利用活性炭吸附法從氰化礦漿或者溶液中提金的工藝有:炭漿法(簡稱CIP法)、炭浸法(CIL法)和炭柱法(簡稱CIC法)幾種類型,它們的工藝基本上都包括以下幾個步驟:(1)從氰化礦漿或者溶液中用活性炭吸附浸出金,產(chǎn)出載金炭;(2)對載金炭進(jìn)解吸處理,使炭上的金重新轉(zhuǎn)入溶液中,產(chǎn)出金的解吸貴液;(3)利用各種方法從含金貴液回收金;(4)把已被解吸后的貧炭進(jìn)行再生處理,恢復(fù)它的活性后,返回吸附作業(yè)再用。
1 活性炭的特征
活性炭從起外觀分為粉末炭和顆粒炭兩類。顆粒炭可以從多種含炭物料如各種纖維素、木材、椰殼、果殼、果核及各種煤制造產(chǎn)出。
研究工作表明,活性炭的結(jié)構(gòu)與石墨類似,是由微小的晶片所構(gòu)成,晶片的厚度只有幾個碳原子厚,直徑為2~10微米,而且排列很不規(guī)則,具有很多具有分子一般大小的大量開口孔穴的側(cè)壁。因此活性炭是具有發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和巨大吸附表面機(jī)的活性物質(zhì),它是Au(CN)-良好的吸附劑?;钚蕴康募?xì)孔結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,由直徑介于10~100的微孔和直徑大于1000的大孔及介于100~1000的過渡孔組成,細(xì)孔結(jié)構(gòu)是影響活性炭吸附特性的主要因素。
活性炭表面積是決定其吸附能力的重要指標(biāo),通??捎帽缺砻娣e(米2/克)來表示,活性炭的表面積由顆粒的外表面和由細(xì)孔構(gòu)成的內(nèi)表面兩部分組成,比較起來,由細(xì)孔結(jié)構(gòu)構(gòu)成的內(nèi)表面積具有極大的面積比例(大于90%),因而對活性炭的吸附特性更具有決定性作用,研究測定,活性炭的比表面積很大,一般為500~1400米2/克,某些甚至高達(dá)2500米2/克。
在提金生產(chǎn)中,要求使用的活性炭必須具有較高的硬度和耐磨性,而吸附活性與耐磨性往往是相互矛盾的。生產(chǎn)實(shí)際中往往根據(jù)試驗(yàn)與經(jīng)驗(yàn)來確定使用何種活性炭。
2 活性炭的吸附過程
由Au(CN)-向炭粒表面的外擴(kuò)散,向炭粒內(nèi)部的內(nèi)擴(kuò)散和吸附三個步驟來完成。
3 影響活性炭吸附的因素
3.1 活性炭的類型
椰殼炭與杏核炭的吸附特性遠(yuǎn)優(yōu)于煤質(zhì)炭和焦質(zhì)炭。
3.2 吸附設(shè)備結(jié)構(gòu)
常見吸附槽有軸流式和徑流式良種,比較而言,軸流式槽的阻力較小,死區(qū)也小,炭磨損率也低,尤其是采用雙葉輪時更加明顯。
3.3 礦漿性質(zhì)
指礦漿的粒度特性、濃度和粘度、有機(jī)物含量、礦漿的PH值等。
礦漿的粒度特性是指礦漿中常含有一些大于級間篩篩孔尺寸的木屑或粗粒礦砂,將會造成級間篩篩孔的堵塞和載金炭的品位下降,另外,含木屑的載金炭的解吸率也不高。
礦漿濃度的大小主要影響礦漿比重和流動性,將直接影響活性炭的漂浮性和分布不平衡,不利于吸附,實(shí)踐證明一般控制在40~45%較好。
礦漿粘度主要受細(xì)泥含量多少來決定,泥多,粘度大,流動性差,易造成級間篩的堵塞,同時浸出,吸附效果均不好。
礦漿中的有機(jī)物主要指木屑,油類物質(zhì)、腐植酸、浮選藥劑等。它們可以被活性炭吸附,影響金的吸附率,并使活性炭中毒,給炭的活化再生帶來困難。
3.4 吸附段數(shù)和底炭濃度
吸附段數(shù)與底炭濃度一般由試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)來確定,吸附斷數(shù)一般為4~6段,底炭濃度則5~25克/升之間控制,采用逆流串炭(間斷式和連續(xù)式兩種)。
3.5 礦漿充氣
礦漿充氣量過大會降低金的浸出速度和活性炭對金的吸附,充氣方式一般有中心充氣和管道充氣兩種,時間證明軸內(nèi)中心充氣法更好。
4 提炭設(shè)備和工藝操作
4.1 提炭設(shè)備
目前使用的是有渦輪泵、射流泵、空氣混合室三種。
4.2 工藝操作
提炭一般由第一槽開始,然后逐槽進(jìn)行串提炭,最后在末槽補(bǔ)加炭,提炭次數(shù)依據(jù)試驗(yàn)與理論計算為依據(jù),各班保持統(tǒng)一。
5 載金炭的解吸
5.1 載金炭解吸的原理
