锌粉置换黄金技术详解

锌粉置换提金是一种古老的湿法冶金技术，主要是用锌粉（或锌丝）从含金氰化贵液中置换回收黄金。尽管现代黄金提炼技术已经非常先进，但锌粉置换法仍然在一些特定场合被使用。本文，我们将围绕锌粉置换黄金技术展开介绍。

一、锌粉置换金技术

锌粉置换法主要应用于金矿选矿流程中氰化浸出后的环节。金矿石经过破碎、磨矿等预处理工序，使矿石粒度减小，增大金与氰化剂的接触面积，然后进行氰化浸出，使金溶解进入溶液，形成含金氰化贵液。这些贵液随后进入锌粉置换系统，通过锌粉的置换作用，实现金的沉淀回收。

锌粉置换黄金的原理是基于金属活动性顺序（氧化还原反应），其化学反应式为：2Au(CN)₂⁻+Zn→2Au↓+Zn(CN)₄²⁻。在金属活动性顺序中，锌的还原性强于金，这使得锌能够将氰化贵液中的金离子还原为金属金并沉淀析出，同时锌自身被氧化溶解，与氰根离子结合形成锌氰络合离子。

该反应在碱性氰化物溶液环境下自发进行，从热力学角度看，反应的标准电极电势差促使反应朝着生成金属金的方向进行，且反应的平衡常数较大。另外，锌粉置换金的操作流程易于掌握，对操作人员的技术要求适中，换金的速度快，黄金回收率通常能够超过99%。

二、锌粉置换金适用条件

氧化矿、游离金矿石：氧化矿和游离金矿石中的金矿物容易与氰化剂发生反应，使金溶解进入溶液，适合采用氰化浸出-锌粉置换工艺进行处理。这类矿石中的金能够在氰化过程中充分浸出，为后续的锌粉置换提供良好的条件，从而实现较高的金回收率。

含银较高的金矿：由于锌粉置换法能够同步回收银，因此对于含银较高的金矿具有独特的优势。在处理这类矿石时，通过锌粉置换，可以同时获得金泥和银的富集产物，提高了矿石中贵金属的综合利用价值。

不适用于含铜、砷等干扰元素高的矿石：当矿石中含有较高浓度的铜、砷等元素时，这些元素在氰化过程中会形成相应的络合离子进入贵液。在锌粉置换过程中，铜、砷等杂质离子会与锌粉发生反应，形成杂质沉淀，不仅消耗锌粉，还会降低金的置换效率，同时使金泥中的杂质含量增加，影响后续金的精炼提纯。

三、锌粉置换金流程

锌粉置换金的常规流程通常包括：贵液净化、脱氧、锌粉混合、置换沉淀、压滤分离、金泥熔炼等环节。

1、贵液净化

含金氰化贵液中常混有矿泥、未溶解矿物颗粒及有机物等杂质，这些物质会阻碍锌粉与金离子接触，降低置换效率，甚至堵塞设备。因此，需通过净化来保障后续流程的稳定进行。

贵液净化常采用板框压滤机完成作业，工作时，贵液在0.6-0.8MPa压力下透过滤布，悬浮物被拦截形成滤饼，过滤精度可达5-10μm。部分矿山会增设管式过滤器作为预过滤设备，采用陶瓷或不锈钢滤芯，进一步降低悬浮物含量。

2、脱氧处理

溶解氧的存在会对锌粉置换金的反应产生严重阻碍。一方面，氧会优先与锌粉发生氧化反应，消耗锌粉；另一方面，氧会氧化已置换出的金属金，使其重新溶解进入溶液，降低黄金回收率。因此，需进行脱氧处理。常用的脱氧方法有两种，分别是真空脱氧塔和化学脱氧。

真空脱氧塔：是利用真空脱氧塔创造负压环境，来降低溶液中氧的溶解度，贵液从塔顶进入后被分散成细小液滴，增大与气相的接触面积，在-0.09MPa真空度下，氧的溶解度可从8ppm降至0.5ppm以下。

化学脱氧：在海拔较高或真空脱氧效果不足的场景下，可采用化学脱氧法作为补充。亚硫酸钠（Na₂SO₃）是常用的脱氧剂，与氧发生反应：2SO₃²⁻+O₂→2SO₄²⁻。药剂添加量需根据氧含量精确控制，一般为理论用量的1.2-1.5倍，确保残余氧含量＜1ppm。

3、锌粉混合

锌粉混合对锌粉的要求是工业级锌粉粒度需控制在-0.01mm（325目）以下，比表面积≥1.5m²/g，以确保足够的反应活性。活化常采用醋酸铅作活化剂，用量通常为5-10mg/L。在活化过程中，铅离子在锌粉表面形成微电池结构，降低反应活化能，使金离子还原速率提高30%-50%。

4、置换沉淀

置换沉淀适用的是长方形槽体的置换箱，内部分隔为4-6个隔室，贵液与锌粉从前端进入，依次通过各隔室完成反应。置换过程中要严格控制pH值（10-11），反应温度控制在20-30℃。这主要是因为在酸性环境中，氰化物会发生分解，产生有毒的氰化氢气体，不仅会造成贵金属损失，还存在安全隐患；而在合适的碱性条件下，能够维持氰化物的稳定，保证置换反应正常进行，同时防止锌粉在酸性条件下发生不必要的腐蚀反应。

5、压滤分离

置换反应完成后，需通过压滤设备分离金泥与贫液。常压滤机作为过滤设备，作业时，滤板在液压系统作用下压紧形成过滤腔室，含金矿浆在0.8-1.2MPa压力下过滤，金泥被截留在滤布表面。

6、金泥熔炼

压滤所得金泥含有锌、铅、铜等杂质，需通过熔炼工序提纯。熔炼设备可采用中频感应炉或电弧炉，金泥与熔剂（碳酸钠、硼砂等）按比例混合后入炉，在1200-1300℃高温下熔化，杂质形成炉渣上浮分离。熔炼后的粗金锭需进一步电解精炼或化学提纯。

以上便是锌粉置换黄金技术的详细介绍。在实际选矿厂中，是否适用锌粉提金技术，需结合矿石性质、金品位、选矿规模、成本效益、环保要求及选矿厂整体情况进行综合考虑。鑫海矿装在金矿选矿技术研发方面，在锌粉置换提金技术方面，可实现自动化控制技术，为黄金选冶行业的有效、可持续发展提供有力支撑。