JPS646255B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 伝統的に、宝石のようなドーア（Dore）金あ
るいは金合金スクラツプからの金の回収あるいは
精錬は、高度に専門化しかつ熟練した精錬工の作
業を必要とした。なぜならば作業に含まれている
プロセスの複雑性およびこの種の複雑なプロセス
に含まれる材料の使用に内在する危険があるから
である。1970年代の末期に先行して、純粋状態の
金は、鉱石あるいは溶液から硫化アルカリ、浸
出、あるいは極めて毒性で危険である若干のシア
ン化合物によつて抽出された。

1970年代末期の間、金の価格が急上昇し、王水
あるいはシアン化アルカリ溶液を使用する方法が
この目的に対して普及した。前述のように、これ
らの先行技術のプロセスは、毒性のある化学薬剤
が含まれているから、ヒトに対して甚だ危険であ
る。それらのプロセスも複雑かつ遅いものであ
る。

米国特許第4182671号において、電解式金およ
び銀精錬槽およびプロセスが開示され、槽の陰極
で銀および陽極で金を生成するように電解液とし
て明らかに濃縮した硝酸および硝酸銀（有毒物
質）の溶液を使用している。

本発明の主要目的は、一般に金の回収あるいは
精錬に関する公知の先行技術に関する改良、特に
前記米国特許第4182671号特許で例示される先行
技術に関して改良することにある。この改良は、
とりわけ、そのプロセスおよびそのプロセスを実
施する装置の簡易化を含んでいる。このプロセス
は、本発明において遥かに安全、迅速、一層経済
的およびより用途多くになされており、本発明を
実施するプロセスおよび装置が金を精錬するため
にしか使用されず、したがつて他の金属の精錬に
対して使用されない。その装置に関しては、先行
技術で必要とされる多数の構成分子は、完全に削
除された。このような簡易化の結果として、その
プロセスおよび装置を監視するために高度に専門
化しおよび高度熟練した技術者達を最早や使用す
る必要がなく、したがつてこれらの目的のために
高度の熟練を必要としない。本発明の最も重要な
特徴は、スラブ陽極を形成する金合金が白金ある
いは他の白金金属類のない純度99.9％まで金を精
錬するため電解槽で緩硝酸溶液を使用するもので
ある。

精錬される金合金、ドーア金あるいはスクラツ
プが白金を0.5％以上含む場合は、溶解されかつ
後に回収される銀の使用を必要とし、銅あるいは
他の非鉄金属あるいはこの種金属の合金を使用し
て4.8カラツト（金20％）までとし、生ずる合金
は、電解液として硝酸水溶液（H₂O₇／100〜60％
でHNO₃40％＋溶液当りEADSエチレンジニト
リロテトラアセチツクアシツドジリジウムソルト
ー（HO₂CCH₂）₂N（CH₂）₂N
（CH₂CO₂NA）₂2H₂O2ｇ）を使用する電解槽にお
いて陽極バーから懸垂するため矩形のスラブ陽極
に鋳造される。この溶液が貯槽から供給され、そ
れから不銹鋼容器陰極に入れられる。電解槽に対
し陽極面約6.45cm²（平方吋）当り２〜2.5アンペ
アの電流密度をもつ直流が３〜５ボルトの電圧で
この電解槽へ印加された。水ジケツトの形式にし
た冷却装置がこの電流および電圧によつて発生さ
れる熱の結果としての電解溶液の沸騰を防止する
ように用いられる。

電解の結果として、銅のような卑金属は、電解
溶液で溶解される。これが発生するにつれて、ス
ラブ陽極の金が泥あるいはスライムとして容器陰
極の底へ沈澱する。溶液は、それから濃硝酸で煮
沸されるかあるいは水酸化アンモニアで単洗浄
（plain）されるスライムから濾過される。金泥が
再び濾過され蒸留水で完全に洗浄され、乾燥され
かつそれから溶融状態へ加熱されかつ所望の形状
にされる。生じる金は純度99.9％である。金合金
スラブ陽極において白金あるいはパラジウムが存
在したかおよび陽極金属の銀添加がなされたなら
ば、これらの白金金属は、電解質溶液で溶解され
ただろう。イリジウムあるいは若干の他の白金族
金属が存在したならば、それらは、生ずる金泥あ
るいはスライムで残つただろうし、除去するため
その後の処理を必要とする。慣用上、銀は、保持
タンクの電解質溶液へ金属を導入することによつ
て回収され、このタンクでは銅が硝酸塩の銀を置
換し、金属形式の銀を生ずる、NaOH（ソジウム
ヒドロオキシド）のような銀を沈澱する他の形式
が容易に利用可能である、同一参照数字が同じ部
品を示す図面を詳細に参照して、第１図で全体が
示される装置は、金回収プロセスの簡易性を十分
活用するように構成される自蔵式単位体である。
この装置は、７個の主要成分、すなわち、変圧器
１０ａおよび整流器１０ｂを含んでいる直流電源
１０、電解槽１１、汚染防除装置１２、循環弁１
３ａを含む冷却装置１３、制御パネル１４、濾過
装置１５、および乾燥容器１６から成る。これら
の主要成分は、さらに説明されるだろう。

