一种再生粗金制备低氧含量高纯金的方法与流程

1.本发明涉及高纯贵金属的制备方法，具体涉及一种再生粗金制备低氧含量高纯金的方法。


背景技术：

2.高纯金(au≥99.999％)除了具有接触电阻低而稳定、导电性和导热性良好等特点外，还具有易键合、易形成膜以及与半导体基体附着性良好等特性，是电子行业如集成电路器件、半导体器件中的重要的基础原料，且对氧含量也是重要的衡量指标。
3.从电子废料、合金废料、含金废液等再生的粗金不能直接作为合格产品销售，需要进一步进行提纯才能获得高纯度的金。通常高纯金的制备方法有电解法、溶剂萃取法和化学还原法等。
4.杨国祥等采用电解法制备高纯金，将品位》99.9％的au铸成阳极板，在一定电流、电压下通电电解，制备的高纯金纯度》99.999％。
5.敬韬等开发了一步法高纯金生产工艺并实现产业化，在低金离子浓度(80～120g/l)和低酸(60～90g/l)的盐酸体系中进行，采用钛板阴极进行电解精炼，一步直接电解生产出高纯金，品位在99.999％以上，杂质含量均小于0.0001％。
6.刘文等的研究对含金废料用盐酸与硝酸混合酸溶解，赶硝酸，还原剂a还原，固液分离后，再用盐酸与硝酸混合酸溶解，赶硝，还原剂b还原，所得高纯金杂质元素总量《0.001％。
7.有研究报道将金(au50％～99.9％)溶于王水，加入除杂剂s，再用抗坏血酸或na2so3还原，洗涤，制备的金纯度99.995％。
8.有文献报道将99.99％au造液的方法制备较纯的氯金酸溶液，再用乙醚萃取，经反萃后，以二氧化硫还原，得到高纯金au≥99.999％。
9.中国专利cn109777968a公开了一种电子行业用高纯金的制备方法，将金锭王水溶解造液，调整ph值，微孔滤膜过滤，获得纯净的金溶液，加入还原剂还原，获得金粉，再用稀硝酸+氢氟酸煮洗，获得纯度99.999％，c、s含量小于1ppm的高纯金。
10.中国专利cn111889697a公开了一种制备电子行业用高纯贵金属的方法，将粗金(au》99.5％)采用盐酸通氯气加热溶解造液，往金溶液中加入硫酸、氢氧化钠，调整ph值2～4，50～70℃恒温搅拌2～5h，加入聚丙烯酰胺溶液，静置12～24h，过滤后金溶液采用001
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7型阳离子树脂进一步除杂，再采用过氧化氢溶液进行还原，得到的海绵金采用20％的硝酸、10％的盐酸煮洗0.5～1h，获得纯度99.999％的高纯金。
11.综上，在现有的高纯金制备方法中，电解法单批原料投入量大，积压的金属量很多，一次性投入成本相当高；化学还原法、萃取法通常需要采用除杂剂、离子交换和有机物多级萃取进行除杂，提纯周期相对较长，操作技术要求高，加之萃取剂价格昂贵，使成本相对较高。通常金属杂质可以通过电解、化学除杂、萃取等方法除去，但其中的氧元素无法通过电解、化学处理等方式除去。传统方法采用区域熔炼、单晶拉制等方式来降低非金属、部
分金属杂质的含量，然而这些方式存在能耗高、效率低的缺陷。
12.因此，有必要开发新的除去高纯金中微量氧的方法。


