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活性炭回收利用(活性炭吸附再生方法)

活性炭回收利用(活性炭吸附再生方法) 活性炭吸附回收金

活性炭能够吸附金,这是早已知道的事实。但直到1952年美国矿务局J. B. Zadra等研究成功了用热氰化钠-氢氧化钠混合溶液解吸载金炭,然后从解吸液中连续电积回收金和银的方法,从而奠定了现代用活性炭从氰化介质中提取金银的基础。随后,建起了一个小型炭浆法提金车间,用Zadra法对载金1370g/t左右的炭进行解吸-电积回收金,贫炭再返回吸附。1973年,美国Homestake炭浆厂投产,开始了活性炭提金的工业生产。其后,又开发了高温加压解吸工艺和炭浸法工艺等。目前,活性炭提金已成为世界各国普遍采用的一种主要提金方法。 活性炭是一种很强的吸附剂,它具有独特的孔结构和很大的表面积、有一定的机械强度、耐热和耐酸碱等性能。活性炭可从氰化物的清液、浑浊液或矿浆中吸附提取金,特别是从氰化矿浆中吸附金具有重要意义,不仅能够处理高泥质的金矿,并减除了繁杂的洗涤和固-液分离工序,其工艺又可以分为两种: 一、氰化过程基本结束后加入炭进行吸附的炭浆法(CIP); 二、氰化开始不久就加入炭,再进行边浸出边吸附的炭浸法(CIL) 。 活性炭的种类和性质,对于从含金氰化物介质中回收金的影响很大,选择合适的活性炭是提取金银获得良好指标的重要前提。商品活性炭有粉状和粒状两种,炭浆法提金使用的是粒状活性炭,由于载金炭是用筛子将其从矿浆中分离出来,因而对炭的粒度有一定要求,炭浆厂目前使用的活性炭粒度多在0.8mm(20mesh)以上。按生产活性炭的原料来源不同,活性炭可以分类为: (一)煤质活性炭,如我国太原新华化工厂生产的ZX型煤质炭和美国的BPL型煤质炭; (二)果核、果壳类活性炭,如北京光华木材厂生产的GH型杏核炭、江西怀玉活性炭广生产的HA型椰子壳炭; (三)木质活性炭,如我国通化和铁力活性炭厂用硬木生产的木质活性炭、澳大利亚活性炭厂用非洲加纳木材生产的木质活性炭等。在炭浆厂中应用较为普遍的是椰子壳活性炭;我国因杏核原料较为充足,故杏核活性炭的应用也较多;美国有些炭浆厂使用的BPL型煤质炭,其性能与椰子壳炭相当;南非和前苏联也有使用木质活性炭的。选择活性炭的原则是,技术上适用,经济上实惠,货源上要有保证。提金用椰子壳活性炭的主要理化性能见表1。活性炭吸附金的工艺参数有:吸附段数、炭的载金量、活性炭在矿浆中的浓度、活性炭与矿浆在吸附槽内的平均停留时间、氰化物浓度、矿浆温度、炭的中毒及其处理等。我国及国外一些提金用活性炭生产厂家及技术指标如表2所示。 表1 提金炭的主要理化性能

