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炭浸法提金工艺介绍(炭浆法提金的影响因素)

炭浸法提金工艺介绍(炭浆法提金的影响因素) 矿浆法提金工艺——从解吸液中电积提金

活性炭在含有大量铜、锌、镍、铁、硫等杂质的多元复杂溶液中吸附金。通过碳的选择性吸附,大部分杂质保留在尾矿浆中,并与金分离。从矿浆中筛选出的载金炭经解吸后得到贵液,贵液中含金、银的氰化物络合离子浓度高,而杂质离子大大减少。它为通过电沉积或沉淀从您的溶液中还原和回收金和银提供了一种相对理想的解决方案。

从解吸液中回收金的工业电解槽有四种。它们是美国矿务局研制的Zadra电解槽(图1d)和平行电极电解槽(图1a),AARL研制的电解槽(图1c)和NIM研制的石墨阴极电解槽(图1b)。其中美国和南非多采用本国设计的电解槽。

图1各种电解槽示意图

平行电极电解槽;b)石墨屑阴极电解槽;

C-AARL电解槽;德拉电解槽

如图1所示,平行电极电解槽为多级电解沉积电解槽,其他三种电解槽为单级电解沉积电解槽。虽然解吸液中的金、银可以用一级电积提取,但在实际生产中,由于电解槽结构复杂,任何电极故障都会影响金、银的提取率,而且不便于连续监测出料口的流出物,以便立即发现故障电极。因此,采用多级循环电积操作。

由于不同的解吸方法,用于制造电解槽的材料具有不同的进入电解槽的解吸液体温度。可根据液体温度选择聚氯乙烯或聚丙烯等塑料。

阳极一般采用316不锈钢,阳极表面钻孔,保证电解液均匀通过。阴极电解槽除使用石墨屑外,其余均采用钢丝绒阴极。这是因为钢丝绒表面积大,容量大,价格低,有利于黄金的回收。钢棉阴极由钢棉在聚丙烯框架内制成,两侧有孔,密度为35g/L,以保证溶液均匀通过,防止短路。阴极框架的前面是可拆卸的,以便取出载金钢丝绒。使用离子交换膜将阳极区和阴极区分开可以提高电流效率。然而,离子膜的使用增加了成本。电沉积法制备的载金钢丝棉中金与铁的比例约为20∶1。阴极取出后,用盐酸浸出洗涤,然后送去冶炼金锭。

载金炭的解吸和电积是炭浆厂的一个操作系统。如果使用多个解吸柱,这些柱并联连接到电解池。如果使用几个单级电解槽,电解槽串联连接到解吸塔。

当使用平行电极多级电解池时,池中阴极的数量取决于阴极框架中的有效体积(即钢丝绒或石墨片的堆积密度),并不是每个网格都必须填充阴极和阳极。当第一阶段的阴极在一个电沉积循环中被Au和Ag饱和时,第二阶段成为下一个循环的第一阶段,以此类推。如果使用几个单级电解池,当第一个电解池被Au和Ag饱和时,第二个电解池将成为下一个循环中的第一个电解池。从而实现循环操作并最大化阴极材料的载金量。

澳大利亚肯布拉港选矿厂在Zadra使用两个长方形聚丙烯电解槽,每个电解槽有五个阳极和六个阳极。每个多孔阴极框架填充有500克钢丝绒,钢丝绒在4V的槽电压和170A的电流强度下电沉积。阴极周期为4h,每周期可回收溶液中60%的金。取出阴极,用盐酸浸出,洗涤过滤,然后熔化。

南非的Presidente Brand在他的工厂里使用了四台AARL电解槽。每个电解槽并联连接到一个10m3解吸罐。惰性溶液的流量为4.5m3∕h,总电流为290A。电解后,贵液的含金量由原来的(5 ~ 6) × 10-4降低到(1 ~ 2 )× 10-5。

HBS公司为西同裕炭素纸浆厂设计的EWC-96型平行电极电解槽和阴极架的结构和规格如图2和图3所示。其技术性能如下:

阴极框数量:20

阴极框架的有效体积:540mm×550mm×4mm

阳极数量:21

每个阴极的电流:50A

总额定电流:1000A

电源电压:0 ~ 6V

电解液温度:90℃

图2 EWC-96电解槽

图3聚丙烯钢棉阴极框架

由于设计的电解液温度为90℃,电解槽和阴极框架采用聚丙烯材料。在阴极框架两侧的框架板上均匀钻孔,以便电解液能够均匀流动。每个阴极由四根ф8mm×500mm不锈钢棒供电,不锈钢棒焊接在导电框架上,插入阴极框架内的钢棉中。采用阳极厚度为1.5~2mm的316号不锈钢板,板面上均匀分布фф65mm的孔。阳极和阴极都嵌在槽壁两侧带有柔性材料的网格中,槽的底部也铺有柔性材料,以防止电解液穿过极板的两侧和底部,迫使其流过极板的孔。水箱的底部向清洗喷嘴的一端倾斜,以便定期清洗浸没的水。

