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技術問答

用于吸附黃金的煤質活性炭

發布時間:2021-05-27點擊:

煤質活性炭用于黃金的吸附富集,是艱難的課題,因為要求煤質炭同時具備高的黃金吸附容量和強度,那是很難的事。對此,我國三四家主要活性炭廠開始探索。雖有一定進度,但一些重要指標,還不能令人滿意。國外當以前蘇聯的工作多。前蘇聯沒有椰殼資源,卻有豐富的煤炭資源,其中不乏優良煤,具備有條件。已生產出的活性炭品種中,有的本來就具備不錯的吸附黃金的性能,如CKT型活性炭。近年來,前蘇聯研究人員又在這一領域取得進度,研究出新品種。

我國有的活性炭廠著眼于強度,選用半偉炭為原料試制黃金吸附炭。制備出強度高于95.0%和苯吸附率稍低于30%的活性炭。經吸附黃金評價后,黃金吸附率達99%以上,解吸率達92%以上。各項指標都不錯,只是對黃金的吸附容量不夠高。有的炭廠曾用某等級煙煤制備球形炭,用于吸附黃金,同樣不能得到滿意結果。

前蘇聯在用于吸附黃金的煤質活性炭的研制方面取得較大成績。曾用庫茲巴斯煤田的氣煤,不使用粘合劑,制成適用于從礦漿中吸附黃金的球形炭。氣煤經磨粉后,跟2.5% 的亞硫酸鈉酵母麥芽汁溶液混勻,進而在盤式成球機上成球。以后,經干燥、碳化和活化而成。成品強度高達90%~95% ,可用于從礦漿中吸附黃金。球形炭的磨損損失降至低水平。試驗所用的黃金溶液,除了黃金外,尚含有Ag、Cu、Fe、Ni、Co、Ca和Na。炭樣對黃金的選擇性高。對黃金的選擇系數(以對黃金的吸附量跟對其它金屬離子總吸附量之比表示)為陰離子樹脂AM-2B的4倍。吸附測定在室溫下進行。炭是在不斷攪拌下吸附黃金,時間長達120h。所制樣品的孔隙結構數據和吸附容量數據見表6。炭吸附黃金的動力學曲線示于圖4。

表6 球形活性炭的技術特性

樣號 燒失率(%) 灰分(%) 孔隙容極(cm3/g) 對黃金的較大吸附容量(mg/g)
V微 V中 V大
1 0 9.5 0.01 0.01 0.14 0.40
2 22.3 -- 0.21 0.04 0.20 2.39
3 32.2 14.7 0.25 0.05 0.24 5.00
4 45.5 16.4 0.31 0.08 0.27 5.87
5 53.5 20.9 0.32 0.10 0.30 7.80
6 62.2 26.8 0.43 0.20 0.33 8.71
7 78.0 41.7 0.45 0.33 0.47 8.73

前蘇聯期刊報道一種新型煤質活性炭,可成功吸附黃金,吸附容量提高45%。此成果已申報專利。

用于吸附黃金的煤質活性炭

首先,將頁巖焦油、糠醛和酸性渣油三種材料按49%、24%、27%的重量比配好。先將頁巖焦油和糠醛混合成溶液。將酸性渣油于20℃下緩慢加到已混合的溶液中,經半小時攪拌,即成共聚物。再于100℃下固化5h后,磨成0.105mm的細度。將庫茲巴斯煤的煤粉跟共聚物、木焦油三者按20%、44%和36%的比例混合均勻,再經造粒、碳化、活化而成。顆粒先在轉爐內于100~150℃的熱空氣流里加熱5~6h,進而在轉爐內于CO2氣流里完成碳化。活化時,先于800℃用水蒸汽活化至10%的燒失率,而后于800~850℃下繼續活化至中等得率(40%~50%),即成。

所用煤選用前蘇聯庫茲涅茨煤礦開采的T牌弱粘結煤。其組成為:灰分8.1%,氫3.9%,揮發分13.7%,水分2.3%,固定碳70.2%。

酸性渣油是苯和甲苯的硫酸提純物。木焦油的組成是:瀝青55%,綠油25%和木焦油20%。

所研制活性炭對黃金等貴金屬的吸附容量和選擇性,是在動態條件下用氰金溶液進行測定。氰金溶液的組成(mg/L)如下: Au1.56、Ni0.87、Ag0.93、Co0.98、Cu8.98、氰化物300、Zn47.9、CaO140、Fe1.86。

試驗采用直徑4.8cm的玻璃柱。活性炭體積為498cm3,裝填層厚為27.5cm。溶液以平均每小時2.26比體積(溶液對炭體積的比值)的流速流過炭柱。

以上吸附量是新型活性炭在氰化金溶液中吸附了2h后的結果。在同樣條件下,前蘇聯CKT型活性炭對Au和Ag的吸附量分別是6.47mg/g和1.36mg/g。

表7 新型吸附黃金活性炭的孔隙結構和性能

項目 指標
微孔容積,V微(cm3/cm3 0.31
中孔容積,V中(cm3/cm3 0.09
大孔容積,V大(cm3/cm3 0.25
強度,(%) 9.1
吸附容量,(mg/g) Au 12.66
Ag 2.61
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