表演物理性质容积密度太阳间隙大小Sungap音量表面积(N2BET)圆盘硬度(ASTM)粒度灰水分化学吸附性能碘值考虑一下氯化碳的值。苯值
数值中国黄金管理局值
0.48~0.54/(克·毫升-1)0.5克/毫升
1 ~ 2毫米
0.70~0.80/(毫升·克-1)
1050~1200/(平方米·克-1)
97%~99%95%
1.18 ~ 2.36毫米90% 6 ~ 16目
2%~4%
1%~4%10%
1000~1150/(毫克·克-1)800/(毫克/克)
60%~70%
36%~40%
表2 我国及国外某些提金用活性岩生产厂家及技术指标金从载金炭上的解吸也是一个重要过程,即金从载金炭上的解吸是金吸附的逆过程。影响载金炭解吸金的主要因素有:解吸温度和压力、解吸剂的选择以及其他离子的影响。因为金的解吸过程是一个缓慢的固相和液相之间的传质过程,往往需要很长时间才能完全解吸金。现有的解吸方法可分为:1。大气压扎德拉法。典型的例子是用1% NaOH-0.1% NaCN溶液在85~95℃解吸24~60h,解吸率为96%~97%。2.加压Zadr法。典型的例子是用1% NaOH-0.2% NaCN溶液解吸,温度120 ~ 150℃,压力250 ~ 450 kPa,解吸时间缩短到6 ~ 7小时,解吸率达到98%。3.AARL方法。南非开发的AARL法是用3%的HCl溶液在90℃酸洗1h,然后用水洗炭1h,再用1% NaOH-5% NaCN溶液在90℃解吸1h,最后用纯水在120℃和100kPa下浸出2h。解吸率为98% ~ 99%。4.有机溶剂强化解吸法。加入适量的有机溶剂,如乙腈、乙醇、甲醇、丙酮、甲乙酮等。,进入解吸剂有利于金在碳和氰化物溶液之间的平衡分配系数向金的解吸方向移动,从而将解吸时间缩短到6 ~ 10h5、有机溶剂蒸馏气提解吸法。这种方法是在澳大利亚开发的,将有机溶剂蒸馏成气相,然后与载金碳反应。金的解吸效果明显提高,但所用设备复杂。从解吸液中回收金的主要方法是电积,然后是锌置换沉淀。炭的活化再生是将脱金后的炭进行活化再生,使炭的活性得到一定程度的恢复,可以循环使用。这是活性炭提金技术推广应用的主要因素。常用的活性炭活化再生方法有:(1)首先酸洗,将脱金后的活性炭用3% ~ 5%的HCl溶液在室温下搅拌洗涤1h左右,除去钙、镁等碳酸盐和其他酸溶性杂质,然后水洗,再用1%的NaOH溶液中和洗涤至溶液呈中性;(2)高温活化再生主要是去除牢固吸附的有机物(如腐植酸和浮选药剂等。)在碳上,同时还可以增加碳的孔隙,增加碳的活性中心,从而提高无差别活性。高温活化再生炭的主要控制因素有:活化温度、通入的水蒸气量、活化时间和步骤等。高温活化再生通常是分阶段进行的,即在200℃以下的低温干燥,加热至200 ~ 500℃除去挥发物质,在500 ~ 700℃热分解不挥发物质,最后在过热蒸汽存在下700℃活化。再生炉中不需要氧气或空气体,以避免碳灰化,使用水蒸气进行再生。工业上使用的高温活化和再生装置包括多室炉、回转炉、流化床炉、移动床炉等。这些炉子使用的燃料是煤气或石油气,它们间接或直接加热活性炭。近年来,以电为能源的活性炭再生装置得到了发展,如微波炉、远红外炉和直接电再生炉。炭吸附提金厂的生产实践:自1973年世界上第一座炭吸附提金厂在美国霍姆斯特克建成投产以来,炭吸附处理矿石的工艺流程、主要设备、种类和数量都得到了迅速发展。例如加拿大道杜尔湖金矿炭浆厂是加拿大炭浆厂之一,处理能力为2500t/d,其生产流程如图1所示。其他如美国内华达州的Pinson金矿炭浆厂、美国金色阳光提金厂、西非的Poura金矿选冶厂、巴西的Paracatu金矿选冶厂等都是大型炭吸附提金厂。1983年以来,我国一方面引进国外技术,同时自行设计碳浆提金工艺和设备,发展迅速。到目前为止,有70多个碳浆提金厂,其中一些是由原来的浮选厂或锌置换工艺改造而成的。目前国内除了常规的炭浆法,还有炭浸法。近年来,随着堆浸技术的发展,碳柱法也取得了进展;除了常压Zadra法和加压Zadra法,AARL法和有机溶剂蒸馏溶出解吸法也被用于载金碳的解吸。我国部分活性炭提金厂的规模和主要设备见表3。可见,我国炭吸附金厂规模较小,难以与国外万吨/日矿石规模的大型炭浆厂相比,直接影响相关技术经济指标。

图1 加拿大Detour湖矿山回收金的流程 表3 我国部分活性炭提金厂的规模及主要设备 
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