氰化提金工艺讲解

8.1.3 炭浆法提金工艺
炭浆法由预筛、氰化浸出、吸附、解吸、电解(电 积)和炭的再生等几个主要作业组成。
预筛的作用
除去矿浆中的杂物，避免以后与载金炭混在一起。一般 采用28目(0.6mm)的筛子，预筛的筛上物主要是木屑。
木屑易使分离矿浆和载金炭的筛子堵塞。此外在磨矿时， 金粒、石英等矿粒嵌入木屑中，使得其含金量常常很高； 氰化过程中，木屑往往会吸附金氰配合物，而且用一般的 洗涤方法，很难把木屑上吸附的金洗脱下来。同时在炭浆 法中，吸附槽存在少量木屑，会降低活性炭的吸附效率。
第 液固分离需要配置庞大的逆流倾析、过滤系统以 及浸出液的澄清、脱气和金置换等一系列作业， 占地大，投资和生产费用高， 过程冗长， 金泥的品位低， 泥质金矿难以处理。
一些新的氰化方法： 活性炭从氰化浸出矿浆中吸附金的“炭浆法”(Carbon
in pulp,简写为CIP)，它于1973年在美国投入生产，随后在 全世界得到广泛应用。
向矿浆中加入活性炭，同时进行浸出和金吸附的“炭 浸法”(Carbon in leaching,简写为CIL)。
1967年发展了“堆浸法”(Heap leaching)，即将金矿石 筑成堆进行氰化物溶液的喷淋浸出。
炭浆法和堆浸法的生产成本低，作业更简捷，已成为当 今氰化提金方法中最具生命力的新工艺，
与炭浆法相似的另一工艺是“树脂浆法”(Resin in pulp, 简写为RIP)，它是由前苏联开发的，1967年在乌兹别克斯 坦的穆龙陶大型露天金矿建成投产。
2~4 1~4 1050~1200 1000~1500 60~70 36~40
选用炭浆法活性炭最重要的条件，一是它对金应具有 良好的吸附性能，二是炭粒应当具有很强的耐磨性能。良好 的炭浆法活性炭，除了具备表9-1的性能外，通常还可用下列 三项技术指标来确定。
⑴ 在含金1mg/L溶液中平衡吸附24h，活性炭的载金容 量应达25g/kg。
吸附强度取决于金属阳离子，其顺序为： Ca2+> Mg2+> H+> Li+> Na+> K+ 这样活性炭灰分中的Ca2+及溶液中的Ca2+、H+都可能取 代Na+、K+，如： 2KAu(CN)2+Ca(OH)2+2CO2=Ca(Au(CN)2)2 +2KHCO3
⑷ 以AuCN沉淀 早期有人认为在活性炭的孔隙中能沉淀出不溶性的AuCN。 AuCN的产生是氧化CN-的结果： KAu(CN)2+0.5O2=AuCN+KCNO 也有人认为是酸分解的结果：
表9-1 典型提金椰壳活性炭的物理和化学特性
分类
技术特性
指标
物
颗粒密度/g/mL
理 特
堆密度/g/mL
性
孔穴大小/nm
孔穴体积/ mL/g
0.8~0.85 0.48~0.54
1.0~2.0 0.7~0.8
球盘硬度/%
97~99
粒度/mm(目)
1.16~2.35(14~8)
化学 吸附 特性
灰分/% 水分/% 比表面(BET法)/m2/g 碘值/mg/g 四氯化碳值/% 苯值/%
Au(CN)2- +H+=AuCN+HCN
图9-2 pH值对活性炭吸附 金容量的影响
综合的机理：
1) 在活性炭的巨大表面上和微孔中，吸附Mn+[Au(CN)2-]n离子对或中性分子, 也可吸附Au(CN)-2 ;
2) Au(CN)2-在吸附过程中分解成不溶性的AuCN,AuCN保留在微孔中； 3) Au(CN)2-部分还原成某种0价至1价之间的金混合物。
吸附金的活性炭是采用高温热活化方法制得的，将椰壳或果 核等在500~6000C下，用惰性气体(隔绝空气)保护进行脱水和 炭化，然后再在800~11000C下用CO、CO2、H2O或它们的混 合气体进行活化。在活化过程中，大约有20%的炭被气化：
C+CO2=2CO C+H2O=CO+H2
图9-1 活性炭孔隙结 构示意图
8.1 炭浆法
炭浆法保留了氰化浸出的主体工序，取消了液固 分离和加锌置换两个后续工序，代之以炭吸附、解吸 和电解。
8.1.1 活性炭 用于生产活性炭的原料有果壳、果核、树木、 煤炭等,用于从氰化矿浆中吸附金的活性炭也是一种 专用炭，目前的最佳品种为椰壳炭，其次是杏核、 橄榄核、桃核等果核炭。 活性炭没有确定的结构式或化学组成，不同产 品通常只能由它们的吸附特性来区分。根据X射线衍 射，活性炭的典型结构与石墨的典型结构相似。
⑵ 在含金10mg/L溶液中搅拌吸附1h，活性炭对金的吸 附率应达60%。
⑶ 将活性炭置于瓶中在摇滚机上翻滚24h，磨损率应小于 2%。
8.1.2 活性炭吸附金的机理
⑴ 以金属形态被吸附
活性炭从金氯配合物(AuCl4-)溶液中吸附金后，可明显地看到 在炭的表面有黄色的金属金。以此推断金氰配合物也可被炭还 原。这种观点认为，炭上吸附的还原气体，如CO，可把金还原。
活性炭的元素组成以碳为主，有少量的氧和氢。 它们中常有一部分与活性炭表面结合，以官能团的 形式存在。活性炭中常见的官能团有羧基、酚羟基和 醌型羰基，也发现有普通内酯、荧光素型内酯、羟酸 酐和环状过氧化物等。它们位于活性炭层中环状网的 破裂边缘上，这些表面氧化物对活性炭的化学吸附起 着重要作用。
活性炭的活性，是巨大的比表面和存在于 表面的官能团二者结合所产生的。
采用现代的分析技术X射线光电子能谱(XPS)对炭上被吸 附物中的金的价态的研究表明，被吸附的金的表观价态为 +0.3价。
⑵ 以Au(CN)2-配离子形式被吸附 这种理论认为，炭表面上存在带正电荷的格点，这些正电荷 格点是这样产生的：活性炭在室温下与空气中的氧接触，形成 具有碱性特征的表面氧化物，这种氧化物在炭上的结合是不牢 固的。当炭与水作用时，它会转入溶液中并形成OH-离子，这 样炭表面带上正电荷: C+O2+2H2O=C2++2OH-+H2O2
研究证明，炭对下列离子的吸附强度顺序为： Au(CN)2->Ag(CN)2->CN-
⑶ 以离子对被吸附 提出这一机理是基于以下事实：氰化物溶液中存在阴离子
(如Cl-, ClO4-)，甚至其浓度高达1.5mol/L，也不降低金的吸附容 量。但是当溶液中有中性分子(如煤油)存在时，会使金的吸附量 下降