 1%~68. 3% 之间。
    控制电位合成法是金盐生产的最新技术, 发明专利申请号 001 101219 2。通过控制金的氰化溶解电位, 直接用金粉和氰化钾合成金盐。控制反应条件最优化, 抑制副反应, 直接生产出高浓度的优质母液。生产流程: 纯金( 粉) →控制电位合成母液→冷却结晶→洗涤→干燥。
    该法生产周期短, 效率高, 产品质量好。一次结晶即可获得含金量68. 3% 以上的金盐。该技术已在江苏泰州、河南三门峡等地用于金盐的批量生产, 实测产品金的质量分数 68. 32% ~68. 34%, 杂质 Fe、Pb、Cu、Ni 低于 0. 0002%, 可代替进口, 用于高质量镀金。
 
2 新技术的特点
 
    新技术的基本原理是用金粉和氰化钾直接合成金盐。
    用氰化钾, 黄金合成金盐的化学反应众所周知,对该反应的热力学研究表明, 存在直接合成高质量浓度金盐母液的可能性, 但是用于生产, 均因副反应难以控制, 产品质量不稳定, 母液质量浓度太低而难以实用。
    新技术是直接合成法的突破。通过控制金的氰化溶解电位, 抑制了副反应, 使反应条件最优化, 直接生产出高质量浓度母液, 从而大幅度提高了金盐的生产效率和产品质量, 使优质金盐的生产变得很简单。
    新技术具有下述特点:
    1) 产品质量好, 纯度高 母液一步结晶, 所得产品金的质量分数即达 68. 3% 以上。68. 3%是高标准, 部分进口金盐实际上也达不到。
    2) 生产效率高 一小时完成母液合成, 所得母液中金盐质量分数大于 30%, 不必浓缩, 直接结晶,即可得优质金盐。生产效率高, 可减少人工, 降低成本。
    3) 生产周期短, 便于管理 从开始合成到金盐烘干只需 4 个小时, 可做到上班投产, 下班金盐入库, 便于管理, 也可周转资金。
    4) 材料消耗少, 能耗低 生产每克金盐的材料费、能耗费不足 0. 20 元。
    5) 设备投资小 生产效率高, 设备体积小, 投资少。
    6) 黄金损耗低 黄金贵重, 其损耗率明显影响生产成本。新技术工艺流程短, 设备体积小, 可以减少生产过程中的黄金损耗。
    可见, 新技术产品优势显著。
 
3 生产设备概算
 
    整套生产设备包含三个部分: 金盐生产设备, 制粉设备, 辅助设施。为了降低生产成本, 制粉设备可以使用粗金为原料, 采用特殊的专门技术, 制取符合1# 金质量标准的的优质金粉。
    设金盐的生产能力为班产 10 kg , 黄金制粉能力为班产 8 kg , 整套设备费用为:
    1) 金盐生产专用设备 5 万元
    内容: 金盐合成、结晶、浓缩、洗涤、干燥。
    2) 制粉设备
    内容: 溶解、过滤、除杂、还原、洗涤、干燥。
    3) 辅助设施
    操作台, 排风罩 2 万元
    高温炉 1 万元
    天平 1 万元
    金回收、废水、废气 1 万元
    分析化验 1 万元
    4) 基础设施房屋 50 M2, 电 40 kW, 上下水等。·20· May 2002 Plating and Finishing Vol. 24 No . 3
    新技术不需很大的设备投入, 不仅适用于原有金盐生产企业的技术改造, 更为镀金厂生产优质金盐自用提供了可能。
 
