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黄金精炼用活性炭

日期 :2025-05-14
分类: 活性炭
椰壳活性炭以其发达的孔隙结构、较高的比表面积和优异的吸附性能,成为现代黄金提炼中不可缺少的材料。本文将全面介绍椰壳活性炭在金精炼中的应用流程,从原料准备到最终金回收,涵盖炭浆法(CIP/CIL)和堆浸两个主要流程,并详细分析活性炭的回收过程。通过了解这个完整的流程,读者将掌握椰壳活性炭在黄金冶金中的关键技术要点,包括氰化处理、吸附机理、解吸过程以及活性炭的性能指标要求,为提金工艺的选择和优化提供专业参考。
碳浆工艺流程

提金前的选矿和氰化

提金的第一步就是对含金矿石进行适当的预处理和氰化,这是后续椰壳活性炭有效吸附金的前提。此阶段的工艺选择和处理质量直接影响整个精炼过程的效率和回收率。

矿石破碎

矿石破碎和磨碎是提金的基本工艺。根据后续处理工艺的不同,对矿石粒度有不同的要求:对于堆浸,通常需要将矿石破碎至粒度范围为10-50毫米;对于堆浸,通常需要将矿石破碎至粒度范围为10-50毫米;碳浆法则要求将矿石磨至较细的300目(约0.05毫米),以增加金与氰化物溶液的接触面积。现代金矿常采用多级破碎(粗碎、中碎、细碎)和球磨机粉磨工艺,以保证矿石达到理想的粒度分布。

氰化

氰化是从矿石中溶解金的关键步骤。在此过程中,金与氰化物反应生成可溶性氰化物金络合物,其公认的化学反应式为:4Au + 8CN⁻ + O2 + 2H2O → 4[Au(CN)2]⁻ + 4OH⁻。该反应需要在严格控制的pH环境下进行,最适pH值为10.3左右。如果pH值过低,氰化物会以剧毒氢氰酸的形式挥发,不仅会造成安全隐患,还会降低金的溶解效率; pH值过高,可能会影响活性炭后续的吸附性能。

不同金精炼工艺对矿石粒度的要求
工艺类型 适用矿石尺寸 适用矿石特性 工艺特点
堆浸 10–50 毫米 低品位氧化矿(一般<2克/吨) 投资低,适合大规模低品位矿石
纸浆碳/浸出碳 (CIP/CIL) ~300 目(0.05 毫米) 所有牌号,特别适用于泥矿石 高回收率(高达 93–94%),节省氰化成本
传统氰化和锌替代 ~200 目(0.075 毫米) 中品位精矿 工艺成熟,但固液分离要求高

氰化过程中使用的试剂主要有:
- 氰化钠(NaCN):用量一般为0.4-0.5公斤/吨矿石
- 石灰(CaO):用于调节pH值,用量0.25-3公斤/吨矿石
- 氢氧化钠(NaOH):辅助调节pH,用量0.1-0.2公斤/吨矿石

氰化时间根据矿石性质和工艺流程而异,一般需要12-48小时。在此阶段,除了金之外,银等贵金属也会优先溶解,形成相应的氰化物络合物。值得注意的是,由于氰化物的毒性和环境风险,现代黄金冶炼厂必须配备完善的环保设施,严格处理废水和废气,并逐步探索无氰或低氰提金技术作为替代。

对于不同类型的矿石,氰化处理方法也不同。氧化矿石通常更容易处理,可以直接氰化;而难以处理的矿石,如硫化矿,可能需要预氧化(如焙烧、生物氧化或高压氧化)才能有效氰化。另外,对于粘土含量较高的矿石,由于固液分离困难,常规氰化-锌置换工艺效果不佳,更适合采用碳包浆法直接处理矿浆。

经过氰化处理后,含金溶液(用于堆浸)或泥浆(用于泥浆碳)即可进入椰壳活性炭的吸附阶段。金现在以 [Au(CN)2]⁻ 络合物的形式存在于液相中,这是活性炭有效吸附的关键形式。

活性炭提炼黄金的工艺流程

在金精炼行业中,椰壳活性炭吸附金主要有两种工艺:堆浸和碳包浆。虽然这两种方法都是利用活性炭的吸附特性来回收金,但在工艺流程、设备配置和适用条件方面存在显着差异。选择哪种方法主要取决于矿石性质、金品位、投资预算和环境条件等因素。
碳浆工艺流程

堆浸工艺

堆浸是一种相对简单、投资低的提金工艺,特别适合处理低品位氧化矿石(通常金品位在2克/吨以下)。该方法的核心是利用氰化物溶液浸出破碎矿堆,使金溶解富集,然后用椰壳活性炭从氰化物溶液中吸附金。

