【小课堂】全面！活性炭吸附法提金工艺

利用活性炭吸附法从氰化矿浆或者溶液中提金的工艺有：炭浆法(简称CIP法)、炭浸法(CIL法)和炭柱法(简称CIC法)几种类型，它们的工艺基本上都包括以下几个步骤：(1)从氰化矿浆或者溶液中用活性炭吸附浸出金，产出载金炭;(2)对载金炭进解吸处理，使炭上的金重新转入溶液中，产出金的解吸贵液;(3)利用各种方法从含金贵液回收金;(4)把已被解吸后的贫炭进行再生处理，恢复它的活性后，返回吸附作业再用。

活性炭从起外观分为粉末炭和颗粒炭两类。颗粒炭可以从多种含炭物料如各种纤维素、木材、椰壳、果壳、果核及各种煤制造产出。

研究工作表明，活性炭的结构与石墨类似，是由微小的晶片所构成，晶片的厚度只有几个碳原子厚，直径为2~10微米，而且排列很不规则，具有很多具有分子一般大小的大量开口孔穴的侧壁。因此活性炭是具有发达的细孔结构和巨大吸附表面机的活性物质，它是Au(CN)-良好的吸附剂。活性炭的细孔结构很复杂，由直径介于10~100的微孔和直径大于1000的大孔及介于100~1000的过渡孔组成，细孔结构是影响活性炭吸附特性的主要因素。

活性炭表面积是决定其吸附能力的重要指标，通常可用比表面积(米2/克)来表示，活性炭的表面积由颗粒的外表面和由细孔构成的内表面两部分组成，比较起来，由细孔结构构成的内表面积具有极大的面积比例(大于90%)，因而对活性炭的吸附特性更具有决定性作用，研究测定，活性炭的比表面积很大，一般为500~1400米2/克，某些甚至高达2500米2/克。

在提金生产中，要求使用的活性炭必须具有较高的硬度和耐磨性，而吸附活性与耐磨性往往是相互矛盾的。生产实际中往往根据试验与经验来确定使用何种活性炭。

由Au(CN)-向炭粒表面的外扩散，向炭粒内部的内扩散和吸附三个步骤来完成。

3.1.活性炭的类型

椰壳炭与杏核炭的吸附特性远优于煤质炭和焦质炭。

3.2  吸附设备结构

常见吸附槽有轴流式和径流式良种，比较而言，轴流式槽的阻力较小，死区也小，炭磨损率也低，尤其是采用双叶轮时更加明显。

3.3  矿浆性质

指矿浆的粒度特性、浓度和粘度、有机物含量、矿浆的PH值等。

矿浆的粒度特性是指矿浆中常含有一些大于级间筛筛孔尺寸的木屑或粗粒矿砂，将会造成级间筛筛孔的堵塞和载金炭的品位下降，另外，含木屑的载金炭的解吸率也不高。

矿浆浓度的大小主要影响矿浆比重和流动性，将直接影响活性炭的漂浮性和分布不平衡，不利于吸附，实践证明一般控制在40~45%较好。

矿浆粘度主要受细泥含量多少来决定，泥多，粘度大，流动性差，易造成级间筛的堵塞，同时浸出，吸附效果均不好。

矿浆中的有机物主要指木屑，油类物质、腐植酸、浮选药剂等。它们可以被活性炭吸附，影响金的吸附率，并使活性炭中毒，给炭的活化再生带来困难。

3.4  吸附段数和底炭浓度

吸附段数与底炭浓度一般由试验和经验来确定，吸附断数一般为4~6段，底炭浓度则5~25克/升之间控制，采用逆流串炭(间断式和连续式两种)。

3.5  矿浆充气

矿浆充气量过大会降低金的浸出速度和活性炭对金的吸附，充气方式一般有中心充气和管道充气两种，时间证明轴内中心充气法更好。

4.1  提炭设备

目前使用的是有涡轮泵、射流泵、空气混合室三种。

4.2  工艺操作

提炭一般由第一槽开始，然后逐槽进行串提炭，最后在末槽补加炭，提炭次数依据试验与理论计算为依据，各班保持统一。

5.1  载金炭解吸的原理

试验研究证明，活性炭吸附的过程实际上是一个可逆过程，当炭吸附金时，温度、压力、PH值和氰根(CN—)浓度过高会明显降低金的吸附量，因此完全可以采取有效的方法使载金炭上的金被解吸到溶液中去。