4 镀金厂生产金盐自用的可行性分析
 
    黄金市场的放开为购买黄金提供了方便, 金盐生产技术的进步使优质金盐的生产变得很容易, 新技术所需投入不大, 便于管理, 镀金厂生产金盐自己使用具有了可行性。以年耗金盐 300 kg 的中等规模镀金厂为例, 设金盐的市场购入价为:
    金盐价= 1# 金价×0. 683+ 3. 00 元/ g
    式中: 0. 683 为金盐中金的质量分数; 1# 金价×0. 683 为金盐所含黄金成本; 3. 00 元/ g 为当前市场价。
    购买300 kg 金盐, 除所含黄金费用外, 还需 300kg×3. 00 元/ g= 90 万元。
    而自购金料生产 300 kg 金盐所需费用仅为 12万元。金盐生产费用载于表 1。
    新技术还可以使用粗金为原料, 粗金比 1# 金便宜, 按人民银行规定, 每克相差1. 00 元。按国外黄金市场经验, 每克相差 0. 80 元左右。若以每克相差0. 80 元计算, 生产 300 kg 金盐约用黄金 200 kg , 以粗金为原料可节省 0. 80 元/ g×200 kg= 16 万元。
    可见, 以粗金为原料所节省的费用已经超过金盐的生产费用。与使用1# 金为原料的隔膜电解法相比, 相当于生产金盐不花钱。
 
表 1 金盐生产费用 ( 不含制粉)
项目 每 g 金盐单耗 300 kg 合计
原材料 0. 10 元 3 万元
能耗  0. 05 元 1. 5 万元
金损耗 0. 05 元 1. 5 万元
生产人员工资( 3 人, 每周工作 3 天)  3 万元
房租及管理费  3 万元
合 计  12 万元
 
    镀金厂生产金盐自用, 可以保障供应, 降低成本, 具有显著的经济效益。镀金厂生产金盐, 在贵金属管理, 剧毒物品管理, 废水处理, 金回收, 分析检测等方面都具备较好的基础, 所需投入, 几个月内即可全部收回, 又不存在风险, 应当逐渐成为镀金厂的合理选择。
 
参考文献:
 
    [ 1] 张东山, 赵洪远, 薛惠芳 . 氰化亚金钾质量标准研究
    [J] . 电镀与精饰, 2001, 23( 4) : 17-19.
    [ 2] 王瑛 . 电镀用金盐的制造方法概要[ J] . 贵金属, 1994,
    ( 3) : 48-51.
    [ 3] 张东山 . 控制电位直接合成氰化亚金钾的方法[ P] .
    发明专利申请号 001 101219 2, 2000-03-29.
    粘结型磁体表面电镀高耐蚀性镀层
 
    粘结型磁体由 RT B 粉末与聚合物粘结剂粘结制造( RTB 中 R 为稀土金属, 如 Nd; T 为过镀金属,如 Fe; B 为硼元素) 。为了提高磁体的抗氧化性及耐蚀性, 必须在其表面镀覆一层结合牢固的无针孔的高耐蚀性镀层, 下面介绍三种方法
    方法一: 首先在磁体表面涂覆一层由树脂和导电材料粉末组成的混合物涂层做为导电层。然后在pH 大于 5 的不含 Cl-离子的电解液中电镀镍, 电解液的组成( 各组分均为质量浓度) 为: 硫酸镍 70~100 g / L; 硫酸钠 70~90 g/ L; 有机酸盐 15~30 g / L以及一种碱性物质。其中的有机酸盐为柠檬酸钠、柠檬酸铵或酒石酸钾钠中的一种。碱性物质为氢氧化钠或氢氧化铵。电解液的 pH 为 6. 0~6. 8, 温度为20~30℃。
    方法二: 将粘结型磁体与硬度≤80 HV 的金属块混合, 在滚桶中进行干抛光, 由于相互碰撞、摩擦,硬度较低的金属呈细粉末填充在磁体的孔隙中并涂覆于磁体表面形成导电层。然后便可以在无孔隙的能导电的磁体表面电镀耐蚀性镀层。
    方法三: 将粘结型磁体放入滚桶中, 用磨料, 植物介质或用无机粉末将表面改性的植物介质的混合物进行干抛光, 在抛光过程中, 磨料等混合物形成的细粉末便将磁体与无定形铜粉在滚桶中再抛光, 铜粉将涂覆于磁体表面形成导电层, 将具有铜导电层的磁体在电镀槽中电镀耐蚀性镀层。

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