堆浸的具体操作步骤如下:
碳浆工艺流程
1、选矿:将原矿破碎至粒度10-50毫米,有时进行造块,以提高渗透性。破碎后的矿石堆放在不透水衬板上,形成高度可达5-15米的矿石堆。
2、氰化浸出:用一定浓度的NaCN溶液(一般为0.03-0.1%)通过喷雾系统从上到下均匀地淋洗矿堆。这个过程持续数周至数月,直到洗脱液中的金含量达到经济上可回收的浓度(通常为1-10ppm)。
3、活性炭吸附:收集富金氰化物溶液(称为贵液),并通过一系列装满椰壳活性炭的吸附柱(通常为4-6个)。氰化金络合物[Au(CN)2]-选择性地吸附在活性炭的微孔结构中。吸附柱通常以逆流方式排列,新鲜活性炭首先接触金浓度较低的溶液,而载金炭接触金浓度最高的溶液,以最大限度地提高金回收率。
4、贫液处理及循环:活性炭吸附后的“贫液”(金含量降低至0.01ppm左右)可补充氰化物和石灰,返回喷雾系统,实现试剂循环利用,降低成本和环境负担。


堆浸的优点是操作简单、投资成本低,特别适合边远地区的小型或低品位矿床。但该方法也有一定的局限性:黄金回收率普遍较低(60-80%),受气候条件影响较大(冬季寒冷地区可能无法操作),占地面积较大。另外,堆浸对矿石类型有选择性,更适合渗透性氧化矿石,而对于粘土含量高或硫化物含量高的矿石则效果不佳。

碳浆工艺流程
碳浆工艺流程

碳浆法 (CIP) 是现代黄金提取中更先进、更高效的工艺。特别适合处理传统氰锌交换工艺难以固液分离的中高品位矿石(通常>1g/t)和含泥量高的矿石。

碳浆工艺具体操作步骤如下:
碳浆工艺流程
1、选矿:将原矿破碎、细磨,通常细度为300目(0.05毫米)左右,形成矿浆。研磨细度对金回收率至关重要,需要保证金颗粒充分解离。
2、氰化浸出:研磨后的浆料进入一系列(通常为5-8个)搅拌槽,其中加入氰化钠和石灰,在pH 10-11下进行氰化浸出。在CIL工艺中,活性炭直接添加到浸出槽中; CIP工艺中,氰化物浸出完成后进行碳吸附。
3、炭吸附:浆液通过一系列(通常为4-6个)吸附罐,每个吸附罐均装有椰壳活性炭和搅拌装置。活性炭与浆料的流动方向相反——新鲜活性炭被添加到最后一个吸附罐(金浓度最低),而载金炭则从第一个吸附罐(金浓度最高)取出。这种配置最大限度地提高了黄金回收率。
4、炭与浆料的分离:每个吸附罐均配有筛网(一般为28目左右),防止活性炭随浆料流失。筛网需要定期用压缩空气清洁,以防止堵塞。
5、尾矿处理:吸附后的尾矿浆液经水洗、氰化破坏处理(如采用双氧水或SO2/空气法)后排入尾矿池,达到环保标准。


碳浆法金回收率通常较高,可达90-95%。例如,河南令湖金矿采用碳浆法,总回收率达到93-94%。该方法的主要优点是省去了昂贵的固液分离过程,特别适合加工粘土含量高、难以过滤的矿石。此外,碳浆法对金具有良好的吸附选择性,可以有效减少杂质金属的共吸附。

结论

在实际工业生产中,椰壳活性炭的吸附性能对于这两个过程的效率至关重要。优质椰壳活性炭应具有发达的微孔结构(碘值≥900-1200mg/g)、较高的机械强度(球磨强度≥98%)和合适的粒度(通常为6-12目或8-16目)。这些特性保证了活性炭在高氰化物和强碱性环境下的长期稳定性,以及抵抗矿浆磨损的能力,从而减少金的损失。

竹林可以提供高品质的椰壳活性炭。如果对金回收活性炭有任何要求或疑问,请随时与我们联系。

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金活性炭的K值和R值是多少?

K值——吸附能力的指标
K值代表活性炭能吸附的最大金离子量。 K值越高,表明活性炭能够吸附和保留更多的金,是判断吸金活性炭质量的关键指标之一。

R值——吸附速度的指标
R值代表活性炭吸附金离子的速度,反映活性炭的动力学特性。 R值越高表示吸附速度越快,适合处理量大、循环速度高的系统。
所以高K值和高R值意味着高质量的活性炭,吸附速度快、容量大、效率高。
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