前述のように、白金を0.5％以上含む場合は、
このプロセスは、電解槽１１へ合金スラブ陽極を
置く前に精錬される金合金の銀添加を必要とす
る。このプロセスは、すべて他のプロセス段階を
完了した後最終的に生成される純粋金粉末を溶融
する必要もある。

4.8カラツトまで低くするには、精錬されるス
クラツプあるいは貴金属合金を溶融しかつ銅、あ
るいは他の卑金属または合金のような適量の非鉄
金属を添加することによつて行なわれている。銀
は、精錬される合金において白金がかなりの量
（0.5％以上）含む場合に添加される。この銀添加
は、他の金属との金の均一配合を確保するため、
ほぼ約1205℃（2200〓）の温度を発生することが
できる溶融炉で実施される。必要に応じて、この
種の配合を確保するため黒鉛棒での撹拌を行なう
ことができる。それから配合溶融金属は、開放面
鋳型へ注入され、時間当り純金約170〜200ｇ（６
〜７オンス）を回収できる本発明の実施例におい
てそれぞれ約2.8cm×9.8cm×0.3cm（１−1/2吋×
３−7/8吋×1/8吋）の寸法となる断面多層となつ
ている矩形スラブ陽極へ形成する。本発明は、こ
れらの量および上述の寸法へ決して限定されずし
たがつてこれらの要図が実際上甚だ広汎に変化し
てもよい。事実上、公知の先行技術に較べたこの
プロセスおよび装置の融通性は、本発明の重要な
特徴および長所の１つである。

本発明では精錬される金合金に白金金属がなく
又は0.5％未満しか含まれない場合は銀を添加す
る必要がない。さらに説明を理解し易くするた
め、14カラツトの金約835ｇ（22トロイオンス）
が精錬されるものと仮定される。この金は、重量
で下記の分析をもつている。

金＝12.8トロイオンス 14／24＝12.8／22 銀＝4.60トロイオンス ５／24＝4.6／22 銅＝4.6トロイオンス ５／24＝4.6／22 この金合金が白金を0.5％未満しか含まない場
合は4.8カラツト、あるいは20％まで銀添加を要
求するから、銀および銅の重量に対する現存する
金の重量を１：４の比にもたらすためスラブ陽極
を溶融、鋳造する前に金合金とともに溶融炉に一
定量の銅を添加しなければならない。

若し12.8トロイオンスの金が、上述のように、
存在しまた9.2トロイオンスの銀および銅も存在
する場合、そのときには、溶融炉へ42オンスの追
加銅を添加しなければならない。生ずる合金は下
記の組成となるだろう。すなわち、 金＝12.8トロイオンス4.8／24＝12.8／63 銀＝4.6トロイオンス 銅＝45.6トロイオンス 63.0トロイオンス スラブへ鋳造した際のこの金属の比重が下記と
なり、すなわち 金 12.8×10.20トロイオンス／約16.5cm³ （立方吋） ＝130.56 銀 4.6×5.548トロイオンス／約16.5cm³ （立方吋） ＝25.52 銅 45.6／63.0×4.710トロイオンス／約16.5cm³ （立方吋） ＝214.77／370.85 比重＝370・85／63.0＝5.88 4.8カラツトの金合金約1350ｇ（36オンス）が
上述の比重で精錬されると、電解槽の陽極は、そ
れぞれ約2.8cm×9.8cm×0.3cm（１−1/2吋×３−
７／８吋×1/8吋）の寸法となる７つのスラブ部分１
７ａから成る。一度これらが鋳造されると、スラ
ブ部分は、第４および第５図で詳細に示される電
解槽７９でとりつけられるように用意される。

