謝乾豐
(新沂市政協(xié),江蘇 徐州 221400 )
在中國古代金礦的采冶方式上,主要分為脈金與砂金的開采與冶煉[1],然而在江西上饒縣茶亭鎮(zhèn)包家村至今仍沿用的金礦采冶工藝中,卻似乎不同于上述這兩種傳統(tǒng)的采冶方式,而是采用一種既有中國古代傳統(tǒng)金礦采冶工藝特點也滲有現(xiàn)代科技信息的金礦采冶工藝特色之獨特采冶工藝。
包家村是茶亭鎮(zhèn)所轄的行政村之一,其治所在包家廠(包家村所轄的自然村之一)。包家廠,追溯其歷史淵藪,實應為“包家場”,即現(xiàn)名中的“廠”乃“場”字諧音之誤。其理由就在于古代包家之地,自唐乾元二年(公元759年)至明嘉靖二十二年(公元1543年),一直是中國古代著名且重要的黃金出產(chǎn)之地。宋代因礦冶業(yè)的興盛與繁榮,其礦冶業(yè)之管理機構亦日趨完備,如爐、坑、場、務、冶、監(jiān)等礦冶業(yè)生產(chǎn)單位及管理機構正式設置并相對完善,奠定了中國古代礦冶業(yè)管理機構的設置基礎[2]。通過相關礦冶考古專家的調查與研究以及考古發(fā)掘等工作,包家,這一大自然所賦予的物華天寶之地,實乃中國古代一個著名的金礦采冶基地,其組織單位級別乃是“場”。因此在其村落聚族的發(fā)展歷史長河中,便因之以其所屬的礦冶機構級別“場”命名,即包家場。其實,從這種以礦冶組織機構級別命名的現(xiàn)象在包家村委會現(xiàn)今隸屬的一些自然村或地名的命名情況來看,例如前爐、后爐、金家坑、天犁坑、監(jiān)務坪、塘務坪等,我們也許更能確信“廠”乃“場”字諧音之誤。征諸文獻亦是如此,“凡采取五金之處,古俱曰場,今音訛曰廠?!盵3]
緣于人均耕地較少(人均四分田左右),包家村村民便以外出務工或做生意為主,或往縣城、或往江、浙、閩、粵一帶,而留守在家的勞力在耕作之余,則以回收冶煉該地古代金礦采冶過程中所遺留下來的尾礦中仍富含金銀礦且因風化及雨水的沖刷和該地金礦山脈所富含的脈金礦石因風化及雨水的沖刷而沉積于一水庫中的砂金礦為副業(yè)?,F(xiàn)在,包家村民間金礦采冶工藝流程主要為:
采集金礦砂→浸泡礦砂→浸泡鋅片→撈取鋅泥→燒化鋅泥→過濾→烘烤鋅泥→熔化鋅泥→成型→熔化金銀條→打水花→收集金(銀)顆?!釤捊?銀)→熔化海綿金、提煉純金→成品黃金
包家場是一個具有悠久歷史的中國古代金礦采冶點。據(jù)當?shù)匕l(fā)現(xiàn)的摩崖石刻及家族族譜記載,該處金礦最早采冶時限至少可上溯到“唐乾元二年”(公元759年),至遲采冶時間下限為“光緒廿三年”(公元1901年),其采冶的全盛期為唐宋時期。
由于古代金礦采冶的興盛,至今在附近的山頭仍存有大量的古代礦硐,而在古礦硐的附近,則留存有大量的經(jīng)初步采選而留下的尾礦堆。目前該村對金礦的采冶,主要分布于這些古尾礦堆附近,而其中分布量最大的則是在一中等性的水庫邊。該水庫四周的山上,留存有大量古代金礦尾砂堆,尾礦砂歷經(jīng)歲月的自然風化及雨水的沖刷,賦含金銀的尾礦顆粒則逐漸沉積于該水庫內(nèi)。因此,該地當今采冶金礦的礦砂主要是來源于沉積在該水庫里的尾礦砂。當然,也有一部分是四周山脈本身至今仍含有黃金脈金礦石因風化且經(jīng)雨水沖刷而沉積于該水庫所形成的砂金礦。
