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高纯金属 - 高纯金. 主讲教师 豫光金铅 王光忠 2007.11. 金的性质. 主要内容. 金的资源. 金的冶炼方法. 金的精炼与提纯. 目录：. 第一章 金的性质与用途. 1.1 金的物理性质. 1.2 金的化学性质. 1.1 金的物理性质 1 ） 高密度、高熔点金属 纯净的金为黄色，俗称黄金。 金具有较大的密度， 20℃ 时为 19.32 高熔点、高沸点金属。熔点： 1063℃ ， 沸点： 2808℃ 。. 高纯金. 1. 金的性质与用途. 2 ）可锻性、可延展性.
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高纯金属-高纯金 主讲教师 豫光金铅 王光忠 2007.11
金的性质 主要内容 金的资源 金的冶炼方法 金的精炼与提纯
目录： 第一章 金的性质与用途 1.1 金的物理性质 1.2 金的化学性质
1.1 金的物理性质 • 1） 高密度、高熔点金属 • 纯净的金为黄色，俗称黄金。 • 金具有较大的密度，20℃时为19.32 • 高熔点、高沸点金属。熔点：1063℃， 沸点：2808℃。 高纯金 1. 金的性质与用途
2）可锻性、可延展性 • 金可压成0.0001mm厚度的金箔， • 金可拉成直径为0.001mm的细丝。 • 杂质金属（如铅、锑、铋）的存在会极大地影响金的可锻性、可延性，特别是铅、铋的含量影响尤其大，例如铅、铋的含量超过0.01%, 则会发脆难以拉成细丝和锻成金箔，甚至于无法打成首饰。
3）易形成合金 • 金容易与许多金属形成合金，在冶金工业中利用这些性质可以实现金的提取。例如：金易与铅形成合金，则可用铅来捕集金，再在阳极泥中提取。铜也能与金银形成合金。 • 汞也容易与金形成合金，这一性质也形成提金的一种方法，混汞法属于比较落后的方法，属于应淘汰之列，发达国家一般已不使用。
4)导电、导热性能良好 • 众所周知，银的导电性所有金属中是最好的，金的导电性能也仅次于银、铜而在所有金属中名列第三位。
1.2 金的化学性质 • 1) 金是最稳定的金属 • 金最重要的特征是化学活性低，很不容易与试剂反应。如在冶金工业中经常使用的三酸两碱（盐酸、硝酸、硫酸，氢氧化钠、氢氧化钾）都有不能单独与金反应。金也不与氧气、氮气、氢气、硫磺、碳起反应。因此，黄金制品可以长时间保存。
2) 金易与卤素反应 • 与卤素（X2）接触，则可以发生反应。例如：金在室温下可与溴反应，在加热的条件下可和氟、氯、碘反应。
3 ) 金与溶剂反应 • 大部分溶剂不能将金金属溶解，但在一定条件下溶剂也可和金起反应。 • 能溶解金的溶剂的特点是： 在溶剂中既要存在氧化剂，又要存在络合剂。
4)金在水溶液中的电极电位： • Au+ +e=Au E0=1.69V • Au3+ +3e=Au E0=1.58V • 即金在水溶液中难以溶解
在有络合剂存在的条件下，金的电极电位下降，则金会发生溶解。在有络合剂存在的条件下，金的电极电位下降，则金会发生溶解。 • AuCl4- +3e=Au+4Cl- E0=1.0V • 因此，在金的湿法冶金中，能作为溶剂的，既有氧化剂，又有络合剂
湿法冶金中金的一些溶剂 第二章 金的资源 • 溶剂 络合剂 氧化剂 • 氰化物 CN-O2 • 氯化液 Cl- Cl2,ClO-,KClO3 • 王水 Cl- HNO3 • 硫脲液 硫脲 Fe3+ • 硫代硫酸盐 S2O32- O2 2.1 矿石和矿床类型 2.2 贵金属主要矿物 2.3 金的供给与需求 2.4 金资源及生产概况 2.5 金的主要用途 2.6 金的重量计量