直流電源１０は、３〜５ボルトで250アンペア
を供給できる110ボルト３相60サイクル半導体ミ
リコン整流器１０６から得られる。この容量で、
この直流電源は、このプロセスを実施するのに要
する範囲である約6.5cm²（平方吋）当り２〜2.5ア
ンペアの電流密度を発生することができる。この
電流は、標準電気接続部を介して槽１１へ供給さ
れる、（第４および第５図）。

本発明の重要要素である電解槽１１は、追加し
て、正端子１８へ２１でのように従来通りに接統
される取外ずし可能な不汚鋼陽極棒２０、および
負端子１９へ従来通りに接統される取外ずし可能
な不銹鋼容器陰極２２から成る。槽１１は、陽極
スラブ部分１７ａが容器２２あるいはタンク内に
ありまたその中で縦方向軸線で心出しされる。好
ましくは、陽極棒２０は、容器陰極２２の床の上
約26.7cm（10−1/2吋）で置かれる。この陽極棒
は、容器陰極２２から従来の手段によつて電気的
に絶縁されている。

濾過装置１５は、容器陰極２２へ挿入されかつ
容器陰極２２の床にある下方端でミクロンフイル
タ２４をもつ約0.9cm（3/8吋）管２４から成る。

動および可逆ポンプ２５は所要吸引作用を発生
し、容器陰極２２の底で形成される金スライムか
ら液体電解質および洗浄液を濾過する。この濾過
器は、可逆ポンプによつて提供される逆流によつ
て自己洗浄される。

槽１１内に、容器陰極の電気化学反応によつて
生成される煙霧に対する出口２６がある。透明な
ポリカーボネートの蓋２２は槽１１を被覆し、開
放されている容器陰極２２の上部からの煙霧の漏
洩を防止する。

容器陰極の側壁は、冷却装置１３によつて取り
囲まれ、この装置が弁１３ａを開閉することによ
つて金回収プロセスの間冷却水を通過させるジヤ
ケツト２８から成り、弁のうち片方が冷却水を進
入させまた弁のうちの他方が冷却水を排出する。
この冷却装置は、反応によつて発出される熱を散
逸し、したがつて電解溶液の沸騰を防止する。容
器陰極２２の底壁へ固着される加熱素子２９は、
このプロセスの最後の部分で高温硝酸浴の間のみ
動作し、この酸を沸騰させる。これと異つて、水
酸化アンモニア浴は、酸浴の代りに沸騰しないで
使用することができる。

銀添加される金合金の完全なスラブ１７を形成
する複数のスラブ陽極部分１７ａは、チタニウム
クランプ３０へ挿入され（第５図）、これらのク
ランプがフアスナ手段３１によつてのように陽極
棒２０へ挿入される。その電解質は、今や容器陰
極２２へ注がれ、スラブ陽極１７を完全に被覆す
る。図示した実施例では７個の約2.8cm×9.8cm×
0.3cm（１−1/2吋×３−7/8吋×1/8吋）のスラブ
部分を被覆するのに電解質6.5を必要とする。
蝶番３２で開閉する蓋２７が閉じられ、直流電流
が印加される。このため、図示されない汚染防除
装置２の送風機を自動的に作動する。

槽の電気化学的プロセスの結果として、スラブ
陽極１７のすべての銀および銅は、電解質溶液へ
溶解され、したがつて精錬された金が容器陰極２
２の底まで落下する。スラブ陽極１７が消滅する
とき、電流が流れなくなり、沈澱したスライム状
の金は容器陰極の底部に残存する。この時点で
過装置１５が始動して容器陰極の金から電解液を
濾過する。５ミクロン濾過器２４は、濾過器を介
する金の通過を防止する。使用した電解液が一度
漏過されると、漏過装置を遮断し、したがつて十
分濃縮した硝酸あるいは水酸化アンモニアが配管
３４を介してこの装置の頭上貯槽３３から容器陰
極へ注がれ、陰極の底に含まれる金泥を被覆す
る。通常、このため約硝酸1/2を必要とする。
加熱素子２９は、投入され、約５分間この硝酸を
沸騰させる。若し水酸化アンモニアが使用される
と、上述のように沸騰を必要としない。このプロ
セスが完了するとき、濾過装置１５が再び作動さ
れ、使用済硝酸あるいは水酸化アンモニア浴を濾
過する。濾過装置が遮断され、したがつて頭上貯
槽３３からの蒸留水は、濾過装置の金泥を洗浄す
るように容器へ排出される。それからこの洗浄水
は、容器陰極から濾過され、容器陰極２２からの
水の濾過によつて後続される蒸留水での金泥の第
２洗浄が実施される。