因黃金價格的暴漲,當?shù)卮迕穸枷氩梢痹撍畮熘械慕鸬V砂,為了避免發(fā)生糾紛甚至械斗,該村現(xiàn)已采取承包的方式把水庫中的金礦砂轉包給一些村民(這些村民一般是采取合伙的形式而采冶),由其繳納一定數(shù)額的承包金給村里。
采集礦砂的時間主要集中于冬季。由于此時地里的農(nóng)活已漸完成,而且此時節(jié)水庫中的蓄水也已因一年的農(nóng)田灌溉而漸露水底。如果碰上雨水充沛的年份,水庫中的蓄水經(jīng)一年的灌溉后殘留的蓄水仍較多,則需利用抽水機把水庫中殘留的蓄水抽干,直至沉積的尾礦砂和淤泥完全暴露。
采集的方法主要是采取人工挑運的方式,把沉積于水庫中的礦砂挑運到位于水庫正常水位線上四至五米的四周較為平整處(該平整處都是經(jīng)人工修整而成的),當然,也有部分村民利用小型農(nóng)用車運輸?shù)V砂。
采集好的礦砂堆表面要求撒上一薄層生石灰,目的在于中和這些礦砂的酸性。在開始冶煉之前,需把礦砂堆挖松并把礦砂攤開成約10厘米厚的薄層,當?shù)胤Q之為“礦砂田”。之所以要把礦砂攤開成“礦砂田”,目的是利用太陽光的照射而使?jié)竦V砂變成干燥的礦砂。為了防止因下雨而淋濕礦砂,村民還需及時覆蓋白色塑料薄膜于“礦砂田”上。在曝曬礦砂的過程中,由于其中水分的蒸發(fā),礦砂會逐漸板結,因此就需要把礦砂翻開來。當?shù)厮捎玫姆椒ㄊ抢门@绲姆绞姜q如耕地一樣把其翻開,同時還需用鐵耙把其中較大的礦砂塊耙散成細小的礦砂粒。為有效地把礦砂充分曬干,村民們需要對“礦砂田”進行兩三遍的犁、耙等翻曬工作,直至礦砂曬干且成細小的礦砂顆粒。
曬干后的礦砂用簸箕挑入一個池中進行浸泡。該浸泡液為水與氰化鈉混合而形成的溶液,所需氰化鈉的比例依據(jù)礦砂的重量而定:一般是 30 000 千克(這是該地目前所采用的通行的水池容量)的礦砂需要50千克氰化鈉,[注]該地所使用的氰化鈉為安徽安慶市曙光化工股份有限公司所生產(chǎn)的“慶宜”牌氰化鈉。鐵制桶裝,每桶50千克,濃度≥98%。所以其比例大致為1千克氰化鈉對應600千克礦砂。如果是首次利用一個新建的水池進行浸泡礦砂,所需的氰化鈉則會多些。
該浸泡池一般挖建于上述水庫四周的平整處,四面用磚石砌成,其表面還需用水泥覆上,其池底亦是如此。水池一般長 1 200 厘米、寬800厘米、深150厘米。浸泡池的底部要砌上幾道矮石磚墻,其砌法一般是在池底均等份地砌五道矮石墻,即把池底分成六個均等的等份。每一道石磚墻都需空出一定量的缺口以備能流水,但每一缺口都需錯開,即石墻與石墻的預留缺口并不是在同一位置,而是錯落有致,缺口一般為20厘米寬。把石磚平放一層一層地鋪砌,池底每一道石墻的高度為三塊石磚厚,加上石磚與石磚之間的粘結劑,每一道石墻大約高30厘米,石墻與石墻的間距一般為130厘米,這樣便在池底形成了一個大約30厘米高的空間,以便于經(jīng)充分浸泡礦砂后而形成的含金(銀)溶液滲漉于其中并流入下一個水池中的鋅片箱內(nèi)。這些石磚墻的作用主要是承載鋪攤于其上的竹篾席以及放置于竹篾席上的礦砂。
