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1第9章炭浆法9.1活性炭9.2活性炭吸附金的机理9.3从氰化物溶液中吸附金9.4炭浆工艺9.5炭磁法炭浆法氰化提金简史21985年，我国在灵湖矿和赤卫沟矿建成炭浆提金厂，此后，相继建成十几座炭浆提金厂。1934年，齐普曼直接加木炭从氰化浸出矿浆中吸附金，炭不循环使用；1952年,扎德拉(Zadra)发现：热NaOH+NaCN溶液可从载金炭上解吸金。奠定了当代炭浆工艺的基础活性炭实现了循环使用；1961年，美国科罗拉多洲卡林顿选金厂首次用炭浆工艺进行小规模生产；1973年，美国南达科它洲霍姆斯特克金矿选矿厂首次用炭浆法进行生产，矿石处理量为2250t/d；之后，在美国、南非、菲律宾、澳大利亚、津巴布韦等国相继建成几十座炭浆提金厂；1847年，莱扎斯基首次发现活性炭能从含金溶液中吸附金；1880年，澳大利亚广泛使用活性炭从溶液中吸附回收金；但仍不能解决传统氰化法中的液固分离问题。3活性炭：多孔的炭质吸附剂。制备活性炭的材料：煤质类、果壳类、木质类及高分子类等9.1活性炭制备的方法：在隔绝空气条件下加热到800-900oC微孔直径0.5-2mm，比表面400-1000m2/g。45(1)以金属被吸附：表明有黄色金属金，X射线光电光谱中金的表观价态为+0.3价，解吸剂非氰化物不可。但一氧化碳和碳都不能还原Au(CN)2-。(2)以Au(CN)2－离子吸附：活性炭与氧接触，形成具有碱性特征的表面氧化物，氧结合不牢固，以电离出氢氧根，使炭表面存在带正电荷的格点。但Cl-和ClO4-并不降低其吸附容量。(3)以Mn+[Au(CN)2]n-离子对被吸附：中性分子（如煤油）存在会使金的吸附量下降。M为碱土金属，是表面吸附作用和沉淀作用综合的结果。(4)以AuCN被吸附：由氧化或酸分解作用产生AuCN，pH越低吸附容量越大。9.2活性炭吸附金的机理6综合机理：（1）在炭的巨大内表面上或微孔中，吸附Mn+[Au(CN)2]n-离子对或中性分子，并随即排出Mn+;（2）Au(CN)2－化学分解成不溶性AuCN，并保留在微孔中；（3）AuCN混合物部分还原成某种0价或1价的金原子。79.3从氰化物溶液中吸附金堆浸或渗滤浸出的含金、银浓度低且杂质含量高。用锌置换或离子交换树脂法沉金效果都不好。而活性碳具有较高的选择性，且吸附彻底。吸附方法：1、渗滤法活性碳用量少，但如果有矿泥等细物料会堵塞炭层。2、沸腾层吸附法要考虑四个因素。每吨活性炭吸附2-5kg金或银比较合适。3.35-1.0mm炭粒悬浮流速17L/(m2·s)1.4-0.6mm10L/(m2·s)静止时活性炭的高度不大于直径的3倍，塔高为炭层高度的2.5-3倍8日处理5000t矿石氰化浸出时的金分布图9大规模堆积使用吸附槽：高度为1.5m，炭层0.6-0.7m，炭重290-370kg/m2。流速保持在600-1200L/m2·min。小规模常采用吸附塔：装活性炭25-30kg。9.4炭浆工艺10把氰化浸出槽排出的矿浆，送到吸附槽用活性炭吸附矿浆中的金银的方法，称为炭浆法(CIP)。把活性炭投入氰化浸出槽中，使氰化浸出金与炭吸附金在同一槽中进行的方法，称为炭浸法(CIL)。当前，它已成为新建金矿的首选方法，世界产金量一半以上是用该法生产的。11吸附提金的优点：1.取消了繁杂昂贵的浮选富集工序和矿浆固液分离工序。占地少，基建投资可节省10%。2.在处理低品位难选原矿时，可获得较高的金回收率，尤其适合处理含泥多、难于沉降和过滤、细泥吸附已溶金的矿石。即使对含铜等杂质较多的溶液，对锌置换不利，但不影响吸附。3.金的纯度高，熔炼是熔剂消耗少，金随炉渣和烟气的损失也少。化明显加快。