载金炭解吸电解工艺方法的分析比较样本.docx
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载金炭解吸电解工艺方法的分析比较样本
载金炭解吸电解工艺办法分析比
1概述
活性炭在黄金矿山作为Au（CN）2—吸附材料已得到广泛应用，如何将Au（CN）2—从活性炭上解吸下来，解吸下来Au（CN）2—如何转化为金泥，冶炼提纯等工艺，当前各地区均采用不同解吸办法以及相应冶炼提纯工艺，按不同工艺特点大体可分为如下几种：
1．1常温常压解吸电解
20世纪80年代国内开发引进全泥氰化炭浆工艺之初，载金活性炭解吸电解办法都是采用加温常压工艺。
该工艺采用质量分数为1％NaOH和2％NaCN混合液作为解吸液，在常压（0．1MPa）下加热至95℃左右，溶液均送人解吸柱。
由于温度压力均较低，解吸速度很慢。
与温高压解吸电解办法不同，加温常压解吸获得贵液需通过热互换器降温至80℃左右，才干进入电解槽电解。
解吸条件是在100℃下用2.0%NaOH或1.0%（NaOH+NaCN）作为解吸剂，用3V直流电压电解，每批解决时间大概36～48小时，工艺流程简朴，易操作，设备价格低。
但电解出金泥品位低，易产生合质金，需进一步提纯分离，解吸时间长，电能消耗大，生产成本高。
1．2高温高压解吸电解
该办法可大大加快解吸速度，缩短解吸时间，每批载金炭解吸时间需要12～15h左右，解吸率提高到99％以上，贫炭品位可降至150g／t，并且对活性炭具备再生活化作用。
由于采用加压解吸（压力控制在0.5Mpa左右），使解吸温度从95℃提高到150℃成为也许。
整个过程基本都是在相似温度和压力下进行，解吸液不需降温便可直接进入电解槽，从而大大节约了热能消耗，并实现无氰高效解吸。
解吸温度140℃～150℃，压力0.4MPa～0.5Mpa，解吸剂为2.0%NaOH或1.0%（NaOH+NaCN），解吸时间在12～16小时，此工艺设备价格较高，解吸过程持续作业，相对解吸费用较低。
1．3酒精蒸馏无氰解吸法
该工艺技术原理可以简朴描述为：
在解吸柱内将载金炭通过一定配方预解决溶液预解决后，加热安装在解吸柱下端盛有有机溶剂蒸馏釜进行重复蒸馏，使有机溶剂沸腾，水与有机溶剂混台蒸汽上升，接触到载金炭时，水及少量溶剂在炭上释放出它潜热并冷凝成液体携带着可溶性金氰络合物落回蒸馏釜内，这样金在蒸馏釜中浓度逐渐增大，得到浓集，达到解吸目。
蒸馏釜中及炭上有机溶剂可运用冷凝回收系统在解吸完全后进行回收。
如图1－1所示。
图1－1酒精蒸馏解析电解工艺示意图
酒精蒸馏解析电解工艺重要设备有：
解析柱、蒸馏釜、冷凝器、酒精回收槽、电解槽、整流柜、锅炉等。
蒸馏解吸法整个过程涉及三个阶段：
预解决、预浸和蒸馏回流。
蒸馏前预解决及预浸解决：
在解吸柱中装入一定量载金炭，并加入具有氢氧化钠、乙醇等试剂预解决液，加热到一定温度，保证足够时间使其充分与载金炭作用。
蒸馏回流阶段：
加热解吸柱下端蒸馏釜使乙醇溶液（由预解决液和预浸液构成）沸腾，产生大量水。
有机溶剂混合蒸汽上升到解吸柱，进行蒸馏回流及溶剂回收。
2酒精解吸电解讨论与分析
2．1预处理阶段
该阶段目是使预解决液在一定试剂浓度、温度、时间条件下充分与载金炭作用，
使金氰络合物“增溶”，增强其活性而从炭微孔内部逐渐向外扩散到炭表面进入溶液。
此阶段是解吸一种核心阶段。
2．1．1无氰解吸中碱浓度对预解决效果影响
在无氰解吸中除了其他试剂作用外，氢氧化钠对解吸起到重要作用。
氢氧根可以起到类似于氰根活化小分子解吸作用。
碱（氢氧化钠）是无氰解吸法预处中重要成分，它解吸作用类似于互换。
C••••••Au（CN）－2吸＋OH－溶液＝C••••••OH－吸
＋Au（CN）－溶液
乙醇体系中预解决液氢氧化钠浓度对预解决效果影响，其成果如图2－1所示。
按互换理论讲氢氧化钠浓度越高，互换效果应当更好。
实验表白，在本条件下氢氧化钠浓度在4％左右较好，进一步验证明验也证明了这一点，氢氧化钠浓度过高、过低对解吸都不利。
图2－1氢氧化钠浓度对预解决效果影响
2．1．2乙醇浓度对预解决效果影响
理论及实验都已证明，作为有机溶剂乙醇自身并不能解吸金，它作用是什么呢?