技术实现要素：

13.本发明的目的是针对现有低氧含量高纯金制备方法的不足，提供一种新的低氧含量高纯金的制备方法。
14.本发明实现上述目的的技术方案如下：
15.一种低氧含量高纯金的制备方法，包括以下步骤：
16.(1)预浸除杂：向再生粗金中加入盐酸并鼓入空气，在溶液ph值不大于1，反应温度不高于80℃的条件下进行预先浸出杂质。
17.(2)氯化溶金：将预浸除杂后的金物料采用盐酸+氯气进行溶解，稀释，过滤，获得氯金酸溶液；
18.(3)净化除杂：往氯金酸溶液先加入三氯化铁，添加量为金重量的0.01～0.3％，再用氢氧化钠溶液调节ph＝3～4，静置时间不少于2h，过滤，得到纯净的金溶液。
19.(4)低氧含量高纯金制备：将除杂后的金溶液稀释，加入过氧化氢溶液进行还原，过滤、洗涤，得到海绵金；将海绵金置于由密闭中频感应炉系统、气流泵、气体缓冲罐、气体流量阀、氧含量测试分析系统组成熔炼精炼装置中进行精炼脱氧，具体是将海绵金装于刚玉坩埚中置于感应炉，盖好炉盖，启动真空机组抽真空至一定真空度，关闭真空机组；然后在炉盖进气口通入氩气，开通冷却水，启动中频炉缓慢加热直至海绵金熔融，炉腔内的气体通过气流泵间歇控制进入气体缓冲罐，缓冲罐出气口连接流量控制阀间歇控制气体流出，流出的气体进入开启的氧含量测试分析系统进行氧含量实时检测，至氧含量不发生变化，冷却后得到低氧含量高纯金。
20.本发明的原理在于：
21.再生粗金中含有铅、铜、锌、铁、锡等杂质，直接浸出粗金将会使更多的杂质进入金溶液，影响高纯金的质量。因此，提出对再生粗金采用盐酸并鼓入空气加热浸出，使其中的铅、铜、锌、铁、锡等杂质浸出，为后续的高纯海绵金的制备创造条件；在氯金酸溶液除杂过程中添加三氯化铁作为载体，用氢氧化钠调整溶液的ph值后，fecl3载体水解生成的大体积的絮状fe(oh)3沉淀，能够吸附溶液中其他微细沉淀颗粒以及难于沉淀的胶体颗粒一起共沉淀，除杂效果更显著，同时fe
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全部水解沉淀，不会造成金溶液中铁离子的引入；海绵金在能够进行精炼脱氧的熔炼精炼装置中进行脱氧，确保低氧含量高纯金的制备。
22.本发明的有益效果在于：
23.本发明将再生粗金进行预浸除杂，降低了后续除杂的难度，氯金酸溶液通过三氯化铁载体水解法强化沉淀除杂，且不引入铁离子杂质，除杂效果好；海绵金在熔炼精炼装置中进行精炼脱氧，可实时检测氧的脱除情况，有效控制高纯金的氧含量。本发明具有工艺流程简单、杂质去除效果好、反应过程易于控制等优点，采用本发明获得的高纯金的纯度大于99.999％，氧含量不大于1ppm。
附图说明
24.图1为本发明的精炼脱氧装置的结构示意图。
25.图中的附图标记分别为：
26.密闭中频感应炉系统1、气流泵2、气体缓冲罐3、气体流量阀4、氧含量测试分析系统5。
具体实施方式
27.实施例1
28.一种低氧含量高纯金的制备方法，包括以下步骤：
29.(1)将100g再生粗金(au》95％)采用盐酸鼓入空气，在溶液ph＝0.5，反应温度60℃的条件下进行预先浸出杂质。
30.(2)将预浸除杂后的金物料采用盐酸+氯气进行溶解，加去离子水稀释3倍体积，过滤，获得氯金酸溶液；
31.(3)将0.05g三氯化铁配制成质量浓度10％的溶液加入氯金酸溶液中，再用质量浓度20％的氢氧化钠溶液调节ph＝4，静置2h，过滤，得到纯净的金溶液。
32.(4)低氧含量高纯金制备
33.将除杂后的金溶液稀释，加入过氧化氢溶液进行还原，过滤、洗涤，得到海绵金；将海绵金置于由密闭中频感应炉系统1、气流泵2、气体缓冲罐3、气体流量阀4、氧含量测试分析系统5组成熔炼精炼装置中进行精炼脱氧，具体是将海绵金装于刚玉坩埚中置于感应炉1，盖好炉盖，启动真空机组抽真空至一定真空度，关闭真空机组；然后在炉盖进气口通入氩气，开通冷却水，启动中频炉缓慢加热直至海绵金熔融，炉腔内的气体通过气流泵2间歇控制进入气体缓冲罐3，缓冲罐出气口连接流量控制阀4间歇控制气体流出，流出的气体进入开启的氧含量测试分析系统5进行氧含量实时检测，至氧含量不发生变化冷却后，得到低氧含量高纯金。
34.对本实施例制备获得的高纯金采用电感耦合高频等离子质谱icp-ms进行杂质元素分析，并与高纯金国家标准gb/t 25933-2010进行对比，结果如表1所示。采用高精度氧氮仪对高纯金氧含量进行分析，高纯金氧含量0.1ppm。
35.表1制备的高纯金杂质元素分析与国家标准对比
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从表1可以看出，本发明制备的高纯金的杂质含量小于0.000123％，纯度大于99.999％。