其次,在鋪砌好的石磚墻上鋪好一層由竹篾制成的竹篾席。這種竹篾席由村民利用當?shù)氐拿窬幙椂?,一般長400厘米、寬200厘米,一個浸泡池一般需要12塊竹篾席。這種竹篾席與家庭日常所使用的竹涼席相似,只不過這種竹篾席因要承載沉重的礦砂,所以其特別厚實。
第三,在竹篾席的上部還需攤鋪一層麻袋,再在麻袋的上部鋪上一層在附近山上割集而來的蕨類植物。
竹篾席的作用在于把浸泡池隔離成兩部分:池底部形成一個大約30厘米高的空間,并且承載鏟入浸泡池的礦砂;另外,還起著滲濾溶液的作用。麻袋和蕨類植物的主要作用則是過濾溶液。因竹篾席隔離而在氰化池底形成的大約30厘米高的空間,這個空間實際上是一個真空狀態(tài)的空間,因為上部是竹篾席所承載的厚重的金礦砂,預設于池底的用來釋放溶液的導管在釋放溶液之前必須要用木棍等物結實地塞住。由上而經(jīng)竹篾席、麻袋及蕨類植物的過濾而滲入該空間的溶液在此進行脫氧。
浸泡礦砂的氰化鈉是一種白色固體物。它是被裝入一編織袋而放入水池中逐漸溶化成氰化鈉溶液,因此當?shù)卮迕癜堰@種浸泡礦砂的水池稱作氰化池。村民之所以使用氰化鈉而不使用氰化鉀,主要是因為氰化鈉比氰化鉀便宜;除此之外,氰化鈉的單位重量具有相對高的CN含量,所以當氰化鈉與氰化鉀消耗量相同時采用氰化鈉金的溶解更有效。
礦砂在氰化池中浸泡的時間為:初次使用的氰化池要浸泡兩天兩夜,即48小時;使用過一次及以上的氰化池浸泡礦砂所需時間為一天兩夜,即36小時。在浸泡礦砂的過程中,要求池中的溶液要高出礦砂面10厘米左右。
氰化池中的礦砂在經(jīng)過一段時間的浸泡之后,就可以把池中的溶液經(jīng)當初建造氰化池時所預設的導管導入到裝有鋅片的鋅片箱[注]鋅片箱:亦稱“鋅絲置換沉淀箱”,俗稱“金柜”。中浸泡鋅片。在溶液進入鋅片箱浸泡鋅片之前,還需要事先做好以下一些事項:
由于買回來的鋅片是被壓縮成包塊狀的,因此在把鋅片裝入鋅片箱之前,為了增加鋅片與含金(銀)等礦物的氰化鈉溶液的接觸面,必須把成包塊狀的鋅片撕開——還原鋅片的本來面貌:絲片狀。
撕開后的鋅片須放入鋅片箱加以浸泡。經(jīng)充分浸泡礦砂而形成的溶液利用氰化池事先設計好的洞口(直徑大約4厘米,并塞好一根塑料管,當?shù)厝朔Q作導管。)依地勢的高低不同自然地流入鋅片箱,這種鋅片箱被放置于氰化池下方的另一個水池中(亦稱沉淀池),即這兩個池子間形成一定的坡度:氰化池在上方,裝鋅片箱的水池在其下方,即沉淀池的面與氰化池池底平行。裝鋅片箱的沉淀池大小只有氰化池的一半。
值得注意的是,這種裝鋅片的箱子的構造比較獨特:整個箱子是一個長方體,長大約200厘米,高約35厘米,寬約30厘米,箱子的上部是箱蓋,其作用是在浸泡鋅片的過程中把箱子鎖住,以免被人偷掉箱子內(nèi)所浸泡的鋅片。箱體由木板隔成五個均等的部分,鋅片則均勻地平鋪于五個等分格之中,如圖1所示。
