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海绵金作为黄金提炼的中间产物，因其多孔隙结构形似海绵而得名。将海绵金提纯至99.99%以上的纯金标准，需经过化学溶解、杂质分离、高温精炼等科学步骤。本文结合工业实践与实验室操作规范，为您详细解读这一精密工艺。
一、核心流程：五步实现黄金提纯
王水溶解：打开黄金分子键
原理：将海绵金浸入由浓硝酸与浓盐酸按1:3比例混合的王水中，黄金与氯离子形成可溶性的四氯金酸（HAuCl₄）。
操作要点：
溶解温度控制在85-90℃，加速反应同时防止酸液过度挥发。
持续搅拌确保金颗粒完全接触酸液，溶解时间约2-4小时。
残留未溶物需二次处理，避免金损失。
过滤净化：物理除杂关键
设备：采用钛合金滤芯的真空过滤装置，可耐受强酸腐蚀。
步骤：
首次过滤：去除砂石、氧化物等不溶杂质。
二次洗涤：用去离子水冲洗滤渣，回收残留金溶液。
酸度检测：滤液pH值需保持＜1，防止金水解沉淀。
还原反应：化学沉淀黄金
还原剂选择：
无水亚硫酸氢钠（NaHSO₃）：常温下缓慢还原，适合实验室操作。
草酸（H₂C₂O₄）：高温下快速反应，工业生产首选。
现象观察：溶液由橙红色逐渐变为紫黑色絮状物，即海绵金雏形。
酸洗提纯：去除贱金属杂质
硝酸处理：将海绵金浸入10%稀硝酸，沸腾状态下保持30分钟，溶解银、铜等杂质。
双氧水强化：添加3%双氧水（H₂O₂），氧化残留有机物，提升纯度至99.9%。
高温精炼：终极纯度保障
设备要求：
中频感应炉：精准控温至1450℃，避免金挥发。
石墨坩埚：耐高温且不与金反应。
工艺控制：
熔炼阶段：加入0.5%硼砂（Na₂B₄O₇）作为助熔剂，降低熔点。
除气处理：真空环境下保持5分钟，去除氢气等夹杂气体。
浇铸成型：液态金注入石墨模具，自然冷却形成标准金锭。
二、设备与材料清单
类别 名称 规格/型号 用途
核心设备 中频感应炉 15kW，温控精度±5℃ 最终熔炼与浇铸
真空过滤系统 钛合金滤芯，孔径0.5μm 固液分离与杂质过滤
磁力搅拌器 转速0-1200rpm 加速王水溶解反应
化学试剂 浓硝酸（HNO₃） 68%，分析纯 配制王水与酸洗
浓盐酸（HCl） 37%，化学纯 配制王水
无水亚硫酸氢钠（NaHSO₃） 99%纯度 还原剂
辅助工具 铂金坩埚 50ml容量 少量样品处理
光谱分析仪 XRF-1800型 纯度检测（精度0.01%）
三、安全规范与应急处理
个人防护：
穿戴防酸碱手套（丁腈橡胶材质）、护目镜及防毒面具。
操作王水时，必须佩戴围裙并在通风橱内进行。
应急措施：
酸液溅皮肤：立即用大量清水冲洗15分钟，涂抹碳酸氢钠溶液。
吸入氯气：迅速转移至通风处，严重者需注射地塞米松。
环保要求：
废液处理：加入尿素（CO(NH₂)₂）中和至pH=7，再通过活性炭吸附重金属。
废气排放：安装碱液喷淋塔，吸收氮氧化物（NOx）等有害气体。
四、提纯效率优化策略
预处理技术：
对含银量＞5%的海绵金，采用电解法预脱银，可减少后续硝酸消耗量。
自动化控制：
引入PLC系统监控溶解温度与搅拌速度，使金回收率提升至99.8%。
节能方案：
熔炼余热回收系统，可将能耗降低30%。
五、质量检测标准
化学分析：
依据GB/T 11066《金化学分析方法》，采用火焰原子吸收光谱法（FAAS）检测杂质含量。
物理检测：
密度法：纯金密度19.32g/cm³，误差范围±0.02。
硬度测试：维氏硬度HV≈25，确保延展性符合工业标准。
