亞硫酸鈉在稀貴金屬冶金中的應用

亞硫酸鈉是一種無(wú)色結晶體，具備難溶于醇，與液氯、氨不溶的性質(zhì)，并且其水溶液屬堿性。一般情況下，在工業(yè)制備無(wú)水亞硫酸鈉時(shí)，往往將純堿、硫磺作為原材料，經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應制得。值得一提的是，這并不是唯一的制取方法，還可以通過(guò)二氧化硫或者包含二氧化硫的廢氣作為原材料。除此之外，亞硫酸鈉在特定的環(huán)境下可以還原相應的物質(zhì)，為冶煉金、銀等金屬提供了幫助，在稀貴金屬的精煉等工作中應用范圍逐漸擴大。

一、在稀貴金屬富集中的應用

在實(shí)際工作過(guò)程中，要想將硫元素在含硫的貴金屬材料中分離提取出來(lái)，可以使用物理和化學(xué)兩種方法展開(kāi)具體操作。具體來(lái)說(shuō)，對于物理法而言，可以采取浮選法、真空蒸餾法、高壓清洗法等，而無(wú)機溶劑法、有機溶劑法則屬于化學(xué)法的范疇。但是，需要注意的是，在使用無(wú)機溶劑和有機溶劑進(jìn)行具體操作時(shí)，需要選取合適的溶劑，以便可以滿(mǎn)足實(shí)際工作所需。一般情況下，使用的無(wú)機溶劑包含硫化鈉、氫氧化鈉、石灰乳等;而二甲苯、煤油、四氯化碳等則為有機溶劑。如果處理方法和化學(xué)溶劑選擇不恰當，會(huì )降低硫元素的提取率，造成大量的經(jīng)濟損失。

早在上個(gè)世紀，我國就有金屬冶煉廠(chǎng)開(kāi)展了提取脫硫和硅的工作，其主要是通過(guò)使用氫氧化鈉溶液，再經(jīng)過(guò)一系列操作實(shí)現目標。然而，這一方法在一定程度上提高了貴金屬分散率，不利于后續工作的開(kāi)展，也給冶煉廠(chǎng)造成了巨大的經(jīng)濟損失。因此，相關(guān)技術(shù)人員為了有效解決這一問(wèn)題，研究出了亞硫酸鈉脫硫法，該方法的主要作用機制是將亞硫酸鈉和硫放在合適的條件下，經(jīng)過(guò)一系列反應制取出硫代硫酸鈉，這樣就可以實(shí)現在銅鎳合金氯化渣中提取硫的目標。值得一提的是在此過(guò)程中，部分環(huán)節可以循環(huán)使用，對于洗水部分而言，可以循環(huán)使用在脫硫環(huán)節中，而脫硫環(huán)節產(chǎn)生的液體，則可以通過(guò)蒸發(fā)結晶制得硫帶硫酸鈉，這樣既可以在一定程度上提高工作效率，還有效避免了資源不必要的浪費，提高了實(shí)際回收率。

相關(guān)研究人員針對該方法進(jìn)行了深層次的試驗探索，從脫硫條件、影響因素等方面入手，證實(shí)了使用該方法可以大幅度提高脫硫率，值得大范圍推廣。不僅如此，使用該方法可以在一定程度上降低脫硫液中貴金屬的濃度，有利于保障貴金屬的實(shí)際回收率和脫硫率，有效避免了貴金屬分散的問(wèn)題，具有深遠的價(jià)值意義。

二、稀貴金屬分離中的應用

1、在銅陽(yáng)極泥中分離銀

事實(shí)上，使用傳統的方法分離銀無(wú)法滿(mǎn)足現階段的實(shí)際需求，不僅稀貴金屬的分離率得不到保證，還會(huì )造成大量的工業(yè)污染，在一定程度上嚴重破壞了生態(tài)平衡，不利于工業(yè)的可持續發(fā)展。因此，為了有效解決這些問(wèn)題，相關(guān)研究人員研究出借助亞硫酸鈉分離銀的方法。值得一提的是，該種還原法自身具備資本投入較小，污染程度低，且若在良好的工作環(huán)境下，部分環(huán)節可以循環(huán)往復等特點(diǎn)，這也是該方法在工業(yè)中的應用范圍越來(lái)越廣的一大原因。

在實(shí)際分離過(guò)程中，需要嚴格控制合適的試驗條件，保證亞硫酸鈉溶液濃度符合實(shí)際所需，從而可以將物料中的氯化銀與相應的離子融合成可溶性物質(zhì)，這樣便于開(kāi)展后續的分離工作。當分銀液中含有充分的銀元素可溶物時(shí)，需要借助甲醛將其還原，在此之后，向還原后的液體中通入二氧化硫，此后即可循環(huán)使用，這在一定程度上降低了資本投入，同時(shí)還有利于提高實(shí)際分離率，降低污染程度。

研究人員在對使用該方法分離銀的工作進(jìn)行了深入分析，發(fā)現當溶液的pH值越高時(shí)，可以為銀離子與亞硫酸根離子提供更合適的配合條件;不僅如此，當pH值高于9時(shí)，溶液內的亞硫酸鈉大部分呈現亞硫酸根離子狀態(tài)，同時(shí)在該條件之下，可以降低對浸出氯化銀含量的影響;除此之外，亞硫酸鈉濃度越高，溶液中配合離子就會(huì )增加，在一定程度上提高了氯化銀的實(shí)際溶解度，從而有效提高了銀的分離率。