試驗(yàn)研究證明,活性炭吸附的過程實(shí)際上是一個可逆過程,當(dāng)炭吸附金時,溫度、壓力、PH值和氰根(CN—)濃度過高會明顯降低金的吸附量,因此完全可以采取有效的方法使載金炭上的金被解吸到溶液中去。
5.2 載金炭的解吸方法和工藝條件
5.2.1、常壓加溫解吸法(又名扎德拉解吸法)
這是最早出現(xiàn)的較簡單的方法。是在溫度為85~95℃的條件下,用0.1%NaCN和1.0%NaOH配制的混合水溶液使之通過載金炭床,大約需28~70小時完成解吸要求。
5.2..2、加壓解吸法
在溫度為150~1700C,壓力為0.3432Mpa,混合水溶液為0.1%NaCN和0.4~1.0% NaOH配制而成,解吸4~6小時可使脫炭含金低于50~70克/噸。本法周期不長,但是設(shè)備費(fèi)用高,解吸貴液送電積前必須冷卻。
5.2.3、酒精解吸法
用1.0%NaCN和1.0%NaOH混合液再加入20%體積的酒精,在800C常壓下進(jìn)行解吸,解吸時間為5~6小時,但是酒精為易燃和易揮發(fā)物質(zhì),不易控制。
5.2.4、美英解吸法
該法為南非英美研究所創(chuàng)用,用0.5個載金炭體積的5%和1.0%混合液預(yù)先處理載金炭0.5~1小時,然后再用5個載金炭體積的加熱去離子水,在流速為每小時3個載金炭床體積進(jìn)行解吸,作業(yè)溫度1100C,操作壓力為0.5~1.0公斤/厘米2,解吸時間(包括酸性)約為9小時。
5.3 解吸設(shè)備和操作注意事項(xiàng)
載金炭的解吸設(shè)備通常和電解沉積設(shè)備相聯(lián)系,構(gòu)成生產(chǎn)循環(huán)的機(jī)組。
將備好的載金炭裝入解吸塔(柱)內(nèi),再將配制好的解吸液泵入解吸電積系統(tǒng),其具體操作方式,視使用的設(shè)備、工藝而定。
5.4 載金炭解吸應(yīng)注意的事項(xiàng)
5.4.1、當(dāng)解吸塔的長徑比大于6時,解吸效果較好,可方便操作,縮短解吸時間,故一般采用長徑比大于6的解吸塔。
5.4.2、解吸液在塔內(nèi)的流動狀態(tài)盡量做到流速在塔內(nèi)斷面上分布均勻,并與載金炭充分接觸。
5.4.3、通過試驗(yàn)選定合適的解吸時間,一般情況下,解吸時間越長,解吸率越高,但過長則會使設(shè)備利用率降低,生產(chǎn)成本增加。
5.4.4、按規(guī)程要求嚴(yán)格控制解吸溫度在塔內(nèi)各點(diǎn)分布均勻
5.4.5、要保證解吸液成分符合規(guī)定
5.4.6、注意解吸液的流量,一般可在1小時1~5個炭床體積。
5.4.7、注意載金炭的含雜質(zhì)情況和細(xì)孔特點(diǎn)。事先排除炭內(nèi)雜質(zhì)(木屑、塑料、粗粒礦砂等)將有利于解吸率的提高。
6 脫金炭的再生
活性炭的活性經(jīng)過吸附、解吸、再生后有著明顯表化,脫金炭經(jīng)酸性再生后,其活性并無明顯提高,只能恢復(fù)一半的活性,只有采用熱力再生才有可能使活性得以恢復(fù)到80%以上。
造成活性炭吸附活性降低的主要原因如下;
第一、炭的細(xì)孔被無機(jī)物堵塞,例如礦漿中Ca(OH)2、Mg(OH)2的石英砂微粒,粘土礦泥等極易被活性炭吸附,進(jìn)入炭之細(xì)孔內(nèi),產(chǎn)生通道堵塞,另外礦漿中過量的以及銅等賤金屬的絡(luò)合離子也會被炭粒吸附造成微孔中毒,降低活性。
第二、有機(jī)物如潤滑油,洗滌劑,浮選藥劑,腐植酸等都被活性炭吸附,極大地影響炭的活性。
第三、活性炭內(nèi)活性點(diǎn)的降解和炭的細(xì)孔發(fā)生型變,也是活性降低的原因。
實(shí)踐證明,脫金炭酸性后,其活性可恢復(fù)到50~60%,而熱再生后其活性可恢復(fù)到85%以上,有的甚至比新炭的活性還好。酸性可用稀鹽酸或稀硝酸(濃度1~5%)于常溫下在專門酸洗槽中,經(jīng)2~4小時洗滌,便可除去炭上鈣鋅等化合物,而用90~93℃的熱酸溶液則可去除鈣、鋅、鎳的化合物以及大部分硅。如果炭的細(xì)孔被硅酸鹽嚴(yán)重堵塞,只有使用氫氟酸(HF)水溶液方能奏效。
脫金炭的熱再生通常在外熱回轉(zhuǎn)爐內(nèi)完成,其過程包括干燥,炭化和氣化幾個階段,它可以起到以下作用:
第一,使有機(jī)吸附物在加溫階段解吸揮發(fā);
第二,在600~700℃條件下使有機(jī)污染物炭化;
第三,炭形成新的微孔,增加比表面積;
第四 ,在炭的微孔內(nèi)形成新的活化點(diǎn),增加活性。




