黄金提纯专用椰壳活性炭的使用方法和操作流程
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在湿法提金工艺中,采用椰壳为原料制作的活性炭是决定黄金回收率的核心耗材,也被称为黄金专用活性炭、冶金活性炭,很多矿山出现跑金、吸附效率低、耗材损耗快等问题,并非矿石品位问题,而是活性炭使用方式不规范。相较于普通煤质炭、木质炭,提金专用椰壳活性炭微孔结构适配金氰络合物吸附,机械强度高不易粉化,也是炭浸、炭浆工艺的关键吸附用材。
很多从业者容易忽略新炭预处理步骤,全新活性炭表面带有粉尘,孔隙内封存空气,还残留生产过程中的盐分杂质,直接投入矿浆使用,会直接封堵吸附孔隙,大幅降低载金容量。正确的做法是先通过筛分去除细粉碎料,再用清水浸泡2至4小时排空孔隙空气,最后用稀碱水漂洗后清水冲至中性,完成活化润炭。
预处理完成后即可进入吸附作业,将炭料均匀装填在吸附槽或吸附柱中,避免装填不均产生空洞导致液流偏流。生产中匀速通入含金矿浆与浸出液,根据设备工况控制进料流速,让炭料与含金液体充分接触,炭浆工艺采用低速搅拌,柱式工艺保持稳压通液,在常温环境下就能完成黄金离子的富集吸附。作业结束后筛分分离炭料与尾矿浆,冲洗干净炭体表面附着的矿泥。
吸附饱和的载金炭,送入解吸柱利用110-135℃热碱氰混合液循环洗脱,使黄金从炭孔隙脱附,再经电解、沉淀提炼粗金。解吸后的活性炭无需废弃,经过酸碱清洗除杂、高温密闭活化、冷却筛分剔除废炭后,可恢复吸附性能循环使用。
一、原料准备
矿石处理
首先要将含金矿石破碎、磨细,使其成为适合后续处理的原料。这一步是为了让矿石中的黄金尽可能地暴露出来,以便后续能够被活性炭吸附。例如,如果矿石颗粒过大,内部的黄金可能无法与活性炭充分接触而无法被吸附。
焙烧
把经过破碎、磨细的原料进行高温焙烧。焙烧的目的是破坏矿石的晶格结构,从而释放出被包裹在其中的黄金。这样可以使黄金更容易被后续的处理步骤所提取。
酸洗
用酸溶液去除焙烧料中的杂质,像铁、锰等杂质会影响黄金的提取纯度,通过酸洗将这些杂质去除,使后续活性炭吸附黄金的效果更好,得到更纯净的黄金产品。
二、活性炭吸附
活性炭选择与制备
可以选择椰壳活性炭等合适的活性炭。椰壳活性炭具有发达的空隙结构,比表面积大,例如其比表面积可达1500/g,孔结构中微孔占总数90%以上,空隙直径大于0.45nm且小于2nm,是一种良好的吸附黄金的活性炭材料。它通常由含碳物质经过热解、活化处理而制得。活化处理方式有物理活化法(如将炭化料加热到一定温度后,通入空气或水蒸气,使活性炭内部的孔隙扩大)、化学活化法(将炭化料与化学试剂混合加热,通过化学反应生成活性炭)等。
吸附操作
将经过酸洗后的料液通过活性炭吸附柱,或者将活性炭制成吸附柱或吸附盘,然后让含有金离子的溶液通过吸附柱或吸附盘,金离子就会被活性炭吸附。这是利用了活性炭具有发达的孔隙结构和较大的比表面积,能够通过分子间引力吸附黄金,同时活性炭表面含有的官能团(如羧基、酚羟基等)可通过化学键合作用吸附黄金的原理。
三、解吸与回收
解吸剂选择与解吸操作
采用解吸剂将黄金从活性炭上解吸下来。例如,1952年扎德拉等研究成功用热的氰化钠和氢氧化钠混合液从载金炭上同时解吸金、银。解吸过程是将吸附了黄金的活性炭与解吸剂充分接触,使黄金从活性炭表面脱离进入解吸剂溶液中,从而得到高纯度的黄金溶液。
还原黄金
对于从活性炭上解吸下来的含金溶液,可以通过化学还原的方法将其中的金离子还原成金单质。如果是酸性的含金液体,可以用晶体亚硫酸钠或二氧化硫气体进行还原;如果是碱性的含金液体,则可以用甲醛做还原剂。经过还原反应后,就可以得到黄金单质。最后可将得到的黄金进行提纯和精炼操作,例如采用硝酸或浓硫酸煮去杂,熔化后可得到更高纯度的黄金产品,纯度可达99.9%以上。
四、以下是详细的操作流程:
吸附黄金:将活性炭(通常为椰壳活性炭)置于含金溶液中,活性炭的多孔结构会吸附溶液中的金离子或金氰络合物。吸附时间通常为12-48小时,具体时间取决于金的浓度和活性炭的吸附效率。
洗涤与干燥:将吸附黄金后的活性炭从溶液中取出,用清水洗涤以去除杂质,随后在100-120℃下干燥,以去除水分。
高温焚烧:将干燥后的活性炭放入耐火容器中,在800-1000℃的高温下焚烧。活性炭会被烧尽,而黄金因其高熔点(1064℃)会以金属形式残留。焚烧时间通常为2-4小时,需确保充分燃烧以完全去除碳质。
灰分处理:焚烧后的灰分中含有黄金,可用稀盐酸或硝酸浸泡以去除残留的杂质,随后过滤并干燥。
熔炼提纯:将干燥后的含金灰分与助熔剂(如硼砂)混合,在1200-1400℃下熔炼,黄金会熔融并与其他杂质分离,最终得到高纯度金锭。
五、注意事项:
安全防护:焚烧过程会产生有毒气体(如一氧化碳),需在通风橱或户外进行,并佩戴防护装备。
温度控制:焚烧温度不足会导致碳残留,过高可能造成黄金挥发损失。
环保要求:焚烧后的废气需经过处理,避免环境污染。
适用场景:该方法适用于从低浓度含金溶液(如电镀废水、矿山浸出液)中回收黄金,尤其适合小规模或实验室操作。