技术特征：
1.一种再生粗金制备低氧含量高纯金的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)预浸除杂：向再生粗金中加入盐酸并鼓入空气，在一定的条件下预先浸出杂质；(2)氯化溶金：将预浸除杂后的金物料采用盐酸+氯气进行溶解，稀释，过滤，获得氯金酸溶液；(3)净化除杂：往氯金酸溶液先加入适量三氯化铁，再用氢氧化钠溶液调节ph值，静置，过滤，得到纯净的金溶液；(4)高纯金制备：将除杂后的金溶液，加入过氧化氢溶液进行还原，过滤、洗涤，得到海绵金；(5)将海绵金置于熔炼精炼装置中进行精炼脱氧，冷却后，得到低氧含量高纯金。2.根据权利要求1所述的一种再生粗金制备低氧含量高纯金的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的再生粗金包括从电子废料、合金废料或者含金废液中再生的粗金，金的质量分数不小于95％。3.根据权利要求1所述的一种再生粗金制备低氧含量高纯金的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的盐酸预先浸出条件为：反应温度不高于80℃，ph值不大于1。4.根据权利要求1所述的一种再生粗金制备低氧含量高纯金的方法，其特征在于：步骤(3)所述的三氯化铁的添加量为金重量的0.01～0.3％。5.根据权利要求1所述的一种再生粗金制备低氧含量高纯金的方法，其特征在于：步骤(3)中调节溶液ph＝3～4。6.根据权利要求1所述的一种再生粗金制备低氧含量高纯金的方法，其特征在于：步骤(3)中静置时间不少于2h。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种再生粗金制备低氧含量高纯金的方法，其特征在于：步骤(5)所述的熔炼精炼装置由密闭中频感应炉系统(1)、气流泵(2)、气体缓冲罐(3)、气体流量阀(4)及氧含量测试分析系统(5)串接组成。8.根据权利要求7所述的一种再生粗金制备低氧含量高纯金的方法，其特征在于：步骤(5)所述的精炼脱氧包括：将海绵金装于刚玉坩埚中置于感应炉(1)，盖好炉盖，启动真空机组抽真空至一定真空度，关闭真空机组；然后在炉盖进气口通入氩气，开通冷却水，启动中频炉缓慢加热直至海绵金熔融，炉腔内的气体通过气流泵(2)间歇控制进入气体缓冲罐(3)，气体缓冲罐(3)的出气口连接流量控制阀(4)控制气体流出，流出的气体进入开启的氧含量测试分析系统(5)进行氧含量实时检测，至氧含量不发生变化；冷却后得到低氧含量高纯金。9.根据权利要求1-6任一项所述的一种再生粗金制备低氧含量高纯金的方法，其特征在于：步骤(5)所述的高纯金au＞99.999％、氧含量≤1ppm。

技术总结
本发明公开了一种再生粗金制备低氧含量高纯金的方法，包括：(1)向再生粗金中加入盐酸并鼓入空气，在一定的条件下预先浸出杂质；(2)将预浸除杂后的金物料采用盐酸+氯气进行溶解，稀释，过滤，获得氯金酸溶液；(3)往氯金酸溶液先加入适量三氯化铁，再用氢氧化钠溶液调节pH值，静置，过滤，得到纯净的金溶液；(4)将除杂后的金溶液，加入过氧化氢溶液进行还原，过滤、洗涤，得到海绵金；(5)将海绵金置于熔炼精炼装置中进行精炼脱氧，冷却后，得到低氧含量高纯金。本发明具有工艺流程简单、杂质去除效果好、反应过程易于控制等优点，采用本发明制备的高纯金的纯度大于99.999％，氧含量不大于1ppm。氧含量不大于1ppm。氧含量不大于1ppm。


技术研发人员：董海刚 赵家春 裴洪营 吴跃东 王钊 张纯熹 范云鹏
受保护的技术使用者：贵研铂业股份有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/9/23