2、從高硒、碲銅陽(yáng)極泥中分離金、鈀、鉑

當貴金屬溶液中硒、碲的濃度較高時(shí)，使用亞硫酸鈉將貴金屬分離，硒、碲同樣會(huì )發(fā)生相應的還原反應，而還原后生成的碲可以將金、鈀、鉑轉化為相應的單質(zhì)，這樣可以將還原出的金屬單質(zhì)連同硒、碲進(jìn)行過(guò)濾分離，再將其重新溶解在亞硫酸鈉溶液中，進(jìn)而可以分離出金、鈀、鉑。值得一提的是，該方法可以有效提高貴金屬的分離率，并且已經(jīng)在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛應用，展現了良好的應用價(jià)值。同時(shí)，在一定程度上提高了相關(guān)企業(yè)的實(shí)際收益，為工業(yè)的發(fā)展提供了幫助。

三、稀貴金屬精煉中的應用

1、選擇性還原精煉金

在合適的條件下，當介質(zhì)處于弱酸性或中性時(shí)，亞硫酸鈉可以用于還原金。值得一提的是，亞硫酸和在鹽酸體系下金、鈀的標準電極電勢存在著(zhù)差異，并且金的鹽酸體系標準電極電勢相對較高且為正值，這在一定程度上保證了實(shí)際反應效率能夠相對完全。然而，鈀的標準電極電勢也相對較大。因此，在實(shí)際反應過(guò)程中，少量的鈀同樣會(huì )被還原出來(lái)，這對分離金增加了難度。不僅如此，在合適的條件下，加入工業(yè)亞硫酸鈉固體時(shí)，需要保證金和亞硫酸鈉的比例相同，但在反應即將結束時(shí)，會(huì )有二氧化硫氣體溢出，在一定程度上危害著(zhù)工作人員的身體健康，同時(shí)還會(huì )污染環(huán)境。

在使用亞硫酸鈉氯化水溶液精煉金時(shí)，由于各元素自身氧化還原的電勢是不相同的，相關(guān)工作人員則可以從該角度出發(fā)，對氧化還原的電勢進(jìn)行實(shí)時(shí)監控并合理控制，這樣可以明確金還原時(shí)的最佳條件，有利于保證精煉金的純度，還可以提高實(shí)際還原率。值得一提的是，將氯化浸金液進(jìn)行過(guò)濾、洗滌處理之后，還需要使用氫氧化鈉合理調節PH值，并將其控制在所需要的范圍內。在此之后，將亞硫酸鈉加入其中，并且需要保證加入的速度，同時(shí)還需要合理地控制氧化還原電勢，這樣既能夠保證金單質(zhì)的純度和實(shí)際效率，又可以有效減少雜質(zhì)的殘留。該方法精煉金的純度較高，整個(gè)過(guò)程相對簡(jiǎn)便，用于實(shí)際生產(chǎn)具備很高的實(shí)用價(jià)值。

2、還原精煉銀

相關(guān)研究表明，亞硫酸銀的溶解度和亞硫酸根離子濃度之間不是線(xiàn)性關(guān)系。不僅如此，當亞硫酸根離子濃度超過(guò)一定范圍時(shí)，銀離子的濃度會(huì )和亞硫酸根離子濃度同向變化。當出現這種情況時(shí)，降低亞硫酸根離子濃度，可以為沉淀亞硫酸銀提供一定幫助。此外，當溶液的pH值介于2和8之間時(shí)，溶液pH值降低，銀離子濃度也會(huì )降低;當pH值低于2時(shí)，銀離子濃度和pH值反向變化，這在一定程度表明：當pH值為2時(shí)是最適合浸出亞硫酸銀的條件。值得一提的是，當銀離子濃度介于不同pH范圍時(shí)，濃度減小的速度也是不同的。當6<pH<8時(shí)，速度相對緩慢，而在2<pH<6范圍內時(shí)，速度會(huì )相對較快，這表明：吸出亞硫酸銀的臨界值為pH=6。不僅如此，在此條件下亞硫酸鹽的溶解度會(huì )因亞硫酸鈉的濃度變化而變化，并且變化方向相同。當介質(zhì)為弱酸性時(shí)，還原銀屬于海綿銀。因為在實(shí)際精煉過(guò)程中，溶液中的亞硫酸鈉會(huì )和游離的酸進(jìn)行反應，產(chǎn)生二氧化硫氣體，而二氧化硫具備還原性強的特點(diǎn)，這就會(huì )在一定程度上還原亞硫酸鹽沉淀，最終形成海綿銀。相關(guān)研究人員研究發(fā)現，還原銀時(shí)可以使用合適濃度的硝酸，同時(shí)還需要合理控制加入硝酸的量，在合適的條件下即可以將銀全部還原，還原率接近100%，并且純度十分高，有效避免了資源浪費問(wèn)題。而且在還原過(guò)程中產(chǎn)生的海綿銀可以通過(guò)硫酸等溶液進(jìn)行洗滌，同樣可以獲得純度較高的銀粉。