5.2  载金炭的解吸方法和工艺条件

5.2.1、常压加温解吸法(又名扎德拉解吸法)

这是最早出现的较简单的方法。是在温度为85~95℃的条件下，用0.1%NaCN和1.0%NaOH配制的混合水溶液使之通过载金炭床，大约需28~70小时完成解吸要求。

5.2..2、加压解吸法

在温度为150~1700C，压力为0.3432Mpa，混合水溶液为0.1%NaCN和0.4~1.0% NaOH配制而成，解吸4~6小时可使脱炭含金低于50~70克/吨。本法周期不长，但是设备费用高，解吸贵液送电积前必须冷却。

5.2.3、酒精解吸法

用1.0%NaCN和1.0%NaOH混合液再加入20%体积的酒精，在800C常压下进行解吸，解吸时间为5~6小时，但是酒精为易燃和易挥发物质，不易控制。

5.2.4、美英解吸法

该法为南非英美研究所创用，用0.5个载金炭体积的5%和1.0%混合液预先处理载金炭0.5~1小时，然后再用5个载金炭体积的加热去离子水，在流速为每小时3个载金炭床体积进行解吸，作业温度1100C，操作压力为0.5~1.0公斤/厘米2，解吸时间(包括酸性)约为9小时。

5.3  解吸设备和操作注意事项

载金炭的解吸设备通常和电解沉积设备相联系，构成生产循环的机组。

将备好的载金炭装入解吸塔(柱)内，再将配制好的解吸液泵入解吸电积系统，其具体操作方式，视使用的设备、工艺而定。

5.4  载金炭解吸应注意的事项

5.4.1、当解吸塔的长径比大于6时，解吸效果较好，可方便操作，缩短解吸时间，故一般采用长径比大于6的解吸塔。

5.4.2、解吸液在塔内的流动状态尽量做到流速在塔内断面上分布均匀，并与载金炭充分接触。

5.4.3、通过试验选定合适的解吸时间，一般情况下，解吸时间越长，解吸率越高，但过长则会使设备利用率降低，生产成本增加。

5.4.4、按规程要求严格控制解吸温度在塔内各点分布均匀

5.4.5、要保证解吸液成分符合规定

5.4.6、注意解吸液的流量，一般可在1小时1~5个炭床体积。

5.4.7、注意载金炭的含杂质情况和细孔特点。事先排除炭内杂质(木屑、塑料、粗粒矿砂等)将有利于解吸率的提高。

活性炭的活性经过吸附、解吸、再生后有着明显表化，脱金炭经酸性再生后，其活性并无明显提高，只能恢复一半的活性，只有采用热力再生才有可能使活性得以恢复到80%以上。

造成活性炭吸附活性降低的主要原因如下;

第一、炭的细孔被无机物堵塞，例如矿浆中Ca(OH)2、Mg(OH)2的石英砂微粒，粘土矿泥等极易被活性炭吸附，进入炭之细孔内，产生通道堵塞，另外矿浆中过量的以及铜等贱金属的络合离子也会被炭粒吸附造成微孔中毒，降低活性。

第二、有机物如润滑油，洗涤剂，浮选药剂，腐植酸等都被活性炭吸附，极大地影响炭的活性。

第三、活性炭内活性点的降解和炭的细孔发生型变，也是活性降低的原因。

实践证明，脱金炭酸性后，其活性可恢复到50~60%，而热再生后其活性可恢复到85%以上，有的甚至比新炭的活性还好。酸性可用稀盐酸或稀硝酸(浓度1~5%)于常温下在专门酸洗槽中，经2~4小时洗涤，便可除去炭上钙锌等化合物，而用90~93℃的热酸溶液则可去除钙、锌、镍的化合物以及大部分硅。如果炭的细孔被硅酸盐严重堵塞，只有使用氢氟酸(HF)水溶液方能奏效。

脱金炭的热再生通常在外热回转炉内完成，其过程包括干燥，炭化和气化几个阶段，它可以起到以下作用：

第一，使有机吸附物在加温阶段解吸挥发;

第二，在600~700℃条件下使有机污染物炭化;

第三，炭形成新的微孔，增加比表面积;

第四，在炭的微孔内形成新的活化点，增加活性。

资料来源：有色技术平台