【正文】 第 9章 現(xiàn)代氰化提金工藝 傳統(tǒng)的氰化法存在的主要問題是： 液固分離需要配臵龐大的逆流傾析、過濾系統(tǒng)以及浸出液的澄清、脫氣和金臵換等一系列作業(yè)， 占地大，投資和生產(chǎn)費用高， 過程冗長， 金泥的品位低， 泥質(zhì)金礦難以處理。 一些新的氰化方法： 活性炭從氰化浸出礦漿中吸附金的“炭漿法” (Carbon in pulp,簡寫為 CIP)，它于 1973年在美國投入生產(chǎn)，隨后在全世界得到廣泛應(yīng)用。 向礦漿中加入活性炭，同時進行浸出和金吸附的“炭浸法” (Carbon in leaching,簡寫為 CIL)。 1967年發(fā)展了“堆浸法” (Heap leaching)，即將金礦石筑成堆進行氰化物溶液的噴淋浸出。 炭漿法和堆浸法的生產(chǎn)成本低，作業(yè)更簡捷，已成為當(dāng)今氰化提金方法中最具生命力的新工藝， 與炭漿法相似的另一工藝是“樹脂漿法” (Resin in pulp,簡寫為 RIP)，它是由前蘇聯(lián)開發(fā)的， 1967年在烏茲別克斯坦的穆龍?zhí)沾笮吐短旖鸬V建成投產(chǎn)。 炭漿法 炭漿法保留了氰化浸出的主體工序，取消了液固分離和加鋅臵換兩個后續(xù)工序，代之以炭吸附、解吸和電解。 活性炭 用于生產(chǎn)活性炭的原料有果殼、果核、樹木、煤炭等 ,用于從氰化礦漿中吸附金的活性炭也是一種專用炭，目前的最佳品種為椰殼炭，其次是杏核、橄欖核、桃核等果核炭。 活性炭沒有確定的結(jié)構(gòu)式或化學(xué)組成，不同產(chǎn)品通常只能由它們的吸附特性來區(qū)分。根據(jù) X射線衍射，活性炭的典型結(jié)構(gòu)與石墨的典型結(jié)構(gòu)相似。 吸附金的活性炭是采用高溫?zé)峄罨椒ㄖ频玫?，將椰殼或果核等?500~6000C下，用惰性氣體 (隔絕空氣 )保護進行脫水和炭化，然后再在 800~11000C下用 CO、 CO H2O或它們的混合氣體進行活化。在活化過程中，大約有 20%的炭被氣化： C+CO2=2CO C+H2O=CO+H2 圖 91 活性炭孔隙結(jié)構(gòu)示意圖 活性炭 的元素組成以碳為主，有少量的氧和氫。 它們中常有一部分與活性炭表面結(jié)合，以官能團的形式存在?；钚蕴恐谐Ｒ姷墓倌軋F有羧基、酚羥基和醌型羰基，也發(fā)現(xiàn)有普通內(nèi)酯、熒光素型內(nèi)酯、羥酸酐和環(huán)狀過氧化物等。它們位于活性炭層中環(huán)狀網(wǎng)的破裂邊緣上，這些表面氧化物對活性炭的化學(xué)吸附起著重要作用。 活性炭的活性，是巨大的比表面和存在于表面的官能團二者結(jié)合所產(chǎn)生的。 表 91 典型提金椰殼活性炭的物理和化學(xué)特性 分類 技術(shù)特性 指標 物 理 特 性 顆粒密度 /g/mL ~ 堆密度 /g/mL ~ 孔穴大小 /nm ~ 孔穴體積 / mL/g ~ 球盤硬度 /% 97~99 粒度 /mm(目 ) ~(14~8) 灰分 /% 2~4 水分 /% 1~4 化學(xué) 吸附 特性 比表面 (BET法 )/m2/g 1050~1200 碘值 /mg/g 1000~1500 四氯化碳值 /% 60~70 苯值 /% 36~40 選用炭漿法活性炭最重要的條件，一是它對金應(yīng)具有良好的吸附性能，二是炭粒應(yīng)當(dāng)具有很強的耐磨性能。