圖中A處是一處凹形,溶液由此而流入下一個部分。在第1格處,其木板是鋅片箱原整體的一個箱板,其上部須呈凹形,此處的凹形,便于把氰化池中的導管放在此處而不至于蓋上箱蓋后而致使整個鋅片箱不能上鎖,因為此處的凹形能容納導管,蓋上箱蓋后,箱蓋剛好能壓住導管而不至于滑去;在第6格處,后一木板也是鋅片箱原整體的一個箱板,前一木板則是另加的,兩木板之間相隔大約3厘米。第2、3、4、5格處,則是用來均等劃分整個鋅片箱的四個部分,每一部分分別由兩塊木板構成。其中后一木板,即呈凹形的木板要比前一木板稍低,之所以前一木板稍高,目的在于阻止前一格中的溶液直接溢過木板頂部而流入下一格,從而迫使溶液由其底部的空間而慢慢地上涌再通過第二塊木板的凹形處流入第二格。兩木板之間同樣相隔大約3厘米。其中每一格處的前一塊木板并非直接接觸箱底,而是離箱底約有2厘米,而后一塊木板則被楔到箱底。之所以每一格處的前一塊木板須離箱底2厘米,就在于使溶液在流經(jīng)前一部分之后,由其底部的空間自然地涌出并經(jīng)后一木板的凹形處而流入下一部分。這樣由底部涌出的溶液在灌滿每一格的空間后(指兩塊木板之間的空間)則緩慢地經(jīng)凹形處緩慢地流入下一個均等的裝有鋅片的部分,不會因溶液的急促流動而把鋅片沖散成堆而不便鋅片與溶液充分接觸。依次流經(jīng)四個部分之后,溶液便由出水口而流入池中儲集起來。
裝鋅片時,裝載鋅片箱子的第一格一般不會裝入鋅片,這主要是因為流入第一格的浸泡過礦砂的氰化鈉溶液中混雜有少許泥土,這些泥土會沉積于鋅片之上,這對下一步的煉金會帶來不利的影響。同時,鋅片箱的最后一格一般也不會裝入鋅片,這主要是因為流入到此的溶液經(jīng)前幾格箱中的鋅片充分吸收后,溶液中的金銀成分已經(jīng)很少,即使是裝入鋅片,鋅片也不能充分吸附溶液中的金銀。但是為了充分利用溶液,有些村民仍會裝入鋅片,只不過由于流經(jīng)此格的溶液中所含金銀已較少,因此此格中的鋅片一般還需在下一次的浸泡過程中進一步浸泡。
裝好鋅片后,須馬上放入經(jīng)充分浸泡了含金銀等礦物的氰化鈉溶液。這種溶液是通過預先在氰化池中設置好的一根塑料管而流入鋅片箱的。
在鋅片箱的第一格灌滿溶液后,溶液經(jīng)第一格與第二格之間的兩個隔板的空間而從其底部向上涌入第二格,從而加以浸泡第二格中的鋅片,在第二格的鋅片浸滿后,溶液便從第二格與第三格之間的隔板底部而慢慢涌入第三格,此后便以如此的方式,溶液依次流入下一格。在確認溶液能從鋅片箱的最后一格的頂部凹形處流出后,鎖好鋅片箱,同時主人須在此附近守護,以免被人偷走。整個浸泡過程的時間需要歷時半個月左右。
隨著置換的深入進行,由鋅片箱流入到放置鋅片箱池中的溶液中含金甚少,稱為貧液,這種貧液不會直接排放出去,須用小型水泵把它抽回到上面的氰化池中,一是可以在下一次浸泡金礦砂時繼續(xù)使用這些溶液,二是以免把溶液排到池外而污染環(huán)境。
鋅片經(jīng)溶液浸泡之后,表面漸呈黑色。如果浸泡的時間愈長,例如浸泡半個月左右后,鋅片已被腐蝕成泥巴狀。這時,把其撈出裝入桶中(此桶由市場購得,塑料制成)。如果還有些許未成泥巴狀的鋅片,則需把其用手濾出,再放入鋅片箱中以便在下一次的浸泡中加以浸泡。