第2章 金的资源 • 金在地壳中的分布很广，但含量甚少，绝大部分的金在海水中，但其浓度太低(10-3~10 mg/m3)，目前从海水中提金暂无利可图。 • 金在地壳中的含量为0.004 g/t,
2.1 矿石和矿床类型 • 1.金矿石和矿床类型 • 工业上金的矿床分为脉金（又称矿金、岩金或原生金）矿床和砂金（次生）矿床。 • 工业上最重要的金矿床多数是属于热液型的。
砂金矿床一般离地面较近（地表或地下200~300m深），较原生矿易于开采砂金矿床一般离地面较近（地表或地下200~300m深），较原生矿易于开采 • 对于脉金，在现代技术条件下，工业意义上的最低含金量通常为1~4g/t。 • 在脉金矿床中，世界上最大的南非威特沃特斯兰德(Witwatersrand) 金矿床，已经开采了一百多年，提供了世界金产量的大部分。该矿的特点是含金并不太高（早期可达13g/t，目前只有4~5g/t），且很深，它的矿井是世界上最深的（平均3800m，个别达4300m）。
2.2 贵金属主要矿物 • 1金矿物 • 自然界中已发现的金矿物有98种，但常见的只有40余种，而在工业上有价值的仅十余种。 • 其中自然金、银金矿和金银矿最具有工业意义，大部分金是由这类矿物生产的；其次是金的碲化物
2.3 金的供给与需求 • 至2004年止，人类累计生产的黄金已经超过150kt, 且20世纪的黄金产量占总产量的75％以上。 • 黄金的消费主要集中在金融储备、首饰业、电子工业、制作金币、牙科合金、纪念币等领域。
年份 国家 1840- 1850 1851- 1876 1876- 1900 1901- 1925 1926- 1950 1951- 1975 1976- 2000 澳大利亚 加拿大 南非 俄罗斯 美国 其它国家 世界合计 0 0 0 7.5 5.2 5.2 17.9 51.7 2.2 0 22.6 58.4 19.1 154 39.7 4.8 20.7 29.1 51 37 182.3 54.5 21.2 178.4 24.6 93.9 104.9 477.5 22.9 85.1 292.3 73.2 66.8 159.9 700.2 22.4 87.8 582 134.9 40.4 117.9 985.4 122.1 93.7 488.8 137.7 155.7 456.2 1454.35 世界黄金产量（1840年~2000年）,百万盎司
2.4 金资源及生产概况 • （1） 金的储量和储量基础 • 据美国地质调查局统计，2004年全世界黄金储量为42000t，储量基础（确定的储量+推定的储量）90000t
我国的金矿资源 • 分布在山东、河南、陕西、吉林、河北、辽宁、四川、广东、湖南等省。 • 其中山东的招远、尹格庄、三山岛、焦家、新城、玲珑；河南、陕西间的小秦岭，江西金山，河南银洞坡，四川的东北寨，贵州烂泥沟，云南镇沅，甘肃格尔柯，新疆阿希金矿，黑龙江的乌拉嘎和吉林的浑春、夹皮沟，河北张家口，广东河台和台湾北港等都是有名的特大型或大型金矿床产地。
世界上最著名的金矿资源集中在威特沃特斯兰德（Witwatersrand)世界上最著名的金矿资源集中在威特沃特斯兰德（Witwatersrand) • 威特沃特斯兰德金矿田为世界上独一无二的超大型金矿田，它发现于1883年，至今已开采一百多年，已产出了近50000多吨黄金，并且仍然是世界上最大的金矿产资源。该矿田金储量约占南非金储量的98%、世界储量的14%，储量基础约占世界总基础储量的40％。矿田内分布着35座主要金矿山，其中年产金l0t以上的就有24座。
（2） 金的生产 • 2004年全球年产黄金约2470t， • 最大的黄金生产国仍然是南非，年产黄金344t； • 其次是美国，年产黄金247t。