金的溶解过程比常规氰吸附金所造成的损失；减少金矿中天然吸附剂；金的氰化反应正向进行使矿浆中金浓度降低，由于存在吸附剂，12矿石精矿破碎、磨细水力旋流器分级粗粒浓密机浓缩调整槽调整矿浆pHCaO或NaOH、充空气氰化浸出NaCN活性炭吸附载金炭活性炭尾浆解吸槽解吸解吸后的炭解吸贵液解吸炭再生电解沉积金泥熔铸合质金阳极电解精炼熔铸金锭NaCN+NaOH再生炭过筛筛上炭筛下炭精炼厂废弃炭浆工艺原则流程13图9-4典型炭浆法流程示意图多尔金锭尾矿处理浸出矿浆水力旋流器矿石精矿浓密机球磨机调整槽氰化浸出槽解吸槽炭筛20目电沉积熔炼氰化浸出槽20目20目20目20目再生窑铸锭解吸剂解吸液化学处理14典型炭浆工艺由预筛、氰化溶出、吸附、解吸、电解和炭的再生等几个主要作业组成。1、预筛用28目的筛子除掉杂物，避免与载金碳混合。特别是木屑，会堵塞后面筛子，且吸附金造成损失。2、吸附20目的活性炭逆流吸附。中间筛为20目，最后用28目的筛子检查筛分。一般每升矿浆加炭40g左右，吸附槽4-7个，吸附率达到99%。与离子交换和溶剂萃取类似，炭对金的吸附平衡容量与溶液中金的浓度成正比。降低尾矿含金量必须有较长的浸出时间和增加矿浆中的炭浓度。炭浸法通常是前两个槽不加炭，增加炭的载金量。15碱金属。银吸附亲和力为金其它金属离子的吸附：矿石；炭炭的损失量为活性炭的损失量：椰壳分钟；分钟，平均 每级吸附的停留时间：级；级，也可吸附级数：一般为； 如：灵湖为 炭的载金量有关，该级已溶金的量及活性炭移动的相对速度：与； 一般 为 度，排出矿浆中已溶金的浓于炭浆中已溶金浓度和矿浆中炭的浓度：取决； 、 、 活性炭粒度：粒级范围椰壳炭、杏核炭； 常用高的粒状。、比表面大、吸附活性活性炭类型：坚硬耐磨)8(/1.0)7(3060~20)6(7~54)5(/2)4(/20~10)3(543.0~397.1397.1~327.3991.0~327.3)2()1(tkghkgtgmmmmmm吸附系统的影响因素：16炭吸附系统设备要求：（1）在吸附槽内炭和矿浆最充分的接触。（2）载金炭和矿浆在筛上进行最有效的分离。（3）尽可能地减少整个吸附系统内炭粒的磨损。（4）在吸附槽内应尽量避免矿浆发生短路现象。表吸附工艺参数(6～16目的椰壳活性炭，炭消耗量0.015kg/t矿石)吸附级数炭浓度(g/t)溶液含金(g/t)炭吸附量(g/t)累计吸附率(%)1180.721125062.52180.27450085.93240.06255096.94240.01560099.2173、解吸（1）常压解吸法850C下，用1%氰化钠和1%氢氧化钠，24-60h解吸。或950C下，用4%氰化钠和2%氢氧化钠，12-14h解吸。（2）酒精解吸法800C常压下，用0.1%氰化钠、1%氢氧化钠、20%体积的酒精，5-6h解吸。缺点是易燃，费用高，需回收。（3）高压解吸法1600C、3.5*105Pa下，用0.1%氰化钠、1%氢氧化钠、2-9h解吸，或用含1%氰化钠和5%氢氧化钠溶液预处理后5倍炭体积热水解吸优点是试剂消耗少解吸时间短，但需高压，减压前需冷却。18活性炭再生的原因：炭粒污染，对贵金属的吸附活性降低。炭的再生分两步进行：第一步酸洗除去CaCO3及大部分贱金属络合物。用稀HCl或HNO3浸洗活性炭，后经中和、水洗至中性。可安排在三个地方。过程中可能会产生剧毒的HCN气体，应加以防护。第二步加热活化，除去炭粒中的其它无机和有机杂质。将活性炭在间接加热的回转窑中隔绝空气加热至6500C左右，持续30分钟，后经风冷或水冷。20目过筛，水洗。4、电解略5、炭再生2.6.3炭浆工艺的主要影响因素19炭浆工艺氰化浸出系统的影响因素与搅拌氰化浸出相同。碱金属。银吸附亲和力为金其它金属离子的吸附：矿石；炭炭的损失量为活性炭的损失量：椰壳分钟；分钟，平均 每级吸附的停留时间：级；级，也可吸附级数：一般为； 如：灵湖为 炭的载金量有关，该级已溶金的量及活性炭移动的相对速度：与； 一般 为 度，排出矿浆中已溶金的浓于炭浆中已溶金浓度和矿浆中炭的浓度：取决； 、 、 活性炭粒度：粒级范围椰壳炭、杏核炭； 常用高的粒状。