澳大利亚开发了一种微米矩形槽,在电沉积过程中,金沉积在铝箔的阴极上。电解提取后,阴极将铝溶解在酸性或碱性溶液中,得到金薄片。用于中试的电解槽尺寸为30×15×20厘米。在面电流为1.5A/cm2、槽电压为2.6V、液温为67℃的条件下,溶液中金含量可降至5× 10-6,回收率为99.9%。

南非国家冶金研究所正在研发的一种电解槽,也可以直接在阴极板上沉淀金和银,代替钢丝绒阴极,获得更纯净的阴极产品。

用碳纤维阴极从解吸液中电沉积金,具有电解时间短、效率高的优点。结果表明,电沉积3h后,溶液中金含量可降至1× 10-7,金沉积率可达99%以上。它比钢棉阴极快得多。

碳纤维由合成纤维织物经高温热解碳化而成,比表面积大。实验中使用的碳纤维阴极片为国产TZ碳纤维,每片重约10g,阴极可通过料液的几何截面积约为100cm2,总比表面积为2500~9000m2。按几何面积计算的允许面积电流可达4000A∕m2.电解槽采用自制的单级箱式电解槽。槽内阳极区和阴极区用阳离子交换膜隔开,可阻止CN-in溶液进入阳极区并在阳极上氧化,并使阳离子Na+通过离子交换膜自由进入阴极区,与持续生成的CN-生成游离NaCN返回浸出过程。阳离子交换膜还可以阻止从阳极析出的O2进入阴极区,从而导致析出的金反向溶解。阳极由不锈钢制成。

实验中使用了三种不同金浓度(27~37.7毫克∕升)的样品。室温下,电流密度为45 ~ 90mg·∕·m2,槽电压为4.0 ~ 7.0 V,电沉积3小时后,贫液中金含量分别降至0.1 ~ 0.2mg·∕·l以下,金的电沉积率大于99%。

此外,还将TZ碳纤维与优质不锈钢棉进行了对比。在相同的其他条件下,阴极面积电流分别为70、45和20A∕m2。电沉积3小时后,碳纤维上金的电沉积率达99%以上,而钢丝绒的电沉积率分别只有55%、78%和89%。要使钢丝绒的金电沉积率达到99%,时间需要延长3 ~ 6倍。图4是碳纤维和钢棉之间电解沉积的速度比较。

图4碳纤维(1,2)与钢丝绒(3 ~ 5)的电积速度比较

1、3-70A∕m2,2、4-45a∕m2;5-20A/平方米

碳纤维具有电沉积速度快、密度低的优点。在有效表面积相同的情况下,碳纤维的用量比钢丝绒少得多,并且可以多次循环使用。但载金钢丝绒在酸处理时往往会耗尽,只能使用一次。从图中可以看出,碳纤维的电流效率随着贵液中金浓度的增加而明显提高(钢丝绒相对较小),用它代替钢丝绒(图1)从解吸贵液中电解提金会更好。

另一项用碳纤维从含金氰化浸出液中吸附、解吸、电解提取金的技术,是英国人发明的专利。这项技术使用的是英国活性炭织物有限公司生产的碳纤维,这是一种柔性织物。该产品的制备方法(专利)是将人造纤维浸泡在化学药剂中,取出后用350℃干馏碳化,再用900℃活化,所以纤维是100%活性炭。如果将这种织物制成无端环状带,可连续实现吸附金、解吸金和电解提金的过程。图5是吸附、解吸和电解提金用活性炭带的设备连接示意图。图1示出了驱动轮,其驱动环形碳带2缓慢移动。3、4为导电轮,均与正电源连接。其他轮子是塑料导向轮。氰化浸出的含金溶液注入吸附槽c,从该槽吸附金后,碳带经洗涤槽D洗涤除去杂质,进入解吸槽A进行解吸。解吸的金也通过闭路电解沉积在插入槽A中的钛或不锈钢阴极板5上。脱碳后的皮带经洗涤槽B洗涤,并在活化炉6中加热(250℃)活化后,进入吸附槽C再次吸附金。以便形成连续的操作。

图5吸附-解吸-电解连续提金工艺设备示意图

用活性炭纤维织物吸附金,吸附率更高,速度比颗粒活性炭快得多。吸附平衡可在20~25min内达到,而颗粒炭需要150min。

成都理工大学应用化学系以预处理后的棉纤维为骨架,通过酶促反应,与硫脲发生接枝反应合成硫脲纤维素,已用于地质样品中痕量金的分离富集。具有广阔的应用前景。

关键词TAG: 贵重金属 金 
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