现代氰化提金工艺

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。
1~4
化学 吸附 特性
比表面(BET法)/m2/g 碘值/mg/g 四氯化碳值/%
1050~1200 1000~1500
60~70
苯值/%
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。
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。
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：
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
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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
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)
灰分/%
2~4
水分/%
第9章 现代氰化提金工艺
传统的氰化法存在的主要问题是： 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。