、比表面大、吸附活性活性炭类型：坚硬耐磨)8(/1.0)7(3060~20)6(7~54)5(/2)4(/20~10)3(543.0~397.1397.1~327.3991.0~327.3)2()1(tkghkgtgmmmmmm炭浆工艺吸附系统的影响因素：炭浆工艺范例(美国霍姆斯特克矿业公司莱德矿)20图美国霍姆斯特克矿业公司莱德矿炭浆法生产工艺流程原矿品位：5.5g/t矿石；破碎设备：棒磨机-中磨；球磨机细磨；石灰用量：1kg/t矿石；空气调浆；空气搅拌浸出槽：6台Ф9×6.6m，1台Ф10.5×5.4m；初始氰化物：NaCN0.04%～0.05%；pH10.5；NaCN耗用量：0.4～0.5kg/t矿石；空气搅拌吸附槽：5台Ф5.4×4.8m；金的吸附量：12～15kg金/t炭；活性炭：6～16目椰壳炭；活性炭耗量：0.015kg/t矿石；载金炭洗涤：振动筛；锥形解吸柱：3台，容量909kg炭/柱；解吸液：1NaOH%+0.2%NaCN，90℃，流量：～2.7m3/h，解吸时间：～50h；解吸后炭含金：150g/t炭；回转窑：Ф0.5×3.8m；炭再生条件：600℃，15min；圆筒扎德拉电解槽：3槽串联，91×120cm；阴极装：7.2kg钢棉/个；阳极：不锈钢圆筒形筛网；金总回收率：～95%；黄金产量：～8t/a9.5磁炭法21制成活性炭粒。将炭粒与磁性颗粒一起粒粘结在一起；将活性炭颗粒与磁性颗)2()1(磁性活性炭的制备：磁炭法：磁性炭浆法。操作与炭浆法和炭浸法基本相同，但由于可采用弱磁选机回收浸出吸附尾浆中的载金细粒炭，因此磁炭工艺可克服活性炭易磨损而造成细粒载金炭损失的缺点。磁炭组成：活性炭65%，磁铁粉20%，粘合剂15%。22磁碳法工艺流程23第10章树脂矿浆法2410.1离子交换树脂及交换反应10.2吸附流程10.3树脂再生10.4金、银电积10.5树脂矿浆法与炭浆法的比较25树脂矿浆法：是用离子交换树脂从浸出矿浆中提取已溶目的组分的工艺方法。适用：传统氰化工艺难于处理的含有粘土、石墨、沥青页岩、氧化铁等天然吸附剂的矿石和砷金矿石等复杂金矿石。吸附提金。：边氰化浸出，边树脂加树脂吸附提金；—：氰化浸出后)sin(Re)sin(ReLeachinRILPulpinRIP树脂矿浆法包括：树脂矿浆法的工艺包括：原料准备——氰化浸出——矿浆吸附——载金树脂的解吸、再生——贵液电积等作业。10.1离子交换树脂及交换反应26树脂对Au(CN)2－的吸附为阴离子交换过程：OHCNAgRCNAgOHROHCNAuRCNAuOHR2222)()()()(其他金属的络阴离子也同时被吸附，如：Zn(CN)42－，Cu(CN)32－，Fe(CN)64－以及CN－，CNS-等。选择性差导致从矿浆中吸附到树脂的杂质比金高几倍。吸附能力强弱：Au(CN)2－˃Zn(CN)42－˃Ni(CN)42－˃Ag(CN)2－˃Cu(CN)32－˃Fe(CN)64－27矿浆除木屑矿浆氰化吸附浸出跳汰筛分树脂在摇床上精选检查筛分饱和载金树脂矿浆矿浆矿浆净化工段矿砂树脂树脂树脂矿砂去跳汰去再磨木屑1%NaCN、石灰乳解吸再生工段树脂图10-1树脂吸附处理金矿的典型工艺流程10.2吸附流程28(1)帕丘卡氰化搅拌槽1－槽体；2－带中间空气提升器的循环器；3－接风机支管；4－加试剂溶液的管头；5－带盖观察和取样孔；6－分散器；7－带盖人孔；8－支管；9－阀门图2帕丘卡氰化搅拌槽矿浆矿浆29(2)帕丘卡吸附浸出槽1－槽体；2－循环器；3－空气提升器；4－排料装置；5－矿浆缓冲器；6－偏转板；7－分配器；8－倾斜筛；9－分散器；10－事故放空管图3帕丘卡吸附浸出槽矿浆树脂空气空气30吸附浸出时氰化物浓度为0.01-0.02%，比传统氰化法低得多（0.0