金
中文名稱: 金
英文名稱:gold atom
化學別名:金,海綿狀
分子式:Au
分子量:196.96700
CAS號: 7440-57-5
質檢信息
檢驗項目 指標
含量, ≥99.9
雜質陽離子總量,% ≤0.001
PSA: 102.42000
LOGP: 1.28270
化學特性
金是一種金屬元素,元素符號是Au,原子序數是79,黃色粉末,金的單質(游離態(tài)形式)通稱黃金,是一種貴金屬,很多世紀以來一直被用作貨幣、保值物及珠寶。在自然界中,金以單質的形式出現于巖石中的金塊或金粒、地下礦脈及沖積層中。金亦是貨幣金屬之一。金在室溫下為固體,密度高、柔軟、光亮、抗腐蝕,是展性最好的金屬,延性僅次于鉑,是延展性最好的金屬之一。密度19.3 g/mL at 25 °C(lit.)沸點2808 °C(lit.)熔點1063 °C(lit.)閃點4 °C折射率n20/589.3 1.523金黃色有光澤的金屬,質柔軟,延展性大。質柔軟,延展性大。化學性質極不活潑,不受酸侵蝕,也不與空氣或氧反應。室溫下,其表面能被鹵素溶液腐蝕。能與王水、氧化混合物(尤其含有鹵素)和含有能生成新鹵素的氯化物、溴化物、碘化物的混合物起反應,也能與氰化堿發(fā)生反應,溶于含氰離子的水溶液。金是一種過渡金屬,被溶解后可以形成三價及一價正離子。金與大部分物質都不會發(fā)生化學反應,但可以被氯、氟、王水及氰化物腐蝕。金能被汞溶解,形成金汞齊(這并非化學反應);能夠溶解銀的硝酸不能溶解金。以上兩個性質成為黃金精煉技術的基礎,分別稱為“加銀分金法”(inquartation)及“金銀分離法”(parting)。
其化學性質不活潑,是不活潑的金屬元素。常溫或加熱條件下都不與氧氣反應,只有特殊工序才能制造氧化金,只能溶于王水,硒酸,高氯酸,氫氟酸與硝酸的混合物等腐蝕性(氧化性)較強的物質中。金受熱后可以在氟氣中燃燒形成三氟化金,反應式為2Au+3F2=2AuF3
產品用途
金用作制造陽極合金和金鹽等。貨幣、珠寶飾物、牙科材料和電鍍金屬。金的量常用金衡制表示,并以“克拉”(carat,1克拉= 2g)表示合金中金的純度。24K就是純金。金還用于制造各種電器、紅外光反射器和玻璃著色劑。作為半導體連接所需的金線原料和鍍金材料。超細金粉是制備細線金漿、低溫金漿及金鈀、金鉑鈀、金銀鈀等優(yōu)良導體漿料的主要導電材料。半導體工業(yè)用作鍍金材料等科學實驗。
生產方法
1.金主要以游離態(tài)(天然金)存在于自然界中,也存在于碲化物礦中。海水中含有一定量的金(0.1~2mg/t),但尚無工業(yè)方法提取。通常采用氰化物法、汞齊法或熔煉法提取。純化精煉金多采用電解法。將高純氯化金溶液加入反應器中,在攪拌下加入草酸進行還原反應,過濾,用無離子水洗滌,制得高純金成品。超細金粉:可用熱分解法和水溶液還原法制取。熱分解法可獲得平均粒度為1~2μm的金粉;水溶液還原法可獲得平均粒度為0.05~0.5μm的金粉。
2.金通常是從含有天然金的礦石中提取獲得,最常用的方法是氰化法。用稀的NaCN溶液(0.03%~0.2%)處理粉碎后的礦石,并通入空氣,使金粒溶解,殘渣分出后,用鋅或鋁將金置換出來。該法的缺點是使用了大量的劇毒試劑氰化鈉,對人體和環(huán)境有極大的危害。另一重要的方法是用硫脲來取代氰化鈉,即在酸性溶液中,存在氧化劑(如H2O2,FeCl3)的條件下,使金與硫脲反應。
3. 高純金的制法.將高純氯化金溶液加入反應器中,在攪拌下加入草酸進行還原反應,過濾,用無離子水洗滌,制得高純金成品。然后用還原法還原出金。若要獲得高純度的金,則必須通過電解精煉得到。將HAuCl2與鹽酸混合液進行電解精煉,便可獲得99.999%的高純金。將高純氯化金溶液加入反應器中,在攪拌下加入草酸進行還原反應,過濾,用無離子水洗滌,制得高純金成品。
金提煉成方法