鋅泥被取出并被裝入塑料大桶后,則需對其進行燒化。燒化的過程主要是利用濃硫酸。其方法是:先把濃硫酸倒入一只塑料桶,并加少許的水加以稀釋,然后再把稀釋后的硫酸液用塑料勺子舀出并小心地倒入裝有鋅泥的桶中。當先前稀釋的硫酸液用完后,則可直接把濃硫酸倒入塑料勺子再緩慢地倒入鋅泥桶中。不管是倒入稀釋的硫酸液還是未被稀釋的濃硫酸,動作必須十分小心,以免硫酸液濺到身上而發(fā)生意外。判別燒化程度的具體方法是傾聽桶中的鋅泥在加入硫酸液時是否會發(fā)生“滋滋……”的聲響,如果有,則表明桶中的鋅泥還未被硫酸燒化,即鋅與硫酸的化學反應尚未徹底,這時需再加入硫酸,直至聽不到“滋滋……”的聲響。在其發(fā)生化學反應的過程中,需要用一木棒不停地進行攪拌,以加速硫酸液與吸附了金銀等礦物的鋅泥的化學反應過程。在此過程中,伴隨著硫酸溶液的倒入,會產(chǎn)生陣陣白色的硫酸液霧氣,其氣味非常刺鼻。
燒化后的鋅泥,其外表呈黑色,其質地則是非常細膩的“泥”了,其中沒有鋅片的殘余,因為鋅片在硫酸液的作用下,已經(jīng)發(fā)生了充分的化學反應。此時,則可以進行過濾。其方法是:
首先,先往桶中加入清水稀釋鋅泥桶中的硫酸液,由于硫酸遇水會發(fā)生化學反應,并會激起一陣陣水珠,所以在加水時也需格外小心,以免硫酸液濺到身上而產(chǎn)生意外;
其次,事先需把過濾的器具準備好——過濾紙、篩子、臉盆、承載篩子的竹蔑架。
再次,用塑料勺子從桶中舀出稀釋好的硫酸鋅溶液,緩慢地倒入篩中進行過濾。為了節(jié)省過濾的時間,有時會同時利用三、四個篩子進行過濾,當某個篩中的溶液減少后,則及時加入溶液。
過濾好的溶液在篩子中留下了一層黑色的泥巴狀的物質,當?shù)卮迕袢苑Q之為“鋅泥”。
當篩中的水完全過濾掉后,則把留在過濾紙上的鋅泥沿紙的四個角包好,以備下一程序的利用。
把過濾后并包好的鋅泥放入一鐵鍋內(nèi),再把鐵鍋置于一爐子上生火進行烘烤,目的是為了蒸發(fā)掉鋅泥中殘留的水分,從而得到干燥的鋅泥粉末。其所需的工具有:鐵鍋、爐子、鼓風機、鐵鉗、鐵鏟等。這一過程的程序是:(1)把鋅泥包放入鐵鍋;(2)把盛有鋅泥包的鐵鍋置于爐子上;(3)生火進行烘烤。在進行烘烤的過程中,需用一個小鐵鏟不斷地進行翻鏟,猶如炒菜一般,以利于快速地把鋅泥烘烤干。在翻鏟的過程中,為了防止鐵鍋傾斜甚至翻倒,需用一鐵鉗夾住鐵鍋。
烘烤過程中所使用的燃料是焦炭。其實,當?shù)責捊鹫麄€過程所用的燃料都是焦炭。經(jīng)過一段時間的翻炒,鍋中濕漉漉的鋅泥便成了干燥的鋅泥土了。
烘烤的目的一是除去水份,二是把鋅泥中的硫化物變成氧化物。
烘烤干燥后的鋅泥,需加入一些硼砂,再用鐵鏟進行攪拌,加入硼砂的目的在于使在熔化過程能有效地造渣而除去或分離鋅泥中的雜質,例如鋅泥中含有的泥質、熔化過程中因風而吹入的灰塵等等。然后再用一小鐵勺把攪拌好的鋅泥鏟入事先放置于爐子中的坩堝內(nèi)(這種坩堝由市場上購得),然后進行熔化。由于坩堝容積較小,一次不能全部盛下鋅泥,所以每當坩堝內(nèi)的鋅泥因為逐漸的熔化而減少時,需及時用鐵勺加入鋅泥。