1996~2004年世界主要黄金生产国矿产金的产量，t1996~2004年世界主要黄金生产国矿产金的产量，t
2.5 金的主要用途 • 黄金是人类较早发现和利用的金属，由于它稀少、特殊和珍贵，自古以来被视为五金之首，有“金属之王”的称号，享有其它金属无法比拟的盛誉，其显赫的地位几乎永恒。正因为黄金具有这一“贵族”地位，一段时间曾是财富和高贵的象征，用它作金融储备、货币、首饰等。在人类已产出的150kt黄金中，大约有32kt用作各国的金融储备，96kt以金币、金条和首饰形式为私人所拥有。
黄金的主要需求和用途有三大类 • ①用作金融储备 • ②用作珠宝、首饰、纪念币和奖章， • ③在工业与科学技术上的应用。
金在工业上的应用 • 1） 电子工业 • 2） 仪器仪表 • 3） 宇航工业 • 4） 润滑材料 • 5） 原子能工业 • 6） 化学工业 • 7） 光学 • 8） 医学
2.6 金的重量计量 • 贵金属，尤其是金、银的重量计量方式有多种，除了国际上通用的SI制中吨、公斤、克外，由于历史的原因，各国、地区形成的在本区域内的一些计量单位
第3章 黄金冶炼方法 3.1 物理方法 3.2 化学方法
黄金冶炼方法 物理方法 化学方法 见下页 混汞法 浮选法 重选法 第3章 黄金冶炼方法
3.1 物理方法 3.1.1 混汞法 混汞法是回收粗粒单体金的有效方法。该方法是将含黄金的矿石与汞碾磨,使Ａｕ溶于汞中成金汞齐,再将汞蒸发便得到粗金。混汞法提金收率在50%～60%之间。该法对高品位黄金矿处理比较适合,不适于碲金矿、砷锑金矿。
3.1.2 浮选法 浮选法是一种重要而有效的富集金属矿的方法。该法很适宜回收0.84ｍｍ的金粒。冶炼低品位金矿和金矿尾矿常用此法,该法对含金、铜、铅、锌的硫化矿也适用。浮选法关键在于捕收剂的选择。
3.1.3 重选法 重选法是利用黄金与脉石的密度差异进行重力分选的方法,是人们从金矿中回收黄金的最古老的方法。重选法在脉金矿的选矿或提取工艺中,主要用于磨矿回路回收粗粒单体金。对砂矿的提金该法占主导,砂矿经粗选后须再采用重选、磁选、电选或由这些方法组成的联合流程精选 ,最后采用火法冶炼获得成色为 85%～9 2%的成品金。
3.2 化学方法 3.2.1 氰化法 据不完全统计 ,当前我国采用氰化法生产黄金的产量占全国黄金总产量的 60%以上。氰化法的原理是 :将磨细的矿石用ＮａＣＮ溶液浸泡 ,并通入空气 ,加入生石灰或ＮａＯＨ调节ＰＨ值在 11～13之间使单质金溶解于溶液中 ,溶液分离后 ,对液相采用锌置换法 (或炭浸法、炭降法、堆浸法、离子交换树脂吸附法、一步电积法等法)从氰化金中回收金。
具体反应方程式如下 : 氰化法提金的产率高达90%以上。该法适合混汞后的尾矿和含金品位在 5ｇ/ｔ～ 20ｇ/ｔ的矿石的处理。也能应用于硫化矿石等耗氧性难处理矿石。但对含砷、含碲金矿难以氰化 ,对炭质金矿和含铜量高的金矿收率也低。
硫脲法浸金一般在酸性介质 (如 等 )中进行(PH<1.5) ,通常用Fe3+作氧化剂。实验表明,在硫脲的酸性溶液中,在氧化剂的作用下,金的浸出率远远大于氰化钠溶液的浸出率 ,对于用硫脲法难浸的金矿,大多倾向于预处理,对于毒砂矿先用硫酸浸出砷后再用酸性硫脲浸取金,浸出率大于 95%。 3.2.2 硫脲法 硫脲法是一种无氰提金且有推广前景的方法。原理是金溶解在酸性硫脲溶液中形成配合物 ,反应式为 :
3.2.3 多硫化物法 用多硫化物浸取含金硫化精矿,金的浸出率为93%。多硫化物法在工业应用方面尚未取得突破,仍处于开发阶段。最近,有人提出一种新型无氰提金技术即石硫合剂法,从高铅金精矿中浸出金,采用二段浸出工艺,金的浸出率可99%。
