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活性炭吸附金再生技術


公司在金礦進行尾礦庫外排水中回收已溶金的工業(yè)試驗，獲得了大量的低品位載金炭。這種從金含量僅0.03～0.05mg/L而含雜質的廢水中得到的載金炭，金品位不超過500g/t，而雜質含量如銅鐵等均超過了10kg/t，碳酸鈣硫酸鈣及硅酸鈣的含量更高，因此，用當時的載金炭解吸設備并不能有效地解吸金，因此，開始研究活性炭解吸技術，在此過程中，發(fā)現(xiàn)活性炭上的雜質對解吸有較大的影響，故采用鹽酸進行預處理，然后用我們開發(fā)的解吸設備進行解吸，取得了較好的解吸效果。而且解吸后的活性炭又用于金吸附，重復4次之多。這充分說明活性炭濕法再生的重要性和鹽酸進行濕法再生的有效性。但是，僅靠濕法再生是還不夠，因為在活性炭吸附金的過程中，液相中含有的有機物如機油、浮選藥劑、礦物中的有機質均較容易吸附在活性炭上，這些物質在濕法再生及解吸金過程中是不會從炭上完全脫附下來的，它們占據(jù)了活性炭上的大量活性表面積并堵塞孔道，使活性炭的性能大大降低，靠高溫再生才能消除這類雜質對炭活性的影響。
于是，我們又開始開發(fā)活性炭高溫再生設備，多年來，我們研究了國外的各種活性炭再生設備。如早期的回轉窯（焦炭加熱或電加熱式）、后來的立式多管式再生爐（以燃氣、燃油做加熱工質）、沸騰式再生爐（以焦炭等為燃料）、電加熱內(nèi)熱式再生設備。其中對南非的Minturn再生設備研究得多也深入。對南非的Minturn再生設備的關注純屬偶然?！秶恻S金參考》中一篇介紹炭漿廠的譯文中介紹了幾種活性炭再生設備，其中介紹南非的Minturn再生設備還附有設備結構圖，遂對此設備產(chǎn)生的濃厚的興趣。不但是因為這種再生設備發(fā)明自世界有名的南非礦山與冶金學會，也是由于這種爐結構簡單、自動化程度高、電耗低、使用壽命長，同時可以制成不同處理能力的產(chǎn)品。占地面積小、操作簡便。另外，在國內(nèi)比較容易收集到南非Mintek公司的信息，如長春黃金研究院圖書館有《E＆MJ》雜志，該雜志經(jīng)常有該公司的技術和產(chǎn)品報導；該公司還在國際互聯(lián)網(wǎng)上設有網(wǎng)頁，其產(chǎn)品介紹更為詳細、及時。
2 活性炭的結構
活性炭的結構和性質與石墨有些相似，石墨是由排列成規(guī)則的六角形的碳原子構成的片狀體層層疊積而成。而活性炭不象石墨那完全有規(guī)則。根據(jù)X-射線研究，活性炭的結構有兩種類型。種類型由基本微晶所構成，結構類似于石墨。第二種是穩(wěn)定的結構，碳的六角體形成交聯(lián)的立體格子。許多活性炭同時包含這兩種類型的結構。高溫活化所制造出的活性炭，微晶組織占優(yōu)勢。
原料在活化過程中，清除了基本微晶之間的許多碳化物和碳素，也除去了基本微晶的石墨層中一部分的碳素，產(chǎn)生許多孔隙。
孔隙有大有小，形狀各異。根據(jù)孔徑大小，活性炭可分為三類：
大孔型 過渡孔（或中孔）型 微孔型
500～2000埃 100～500埃 8～100埃
大孔活性炭可允許吸附某些有機大分子和作為催化劑沉積載體。微孔結構則適合用于氣體吸附，和從溶液中吸附某些無機絡合離子。對活性炭的吸附來說，重要的是微孔。因為它們有很大的比表面積和比容。
椰殼炭的孔徑10埃的占比例較大，煤質炭的孔徑主要在10～2000埃范圍分布。
活性炭的元素組成主要以碳為主，也含有少量的氫和氧等。有一部分與活性炭表面結合的元素可能以官能團的形式存在?，F(xiàn)在查明活性炭中常見的官能團有羧基、酚羥基、醌型羰基、普通型內(nèi)酯、熒光素型內(nèi)酯、羧酸酐、環(huán)狀過氧化物等。它們位于活性炭層中環(huán)狀網(wǎng)破裂的邊緣上。
吸金用的果殼或果核活性炭通常是在700～800℃溫度下活化的。表面上同時有一定數(shù)量的羥基和酚基。因此在酸性、堿性介質中均能使用。
3 提金活性炭的性能〔1〕、〔2〕、〔3〕
提金用活性炭具有下列物理和化學特性：
物理性質
顆粒密度（活性炭置換法測定） 0.80～0.85g/ml
堆積密度 0.48～0.54g/ml
孔隙大小 20～10埃
孔隙體積 0.70～0.80ml/g
球盤硬度(ASTM) 97～99%
粒 度 1.18～2.36mm
灰 份 2～4%
含 濕 量 1～4%
化學吸附特性
表面積(N2 BET) 1050～1200m2/g
碘 值 850～1150mg/g
活性碳值 60～70%
苯 值 36～40%

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