當坩堝內(nèi)的鋅泥完全熔化成液體后,用鐵鉗把坩堝從爐子中夾出,倒入一個鐵制的三角槽中進行成型與冷卻。
當三角槽中的溶液冷卻凝固后,翻轉三角槽,槽中初步凝固的金銀條便會從槽中自動脫落掉到地上,再用鐵鉗夾住金銀條并放入盛有清水的塑料桶中進行迅速冷卻。同時在清水桶中用鐵錘敲去金銀條表面的廢雜質,從而得到含有金銀等礦物的三角狀金銀條。
把金銀條放入坩堝內(nèi)生大火進行熔化。在融化的過程中,要幾次加入硼砂,再用一小木棍挑出熔液表面粘住的雜質(因為金銀的比重較重,沉于坩堝下部,雜質比重較輕,浮于溶液表面)。
當坩堝中的金銀條完全熔化并用硼砂挑出雜質后,用鐵鉗鋏住坩堝,再把熔液倒入一清水桶中。在即將倒入之前,需另外一人先用手迅速旋轉桶中的清水,從而在桶中形成一股急速的呈旋渦狀的水漾。在倒入熔液的過程中,需均勻地倒入,因為如果傾倒過快或不均勻,容易在水中形成較大的塊狀的物體,這就不便于下一步的提煉。熟練的煉金師傅常常能在清水桶中打出均勻的顆粒,這也就為下一步的熔化金銀顆粒奠定了良好的基礎。如圖2所示:
在全部熔液打成水花后,在清水桶底便留下一層細微的金銀顆粒。此時,便需要把這些顆粒收集起來。其方法是:先小心地倒去桶中的清水,然后再把剩余的物質倒入一臉盆中,如果臉盆中還有較多的水,還要小心地傾倒臉盆中的水。之所以要格外小心,主要是以免一些細微的金銀顆粒順水流出,這樣便會浪費一部分金銀。
用臉盆收集好金銀顆粒后,便開始提煉金銀了。其方法是:先往臉盆中加入濃硫酸,總量以覆蓋住所有金銀顆粒為準。
然后把臉盆放置于已經(jīng)生好火的爐子上進行煎熬。在此過程中,不需要一直鼓風,只有在確認爐中的火勢有些減弱時再鼓一陣風,隨后便停止鼓風,以便確保整個過程利用溫火煎熬。
在這一過程中,主要是利用濃硫酸的作用,在爐火的幫助下,從而把含金銀顆粒中的其他雜質燒化,其實也就是在濃硫酸的作用下,含金銀顆粒中的其他雜質如鉛、鐵等與之發(fā)生強烈的化學反應,從而除去這些雜質,而銀則留存于硫酸溶液中,這時得到的金——俗稱“海綿金”。
當臉盆中的顆粒與硫酸發(fā)生化學反應到一定程度后,則需小心地濾去多余的硫酸。這種溶液中含有大量的銀,因此每次濾去的硫酸溶液需要用另外一只臉盆收集。
為了得到較為純凈的海綿金,村民常常需要多次重復上述過程:往臉盆中加入濃硫酸,煎熬一段時間后,濾去多余的硫酸溶液,然后再加入濃硫酸進行煎熬,再濾去多余的硫酸溶液,如此反復,直至得到較為純凈的海綿金。
得到海綿金后,需要對此加以高溫熔化從而提煉出純金。其方法是:先把一個小的坩堝放入高溫爐中預先進行預熱,進行預熱時需要注意把坩堝的四圍均勻地預熱,然后把坩堝放置好于爐子中間以備用。這種坩堝當?shù)卮迕褚话闶抢棉r(nóng)家常見的酒杯,但這種用作坩堝的酒杯必須是新的且沒有使用過的,因為使用過的酒杯經(jīng)受不住高溫,容易發(fā)生爆裂。
當坩堝預熱并放置好之后,便把海綿金逐步倒入預熱好的坩堝之內(nèi),其所使用的工具也是同樣的酒杯,其方法是:用鐵鉗鋏住酒杯,從裝有海綿金的臉盆中舀出海綿金,再倒入到坩堝之中。