取外ずし可能フアスナ３５によつて保持される
容器陰極２２が今や電解槽１１から取り外ずされ
かつ、第３図で最も明瞭に理解できるように、こ
の装置の乾燥区劃室１６で置かれる。金泥の含水
量が十分低くなり、容器陰極から乾燥金粉末を乾
燥するよう、区劃室１６で乾燥を続ける、この操
作は、通常５〜10分必要とし、これに続いて乾燥
室の蓋３６が開放され、容器陰極は取り外ずさ
れ、したがつて捕集容器へ純金粉末を沈積するよ
う逆にされる。この容器から、銀添加に使用され
る同一溶融炉へこの金粉末を置くことができ、こ
の場合、精錬金が溶融状態まで戻され、したがつ
て適当な鋳型へ注入することができる。

汚染防除装置には、電解槽の出口２６を越え
て、水および苛性ソーダ剥離溶液を介してこの槽
からの煙霧を連続的に引き、NOおよび、NO₂煙
霧を中和する。それらの煙霧は、第３図で示すよ
うに、出口２６から剥離溶液を含んでいる不銹鋼
タンク３７へ送風機３７ａによつて引かれる。こ
の溶液が飽和状態になるとき、新鮮な溶液と取り
替えられる。

容器陰極２２から除去される電解質、硝酸およ
び蒸留水は、異なる濃度において、硝酸銀溶液の
形式の銀の量をもち、この溶液がトロイオンス当
り20＄の現在市場価値のために、有利に回収でき
る。回収は、槽１１の下部にある電解液保持タン
クの溶液へ金属銅あるいはNaOHを導入するこ
とによつて行なわれる（第２および第３図）。銅
は、硝酸銀を置換し、金属形式の銀を生ずる。こ
の銀は、溶液の残部から濾過されかつ洗浄され溶
融に先行して乾燥される。

この装置の制御パネル１４は、直流電源１０が
賦活されるときはいつも汚染防除装置１２をも賦
活されるように構成されている。また、加熱素子
２９が附勢されるとき、汚染防除装置１２は、自
動的に投入される。加熱素子２９および直流電源
１０は、同時時に投入することができない。これ
らの電気制御装置は、技術的水準の制御装置であ
り、したがつて詳細に説明する必要がない。

槽１１で発生する反応は、次下のように説明す
ることができる。電解液にされている硝酸、この
プロセスの間槽を介して通過する電流は、スラブ
陽極１７の銀および卑金属を酸化させる。下記の
イオン反応が発生し、すなわち AgAg⁺＋e^- CuCu²⁺＋2e^- ZnZn²⁺＋2e^- 金属Ｍでは ＭＭ（イオン）＋電子 電解液槽内に硝酸が存在すると、スラブ陽極で
起電力の作用を陽極と陰極が受ける。陽極に形成
された金属イオンは陰極に移動しその負電荷（電
子）を放電し、従つて銅（Cu）、銀（Ag）又は
亜鉛（Zn）の金属原子になる。この反応の間、
陽極金属はイオンになつた溶液にされる。この反
応は陽極内の全ての金属が変換して陽極が溶解す
るまで継続する。存在条件下で電子の酸化又は損
失に抵抗する金はスライム又は泥として陰極に落
下する。換言すると、 これらの金属イオンは、槽へ印加される起電力
の作用を受けて、陰極２２に対して移動し、した
がつて下記のイオン反応で陰極において沈澱され
る。すなわち、 Ag＋ ＋ｅ− −Ag Cu＋² ＋2e− −Cu Zn＋² ＋2e− −Zn 一度陰極に接触すると、これらの金属粒子は、
硝酸と反応して複数の硝酸塩、Ag（NO₃）、Cu
（NO₃）₂、Zn（NO₃）₂を生成し、これらの硝酸塩が
電解液に存在する水で容易に溶解可能である。ス
ラブ陽極１７の金は、酸化に対するその抵抗力の
ために、決して酸化されない。その陽極が電解溶
液で溶解するにつれて、その金は陰極２２の床へ
落下する泥あるいはスライムとして沈澱され、他
の金属が、前述されるように、溶液で残つてい
る。溶液の上述のEADSは、洗剤あるいは乳化剤
の機能を果し、スラブ陽極から落下する精錬され
た金の粒子を電解溶液中で浮遊することを防止す
る。このEADSは、また他の場合このプロセスを
防げる分極を防止する。折々、スラブ陽極の金が
イオンの自由移動を妨げる遮蔽を形成するかも知
れないが、しかし槽１１へ印加される電圧のため
に電気的に正のイオンは、この遮蔽を突き破り、
したがつて陰極２２へ移動する。この金の遮蔽が
イオンによつて貫通される場合に、この遮蔽は、
崩壊しおよび容器陰極２２の底へ落下しおよびこ
のプロセスが完成まで連続する。金が本発明のプ
ロセスで決して溶解されないから、煙霧の金の電
位損失が防止される。従来の処理法では金を溶解
するような王水の沸騰が生じて上記の損失が生じ
る。本プロセスは、電解液から金を沈澱させる失
敗によつて起される金の損失、および他のプロセ
スで使用されるガラスあるいはセラミツク容器の
こぼれおよび／あるいは破損によつて起される損
失を防止する。

