炭浆法提金工艺-活性炭的选择

2020-09-13 04:01:20 156

选择炭浆法提金活性炭,最重要的条件一是对金具有良好的吸附特性,二是炭粒必须具有很强的耐磨性能。吸附特性好的炭对金、银有较好的选择性和较大的吸附容量与回收率;耐磨性能强的炭能最大限度地降低磨削损失,减少载金炭末随矿浆流失所造成金的损失。这是由于炭浆法使用的炭,在生产过程中一般都要先配制成炭悬浮液,并经喷射或液压输送、压缩空气或机械搅拌、筛分等作业。特别是每一批炭的质量都不可能是均一的。其中部分炭粒和所有炭粒的边部与棱角(因不是球形粒)部分,机械强度小,抗磨性弱,最易磨损。而它们又正是炭中最具活性的部分,其吸附性能好,吸附容量大。它的磨损不但会增大金、银的损失,且会造成整批炭吸附性能下降,引起作业指标波动,也需在作业过程中增加炭的投入量。为此,工业生产中对每一批新炭,都应在使用前先经筛选除去木屑、杂物,再于机械搅拌槽中和磨料(与矿石相同的不含金废石)一起进行搅拌,磨碎那些机械强度弱的炭粒和边角,使炭粒呈近似球粒,并经筛分除去炭末供使用。且生产中应注意炭在炭浆法作业和循环使用过程中的磨损指标活性炭吸附特性,尽可能选用耐磨性能好的牌号炭。

良好的炭浆法提金的活性炭,除应具备下表的特性外,D.麦克阿瑟等还提出了如下兰个技术指标:

一、在含金1g/m3溶液中平衡吸附24h,炭的载金容量应达25g∕kg;

二、在含金10g∕m3溶液中搅拌吸附1h,炭对金的吸附速率应达60%;

三、将炭置于瓶中在摇滚机上翻滚24h,磨损率应小于2%。

表 典型提金椰壳活性炭的物理、化学特性

分类

技术特性

数值

物理性质

颗粒密度(汞置换法测定)∕g·mL-1

0.8~0.85

堆密度∕g·m-1

0.48~0.54

孔穴大小∕nm

1.0~2.0

孔穴体积∕mL·g-1

0.7~0.8

球盘硬度(ASTM,即美国试验材料标准)∕%

97~99

粒度①∕mm(H)

1.16~2.36

(14~8)

灰分∕%

2~4

水分∕%

1~4

化学吸附

特性

比表面条(N2,BET,即布伦纳-埃米特-特勒氮测定法)

∕m2·g-1

1050~1200

碘值∕mg·g-1

1000~1150

四氯化碳值∕%

60~70

苯值∕%

36~40

鉴于提金活性炭孔穴的比表面积一般在900~1200m2∕g(N2,BET),当吸附操作容量选6g Au∕kg炭时,仅相当800m2比表面积上有一个金原子,所占面积极少,一般商品炭均易满足吸附容量的要求。因此,选择用于炭浆法的活性炭主要考虑它的耐磨性,即将炭加入细磨的矿浆中一起搅拌浸出和吸附,从对比中优先选用耐磨性能良好的炭产品。

尽管现代炭浆法工厂的设计,炭的分离和输送已用固定筛和塑料管代替振动筛和钢管,有的工厂还在机械搅拌叶轮尖上进行了改进或包覆橡胶之类的塑性材料,在防止炭磨损上已有很大改善。但在选择活性炭时仍应重视它的耐磨性能,最大限度降低由于炭磨损而造成金的损失。

由于活性炭要从含有大量重金属和其它杂质离子的氰化液中吸附金,炭的另一个重要指标是对金、银的选择性吸附性能。在美国和南非等广泛选用的椰壳炭,因它具有较大的吸附容量和选择性,耐磨性能也较好。此外,美国还试制了一种用木材、干草、泥煤和褐煤的压制炭,南非也在试制一种泥炭压制炭。

我国除部分氰化厂使用进口椰壳炭外,大都使用国产椰壳炭和杏核炭,还研制了和试用多种果核炭。四川省林科所还研制了一种木屑炭,据说其强度可达86%~93.8%。

在前苏联,除重点采用离子交换树脂外,主要是发展化合型和高分子人工合成炭。他们研制的这类活性炭其强度虽不及离子交换树脂高,但它对金的选择性好,吸附容量大。由于它们能从含大量重金属离子的溶液中选择性吸附金,载金炭的解吸和再生方法也较树脂简单,回收金的成色也高。且活性炭比表面积大,容易强化吸附过程。Б.Н.拉斯科林(Ласкорин)报道了用渗炭剂下脚料制造的КАД型活性炭,并用它与树脂浆法常用的AM-2Б阴离子交换树脂进行了试验对比。结果表明:在含大量铜的氰化液中,КАД炭吸附金容量只下降30%,而AM-2Б树脂却下降4倍;在含大量锌的氰化液中活性炭吸附特性,КАД炭吸金容量下降了60%,而AM-2Б树脂则下降9倍。当使用桦木制的БАУ型活性炭从含Au、Cu、Zn、Ni、Co、Fe的多金属混合氰化液中进行对比试验时,БАУ炭的吸附饱和容量为AM-2Б树脂的2~8倍。故前苏联从含金银的多金属矿含氰选矿液中回收副产金,多采用吸附柱等设备用КАД或БАУ型活性炭吸附

文献介绍了一种用酚醛树脂合成后,在1000℃的真空或CO2气流中进行高温活化的АУ-50型活性炭。此炭具有纯净的表面,在存在空气氧的介质中具有极好的阴离子交换作用,对重金属离子和简单的金银离子及络离子均有极高的还原能力,尤其对金、银的吸附具有极好的选择性。使用АУ-50炭对含金、银及伴生杂质铜、锌、铁、镍、钻的氰化液进行试验时,刚开始金、银及铜等都进入炭中,随着吸附容量的增加,铜等杂质逐步被金、银排代,炭中金、银的容量不断增大。至炭最终达到饱和时,吸附总容量的分配率为Au 80%、Ag 20%,金+银的选择系数等于1。而当在相同的条件下使用AM-2Б树脂进行对比实验时,在树脂最终达到饱和时,金的吸附容量为5.2mg∕g,占总容量的19%,选择系数等于0.19,其它是锌占75%,银镍各占2%~4%。

除各种化合型和高分子炭外,前苏联还试用过一种纸浆制的木质炭和烟煤烧结的球形炭。

加拿大大黄刀(Giant Yellowknife)矿业公司,用氰化法处理沸腾焙烧炉产出的烟尘,矿浆中的固体为微细粒泥状物,对炭的磨损小。为提高吸附回收指标,该公司选用一种强度略低的大孔穴大容量松木活性炭。据报道,它的吸附总容量可达数十公斤/吨炭,金的回收率也比锌置换提高5.8%。

采用吸附柱、过滤罐之类的静态吸附设备,从堆浸、渗滤浸出和其他浸出作业中分离出来的提出液中吸附金,无论采用溶液自上而下流动的固定床层,还是溶液自下而上流动的膨胀床层,固炭不经受较强的磨削,都可选用强度低的比表面积大、容量大、化学性能稳定的活性炭。孔穴大的炭虽吸附选择性较差,但它的容量也大,还可较多的吸附回收离子半径较金大一些的银及铜等有色金属,提高综合回收价值。对于不需循环使用,而将饱和载金炭烧毁熔炼回收金属的工厂,甚至可选用廉价常用品牌活性炭。

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