當坩堝之中的海綿金逐步熔化后,再隨之加入海綿金,直至所有的海綿金完全加入。在逐步的熔化過程中,需要不時地用手加入硼砂,待其融化后,用一小木棍挑出其所攜帶的雜質,從而保證坩堝之內(nèi)的溶液是純凈的黃金溶液。
為了達到較高純度的黃金,只需重復上述步驟,即多幾次加入硼砂,再挑出其所攜帶的雜質,并繼續(xù)熔化海綿金。
當坩堝之中的海綿金全部熔化并用硼砂把其中的所有雜質挑出之后,便可以把坩堝從爐子之中鉗出,坩堝之中的黃金溶液便會迅速冷卻,待其冷卻之后,從坩堝之中取出黃金——成品黃金,其純度一般都能達到99.9%。
對于在煎熬海綿金過程中所濾出的硫酸溶液,因為其中還含有大量的白銀,因此還需對其加以提煉。
氰化法是近代乃至現(xiàn)代從礦石中提取金最有效、最常用的方法。它包括氰化浸出、鋅置換和金泥熔煉等工序。其中氰化浸出分為滲濾浸出和礦泥攪拌浸出,前者適于處理滲透性好的大粒物料,這種方法所需設備簡單,費用低,多用于小型金礦山采冶業(yè),但金的浸出率低,一般僅為60~70%;后者用于處理粒度小于0.3~0.4毫米的物料,它所需的設備較復雜,費用也較高,但金的浸出率可高達98%,細磨物料和延長浸出時間均可提高浸出率。
氰化法是基于這樣的原理:在充分供氧的條件下,礦石中的金、銀溶于堿性氰化物溶液,生成可溶性氧化物的絡鹽[4]。通常用濃度為0.03~0.3%的氰化鈉或氰化鉀溶液浸出,其所發(fā)生的化學反應為
4Au+8NaCN+2H2O+O2→4NaAu(CN)2+4NaOH
4Au+8KCN+2H2O+O2→4KAu(CN)2+4KOH
然后用鋅可以將它沉淀出來。
為防止氰化物被水解和被溶液中的二氧化碳分解以及減少氰化物和氧被銅、鐵、砷、銻等硫化物消耗,常用石灰[Ca(OH)2]作保護堿,維持溶液的pH值為11~12。這也就是該地村民在采集好的礦砂堆上要撒上一層石灰的原因所在。
浸出液經(jīng)真空脫氧后,用鋅置換沉淀得金泥,其中所發(fā)生的化學反應為Zn+2NaAu(CN)2→Na2Zn(CN)4+2Au。因為金屬元素在氰化溶液中的電化學活潑性順序是Mg,Al,Zn,Cu,Au,Ag,Hg,Pb,F(xiàn)e,Pt,排在Au前面的元素可將金氰絡合物溶液中的金置換出來,所以當鋅粉或鋅屑與金銀的氰化溶液反應時,金銀被迅速地從溶液中置換沉淀,而鋅則溶解于氰化溶液中[5]。
氰化法提煉黃金具有工藝成熟、成本低、回收率高、對礦石適應性強、能就地產(chǎn)金等優(yōu)點[6],所以得到廣泛應用。其缺點是氰化物是劇毒物質,易污染環(huán)境,所以在實踐中一定要嚴格做好環(huán)境的保護與治理工作。
自氰化法提取金銀技術發(fā)明以來,把礦石粉碎碾磨成適宜的細小顆粒是其中一道必不可少的工序,但包家村現(xiàn)在所采用的氰化法卻沒有這一工序,這主要是因為該地是采集因歷史的風化及雨水的沖刷而沉積于該地水庫中的細礦砂之緣故,這是包家村目前所采用的氰化法區(qū)別于其他地方的一個特點。
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