活性炭在黄金冶炼中的应用

1.提金工艺

随着工业的迅速发展，黄金的需求量越来越多，而含有金和银矿石的特性，决定着在应用吸附工艺回收贵金属时，必 须使用吸附容量大和选择性好的吸附剂，所以活性炭吸附法提金得到人们的重视。

炭浆法提金工艺是将矿石中的金矿物经氰化物浸出后，生成溶于水的金氰络合物，将含金氰络合物的矿浆置于串联的吸附槽内与粒状活性炭经搅拌充分接触，从而使大多数金氰络合离子被吸附到活性炭上，载金炭经进一步处理后回收金。该工艺不需要用贵液与浸出矿浆的固液分离，从而避免了过滤或逆流洗涤系统所需要的巨额投资；与常规的逆流洗涤工艺比较，有的炭浆法提金厂将减少可溶的金与不溶的金的损失量，也就是说金属平衡时金的损失减少；炭浆工艺处理含泥高的矿石往往有更大的优越性，因为这种矿石不能过滤，甚至逆流洗涤也会产生困难，尤其当金的氰化物吸附在黏土颗粒上时，洗涤就更加困难。流程简单、金回收率高、投资省、成本低和占地面积小等优点使得炭浆法提金工艺被广泛应用于黄金生产中。

通常从载金炭上回收金有两种方法：一种是原始简便方法，即将载金炭焙烧，经高温熔炼得到黄金；另一种是常规方法，即用解吸液将金氰络合物解吸下来，再经电解等方法得到纯金。活性炭经吸附、解吸后，活性降低，通过再生后循环利用。

2.吸附机理和选炭

活性炭吸附金的机理可归纳为：

（1）在氰化溶液中金以离子对偶或中性分子形式被吸附在活性炭的内表面上，或是络合离子与金属离子结合沉积在活性炭的孔隙里，其中金属离子来自溶液或是活性炭的灰分（这些金属离子可能有Ca、K、Na等）。

（2）Au（CN）2阴离子发生化学分解，生成不溶解的AuCN，并留在炭的孔隙里。

（3）部分金氰络合物被还原成某些含有氧化态为0和1价的金原子化合物。

（4）Au（CN）2阴离子或AuCN被还原成金属Au。

在炭浆法氰化提金工艺中，活性炭的强度、饱和载金量、吸附速度以及解析率是需要重 点考虑的关键性质。强度是直接影响金回收率的重要因素，因为强度较大的活性炭，在炭浆工艺流程中可表现出较大的抗磨损能力，使活性炭在强烈的撞击、研磨下保持较低的损失；而强度较小的活性炭则容易受磨损而变细，zui后携带吸附着的大量黄金穿过级间筛随尾矿一同流失。微孔结构适合用于气体吸附和从溶液中吸附某些无机络合离子，包括金氰络离子，因此，对提取黄金用活性炭的吸附来说，zui重要的是微孔，因为它具有很大的比表面积和孔容。但由于炭微孔的横截面与金氰络离子的直径相近，因此金氰络离子要达到微孔的内表面上需经历缓慢的扩散过程，才能被吸附。为加强扩散过程，在炭浆法提金工艺过程中，除充气加强金溶解外，同时对矿浆进行充分地搅动，以利于活性炭对金的吸附。

依据上述对活性炭的要求，氰化炭浆提金工艺中zui常见的是椰壳活性炭和煤质活性炭，主要拥有比表面积较大、微孔体积较大、吸附速度快、对金的吸附量大、耐磨性较好、易再活化利用等优势。椰壳活性炭比煤质炭含更多脂肪烃链，但按照煤变质程度的观点，随变质程度增加，芳环缩聚程度提高，脂肪烃侧链及氧、氮杂原子含量减少，反之脂肪烃链少，则意味着向Au（CN）2偏移，π电子使活性炭表面吸附的金低于＋1价，形成络合物，活性炭吸附Au（CN）2是络合吸附，由于煤质活性炭芳环缩聚程度高于椰壳炭，其表面与Au（CN）2形成π络合物的活性点较多，所以，尽管煤质炭的比表面积低于椰壳炭，但其Au（CN）2平衡吸附容量仍高于椰壳炭，只是吸附速率较慢。常用的提金活性炭的性质如表4-8所示。

         表4-89 提金活性炭的性质

3.活性炭的再生

活性炭在吸附金的同时，炭的表面和孔隙中会吸附一些无机盐及贱金属杂质，主要有锌、铁、钙、铜，它们主要以Zn,Fe(CN)。、ZnCO,·Zn(OH)2、Fe(OH)3、Fe(OH), CaCO，、CuCO3·Cu（OH），等形式存在，同时还会吸附各种机械油、絮凝剂等有机物，从而影响活性炭的吸附活性，使炭的吸附容量和吸附率大大降低，导致活性炭“失活”。由于吸附大量杂质而失去活性的活性炭需要进行活化再生，恢复其吸附能力。

活性炭吸附的碱金属氧化物会在再生时起到催化作用，加剧活性炭本身的燃烧，造成炭的损失，而且会使活性炭的孔隙扩大，降低强度。因此活性炭在再生去除有机物前应先经酸洗，以除掉碱金属氧化物。一般情况下，失活炭每酸洗3～5个循环后进行一次去除有机物的再生，再返回活性炭吸附工段，不需要每次酸洗后都去除有机物。这样可减少炭的损失，节约电能，对吸附率也不会造成影响。活性炭再生的常规生产工艺流程：失活活性炭→酸洗→水洗→中和→干燥→热再生→打磨→筛分→再生活性炭。

除去无机盐大多通过酸洗来完成。酸洗主要是通过酸与吸附在炭表面和孔隙中的无机物及贱金属反应，生成可溶性盐，然后被水溶除去。目前，国内外活性炭去除有机物再生zui成熟的方法为热再生法，依靠热分解或氧化还原反应破坏所吸附有机杂质的结构而达到除去吸附质的目的。活性炭再生设备及方法的优劣主要体现在：活性炭吸附性能恢复率、损失率、强度、能量消耗、辅料消耗、再生温度、再生时间、对人体和环境的影响、设备及基础投资、操作管理检修的繁简程度等诸多方面。再生后的活性炭通常吸附性能可恢复95％以上，损耗率5％以内，完全满足黄金吸附的技术要求。

但是在目前的黄金生产中，有机物与无机盐的去除设备显现出不平衡的态势，企业往往投入了大量的资金在相对落后和笨重的热再生设备上，虽达到了处理效果，却消耗了大量的能源和人力，同时在酸洗方面又没有足够的重视，大部分矿山仍采用静态酸浸槽，效率偏低，这些都是活性炭应用于黄金冶炼工业中需要改进的方面。