良好的炭漿法活性炭，除了具備表 91的性能外，通常還可用下列三項技術(shù)指標來確定。 ⑴ 在含金 1mg/L溶液中平衡吸附 24h，活性炭的載金容量應(yīng)達 25g/kg。 ⑵ 在含金 10mg/L溶液中攪拌吸附 1h，活性炭對金的吸附率應(yīng)達 60%。 ⑶ 將活性炭臵于瓶中在搖滾機上翻滾 24h，磨損率應(yīng)小于2%。 活性炭吸附金的機理 ⑴ 以金屬形態(tài)被吸附 活性炭從金氯配合物 (AuCl4)溶液中吸附金后，可明顯地看到在炭的表面有黃色的金屬金。以此推斷金氰配合物也可被炭還原。這種觀點認為，炭上吸附的還原氣體，如 CO，可把金還原。 采用現(xiàn)代的分析技術(shù) X射線光電子能譜 (XPS)對炭上被吸附物中的金的價態(tài)的研究表明，被吸附的金的表觀價態(tài)為+。 ⑵ 以 Au(CN)2配離子形式被吸附 這種理論認為，炭表面上存在帶正電荷的格點，這些正電荷格點是這樣產(chǎn)生的：活性炭在室溫下與空氣中的氧接觸，形成具有堿性特征的表面氧化物，這種氧化物在炭上的結(jié)合是不牢固的。當(dāng)炭與水作用時，它會轉(zhuǎn)入溶液中并形成 OH離子，這樣炭表面帶上正電荷 : C+O2+2H2O=C2++2OH+H2O2 研究證明，炭對下列離子的吸附強度順序為： Au(CN)2Ag(CN)2CN ⑶ 以離子對被吸附 提出這一機理是基于以下事實：氰化物溶液中存在陰離子(如 Cl, ClO4)，甚至其濃度高達 ，也不降低金的吸附容量。但是當(dāng)溶液中有中性分子 (如煤油 )存在時，會使金的吸附量下降 吸附強度取決于金屬陽離子，其順序為： Ca2+ Mg2+ H+ Li+ Na+ K+ 這樣活性炭灰分中的 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 早期有人認為在活性炭的孔隙中能沉淀出不溶性的 AuCN。AuCN的產(chǎn)生是氧化 CN的結(jié)果： KAu(CN)2+=AuCN+KCNO 也有人認為是酸分解的結(jié)果： Au(CN)2 +H+=AuCN+HCN 圖 92 pH值對活性炭吸附金容量的影響 綜合的機理： 1) 在活性炭的巨大表面上和微孔中，吸附 Mn+[Au(CN)2]n離子對或中性分子 , 也可吸附 Au(CN)2 。 2) Au(CN)2在吸附過程中分解成不溶性的 AuCN,AuCN保留在微孔中； 3) Au(CN)2部分還原成某種 0價至 1價之間的金混合物。 炭漿法提金工藝 炭漿法由預(yù)篩、氰化浸出、吸附、解吸、電解 (電積 )和炭的再生等幾個主要作業(yè)組成。 預(yù)篩的作用 除去礦漿中的雜物，避免以后與載金炭混在一起。一般采用 28目 ()的篩子，預(yù)篩的篩上物主要是木屑。 木屑易使分離礦漿和載金炭的篩子堵塞。此外在磨礦時，金粒、石英等礦粒嵌入木屑中，使得其含金量常常很高；氰化過程中，木屑往往會吸附金氰配合物，而且用一般的洗滌方法，很難把木屑上吸附的金洗脫下來。同時在炭漿法中，吸附槽存在少量木屑，會降低活性炭的吸附效率。 影響吸附過程的主要因素 影