金が溶液にされず銀添加される本発明は合金中
に存在する銀の量には影響されることがなく、ま
た精錬される合金で存在する銀と金との相対量に
したがつて電解液を変更する必要がない。さら
に、電圧および電流密度は、公知の先行技術にお
けるよりも危険ではない。また金20％をもつ合金
１Kgを処理するため前記電解液５を使用する限
り該電解液を補給する必要はない。

本発明の別の重要な属性は、合金からの多量あ
るいは少量の金精錬あるいは回収に対する所座の
適応性である。多くの可変要素が含まれるから、
大抵の他のプロセスは、宝石等から比較的少量の
金を回収するのに適しない。高温硝酸方法がこの
点で融通性がある一方、それが極端に遅くかつ多
くの工数を要し、したがつて甚だ高価なものにす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による金回収装置の斜視図、
第２図は、第１図の装置の正面図、第３図は、上
記装置の側面図、第４図は、この装置の部分を構
成する電解槽の拡大正面図、第５図は、電解槽の
側面図である。 １０…直流電源、１１…電解槽、１２…汚染防
除装置、１３…冷却装置、１４…制御パネル、１
５…漏過装置、１６…乾燥容器（室）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金を含む合金本体を陽極とし且つ電解質と硝
   酸を収容し該陽極からの金を収集する容器を陰極
   とした電解槽、該電解槽の陽極端子と陰極端子に
   電気的に接続し電力を供給する直通電流、電解槽
   の運転中電解槽からの有毒煙霧を除去しこれを中
   和するよう連結してある汚染防除制御装置、電解
   槽の電解質冷却装置、容器陰極内にフイルタを含
   む電解槽用電解質過装置、直流電源と汚染防除
   制御装置へ電気的に接続した制御装置とより成る
   ことを特徴とする金回収装置。 ２ 上記容器陰極の底壁に設けられた電気加熱素
   子は上記制御手段と電気的に結合されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の金回
   収装置。 ３ 上記槽、上記汚染防除装置および上記過装
   置および制御手段を含む本体部分をもつ自蔵式単
   位体、および上記本体上で電解質に対する頭上貯
   蔵手段を形成することを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項に記載の金回収装置。 ４ 過手段が電解質ポンプおよび保持タンク手
   段から成り、上記過器が容器陰極の底で沈澱さ
   れる精錬金粒子の通過を阻止している間液体電解
   質を通過させることのできる型式にされているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の金
   回収装置。 ５ 上記過器が５ミクロン過器から成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の金回
   収装置。 ６ 上記流体冷却装置が容器陰極を取り囲みまた
   冷却水入口および出口をもつジヤケツト、および
   上記ジヤケツトの冷却水の循環を制御する上記槽
   に対する外側の複数の弁から成ることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の金回収装置。 ７ 上記槽の横方向に上記本体部分にありかつ上
   記槽から容器陰極を除去した後容器陰極の精錬金
   を乾燥しかつ上記槽を排水するため容器陰極をそ
   の中に全部受け入れるに適した乾燥室手段から成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載
   の金回収装置。 ８ 上記槽が煙霧を閉じ込めるため上に載せる透
   明蓋をもつていることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項に記載の金回収装置。 ９ 上記過手段が可逆手段にされており、その
   ためこの過手段が自己浄化式であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の金回収装
   置。