金礦煉制的主要有三種方式,各別在窟仔間、水庫間和發(fā)桶 間作業(yè)。窟仔間又稱上礦間,為煉制上礦或溪中礦砂的場所。
1. 將礦石用鐵臼或碎石機搗碎,然后放到輾槽中加水銀成細砂。
2. 將含有水銀金的細砂鋪在金槽上端,以水清洗,利用比重不同,砂石末會被沖往收集盆內,水銀則留在金槽上端。
3. 將水銀金挑出,并收集盆內的砂石,再重復用輾槽和金槽收集,直至所得金砂含量漸少。
4. 所收集的水銀金用綿布包起來,將過多的水銀擰出。
5. 將水銀金放入坩堝內加熱,令水銀蒸發(fā),即可得到粗金。
發(fā)桶間主要是煉制較細的金砂,或是上礦煉制后剩下的礦尾。
步驟一:
1. 先敲碎礦尾,加入細砂及石灰攪拌均勻,一起放入發(fā)桶內,加滿水,放置一天一夜。
2. 將桶內的水放出,加入氰化鈉,繼續(xù)放置一天一夜,使礦砂溶成液體。
3. 將桶內液體導入置有亞鉛絲的木箱中,則金銀銅等金屬會附著于亞鉛絲的表面而沉淀析出。
4. 加入硫酸使金銀沉淀物溶成稠狀溶液,再以濾紙及棉布過濾出含金屬成分的礦泥。
步驟二:
1. 將礦泥烘干,然后加入蘇打和硼砂。
2. 倒入坩堝中,以焦煤加熱至1300~1400度,使金屬熔化成液體,將此液體倒入鐵臼中,使其自然冷凝成固體,再敲下底部含金固體(因為金比重大,含金成分將冷凝結于底部)。
步驟三:將含金固體放入除渣爐中,一邊加熱,一邊用風鼓吹冷。
挖到的礦石若屬中、平礦,就先堆放在坑內,等待排班,再送到洞口附近的搗礦場(俗稱水車間),收集和煉制的過程下:
1. 搗礦:
搗礦機主要構造是每架有10支搗杵,搗杵下端穿有鐵沓,以蒸氣機或電動馬達帶動機器,打擊礦石。礦石用人力挑進臼里,加添清水,使搗杵上下左右旋轉,被搗碎的礦砂和臼中的水變成礦漿,順著水流,礦漿經過濾網,再留到毛毯,此時礦液依照比重大小,依序留在第一、第二、第三件毛毯或被流水帶走。大約每隔30分至1小時收集停留在毛毯上到礦砂。
2. 收集礦砂:
Step1.將第一件毯子上的砂放入金槽反復淘洗,以收砂金。
Step2.牽毯子:第二、第三件毯子上的礦砂要先經過「牽毯子砂」篩選,再拿到金槽中收金砂。方法是把礦沙放入鋪上一條毯子的板槽中,倒入淘洗,較重的礦砂會留在毯子上端,此步驟稱為牽毯子砂。將牽毯子砂后所收集的礦砂再反復用金槽淘洗,以收金砂。
粗金還得經過加工,才能變成純金,過程如下:
1. 先將粗金和銀依2比1比例裝入坩堝加熱,熔化成液體。待溫度稍降時,將此液體急速倒入水中,并一邊使水打轉,金屬液體遇水后會冷凝成一顆顆的金銀合金。
2. 將此合金裝入鐵鍋,加入硝酸煮沸,使銀熔解在硝酸中,再加水清洗,并將硝酸銀溶液收集,以回收白銀。
3. 反復2的步驟,直到含金屑片的顏色漸成褐色
4. 加入硫酸煮沸,使其它雜質溶解。再用水反復清洗,即可得純金。。
5. 純金屑片烘干后,添加適量的硼砂、硝石,再裝入坩堝熔化。
6. 倒入至鑄模中,冷卻成純金條塊。
金提純步驟
黃金提純時要將金粒金粉分離,再將金粉融化成超薄的金片,并折成W形與金粉放在一起等待化學反應。之后將硝酸和鹽酸按照比例配制,將配制好的材料倒進砂杯,隨后將溶液用濾布過濾到大燒杯中,加入適量熱水進行置換。
在將黃金進行提純時,先將金粒和金粉進行分離,接著將金粉融化成超薄的金片,再將金片折成W形與金粉放在一起等待化學反應。在等待的過程中,可以將硝酸和鹽酸按照1:3的比例進行配置,黃金與硝酸的含量比例為1g:11ml。
接著,將配制好的溶液材料倒入砂杯里,觀察其有沒有熱反應,若有反應,需要靜質20分鐘的時間,之后放在木頭或紙殼上,以免被燙壞。隨后將溶液用濾布過濾到較大的燒杯中等待置換反應,并且加入適量冷水進行置換。
后將置換完的液體倒入空置的桶里,先用清水清洗沉淀物,直到沒有酸味,再將清洗水倒入空置桶中,把所有過濾器倒入專用容器中。接著將汞、水、黃金混合不斷研磨,直到無黃金顆粒為止。再將劉華粉與黃金進行研磨混合,再在空氣中加倍燃燒,多次重復這個操作即可。