1.活性炭吸附金的机理

活性炭吸附金的机理很多，这里主要介绍三种。

(A)范德华力引起的物理吸附

该理论认为，氰化金络合离子在一定条件下会分解生成不溶性的氰化金中性分子，氰化金由于范德华力，即活性炭与氰化金分子之间的吸引力，沉淀到炭的微孔中。

(2)化学络合理论

根据这一理论，金矿浸出过程中产生的金氰化络合阴离子[Au(CN)2]-与活性炭上的正网格之间存在静电引力，即浸出液中的金氰化络合阴离子被活性炭吸附。

电化学理论

电化学理论认为，在氧气存在下，水合活性炭会水解生成羟基(OH-)和过氧化氢(H2O2)，水解反应为

O2+2H2O+2e H2O2+2OH-

氰化物溶解金的反应如下:

2Au+4CN-+O2+2H2O 2[Au(CN)2]-+2OH-+H2O 2

由于水解过程，碳提供了一个电子并带正电荷。带正电荷的碳将吸引在浸出过程中形成的带负电荷的氰化金阴离子。但电化学理论无法解释为什么一些中性的复杂分子，如氰化汞(HgCN2)能与氰化金阴离子竞争活性基团。

活性炭吸附金的过程通常被认为是扩散控制过程。金向活性炭的扩散速率可用菲克定律描述。

一个([Au]-[Au]i)

式中，d[au]/dt-金的扩散速率；

氰化亚金络合离子的扩散系数；

[Au]-宿主溶液中金氰化物络合离子的浓度；

金-氰化物络合离子在[Au]I-碳界面的浓度；

δ——边界层厚度；

a-边界层的面积。

活性炭吸附氰化金络离子的传质过程至少包括两步:第一步是氰化金络离子从主体溶液中扩散到炭表面；第二步是氰化金络合离子从碳表面扩散到微孔中的活性基团。所以活性炭吸附金时，外层碳层一开始是饱和的，但内部扩散决定传质速率。

二、吸附的主要影响因素

(一)浸出液中金银浓度的影响

一般来说，当溶液中的金银浓度较高时，活性炭吸附的金银量会增加。当金银浓度一定时，活性炭吸附的金银量受吸附流速影响很大。当流速较高时，活性炭的载金量减少。相反，降低吸附流速有利于提高载金炭的含金量，降低吸附尾液浓度。

(2)渗滤液中杂质离子的影响

金矿氰化堆浸过程中，除金、银被氰化物溶解在浸出液中外，铜、钴、镍、汞、砷也不同程度地被氰化物溶解。Fleming和Nicol的研究表明，浸出液中游离氰化物的浓度对活性炭吸附铜起着重要作用。当游离氰化物与铜的比例较小时，浸出液中的铜以[Cu(CN)2]-络合阴离子存在，能被活性炭很好地吸附，导致活性炭吸附金的能力降低。当浸出液中游离氰化物与铜的比例较高时，铜以[Cu(CN)3]2-和[Cu(CN)4]3-系列的形式存在于浸出液中，而活性炭不吸附这种高价阴离子，所以对金的吸附量影响不大。银浸出液对活性炭吸附金的影响与银金比有关。当银/金比为1时，活性炭的金吸附量略有下降。当银/金比大于2时，活性炭的金吸附量明显下降。总之，浸出液中少量的铜、钴、镍、锌等不会对活性炭吸附金产生严重影响，但由于这些杂质离子的吸附，占据了活性基团的位置，降低了活性炭吸附金、银的量。

(3)浸出液pH值对金吸附的影响

当浸出液的pH值为2.5 ~ 5.0时，活性炭的载金量最大。当pH高于6时，活性炭的载金量随着浸出液pH的升高而降低，但不明显。当pH < 9.0时，氰化物(CN-)易水解成剧毒的氰基酸(HCN)气体，会危害操作人员的健康，增加氰化物的消耗。因此，氰化堆浸时，pH值一般控制在9.5 ~ 10.5的范围内。在此pH范围内，pH对活性炭载金量的影响不明显。

除上述因素外，不同类型的活性炭具有不同的金吸附能力。一般椰壳炭比杏仁炭吸附能力强，细颗粒炭比粗颗粒炭载金能力高。在实践中，炭的载金量只是要考虑的因素之一，炭的机械强度和压降也要综合考虑。

三。活性炭吸附金的设备

活性炭吸附金的设备主要有两种:一种是含金堆浸溶液自上而下通过固定的活性炭层，即固定床吸附系统。另一种是含金堆浸液在泵的压力下，以一定的速度自下而上穿过炭层，使炭层处于沸腾状态。这两种设备的选择取决于渗滤液的浊度和固体含量。对于固定床系统，要求渗滤液入塔前不能有悬浮细料，因为固定碳层就像一个砂滤器，煤泥和悬浮细料会堵塞碳层，导致吸附系统不能正常运行。所以固定床系统一般需要定期反洗，但它的优点是活性炭载金量较高，所以比流化床需要的碳量少。在实际堆浸作业中，后一种设备多用于完成活性炭对金的吸附。设计第二类设备时，还应考虑以下四个因素:

(1)进料速度(根据每天堆浸排出的浸出液量确定)。

(2)贵金属日均产量(根据不同运行期每堆排出溶液的最大含量确定)。

(3)活性炭的最大载金量。

(4)所用活性炭的类型和粒度。

核工业六院设计的活性炭吸附塔，底部为锥形底，塔的侧壁上安装有一面镜子。在操作过程中，可以观察液体分布和活性炭在塔中的运动。一般3 ~ 5个塔串联操作，各塔之间用橡胶管连接，阀门很少。矿部堆浸技术研究咨询中心设计的活性炭吸附塔与核工业第六研究院设计的设备基本相似。塔底为多用平底结构，安装方便。各塔之间用硬管和阀门连接，包括冲洗水管和冲洗水排放管，用了很多阀门。