主
要是有机溶剂将影响金氰络台物在活性炭表面和与之接触氰化物溶液之间平衡分派,使平衡分派更加有助于溶液方面（即有助于解吸）；同步有机溶剂将影响传质过程，有助于金氰络台物在炭微孔中扩散作用，提高了金在活性炭内部和界面上传质系数。
本在乙醇体系中，预解决禳中乙醇浓度对解吸效果影响，其成果见图2－2。
研究结
果表白，原则上讲在舍适解吸剂构成条件下，解吸率与有机溶剂含量有着密切关系，解吸率随着乙醇用量增长呈逐渐升高趋势。
当乙醇含量在40％以上时，脱炭品位趋于稳定，由此可以拟定乙醇含量4O％以上都是台适。
2．1．3预解决温度条件拟定
金在活性炭上吸附是一种放热过程，解吸是吸附逆过程。
提高温度将使平衡向着有助于解吸过程方向进行。
温度对于从活性炭上解吸金是一种重要动力学因素。
由于随
图2－2乙醇浓度对解吸效果影晌
着温度提高活性炭吸附金平衡容量常数下降极为迅速。
某种意义上讲，在也许条件下，温度越高，解吸越彻底。
当前所采用种种解吸办法都必要在较高温度下进行，才干获得较高解吸率。
从热力学考虑，升高温度必定对解吸有利，从图3－4也证明这点。
但是温度过高，具有有机溶剂液体沸腾激烈，液固两相接触不好，导致尾炭品位升高。
因此预解决适当温度为80～85℃，其成果如3－4图所示。
图2－3温度对预解决效果影晌
2．2蒸馏回流阶段
加热蒸馏釜至8O℃左右，使有机溶剂沸腾，产生大量水。
有机溶剂混合蒸汽上升，接触到载金炭时，水及少量溶剂在炭上释放出它潜热，并冷凝成液体携带着可溶性金氰络台物落回蒸馏釜内，这样使炭中残存金得以解吸。
而有机溶剂继续上升至通过载金炭层从柱上端进入冷凝器进行回收。
这是保证金高解吸率重要环节。
2．2．1蒸馏回流温度影响
不同温度下蒸馏回流效果是不相似，普通状况下是随温度升高而升高，如图2－4所示。
回流温度在8S～90℃较为适当。
图2－4蒸馏温度对解吸效果影响
2．2．2蒸馏回流时问影响
蒸馏回流时间增长对解吸有利，其影响见图2－5。
当解吸率达到规定期，应当考虑减少回流时间。
图2－5蒸馏回流时间对解吸效果影响
2．2．3液固比对解吸效果影响
用4％氢氧化钠、5O％乙醇等试剂构成预解决液，其体积与炭床体积之比值（VL／Vs）为1—4进行实验。
在8O℃下预解决3h，再用相似液固比4O％乙醇浸泡1h，最后
蒸馏回流3h，液固比对预解决后尾炭品位影响如图2－6所示。
液固比越大，对解吸越有利；在其他条件不变时，总解吸液体体积与炭床体积之比（K／Vs）也直接影响着解吸率。
当（VL／Vs）≥2时解吸率较高，考虑到回收贵液总体积控制，其比值选取1：
2为宜。
固然这还要与设备设计几何因素关于。
图2－6液固比对尾炭品位影响
分析成果表白，该工艺最佳解吸条件：
液固比为2：
1，载金炭通过具有乙醇50％、氢氧化钠4％预解决液。
加热温度到8O℃，预解决3h，再经5O％80℃乙醇液预浸1h，最后在80℃蒸馏回流4h。
解吸后尾炭金品位在120g／t如下，金解吸率可超过98％，整个解吸过程约12～15h。
但该法设备部件多，操作比前两种工艺较为复杂。
3技术指标对比
表3－1三种解吸工艺指标对比表
解吸
工艺
厂
家
载金碳品位
g.t-1
尾炭品位
g.t-1
贵液品位
g.m-3
贫液品位
g.m-3
解吸率
％
电解率
％
常温解吸法
1
5213.44
310.72
156.87
2.89
94.04
98.16
2
4867.31
294.47
147.00
2.63
93.95
98.21
3
4574.27
243.81
145.36
2.87
94.67
98.02
高温高压无氰
1
3560.81
67.07
402.56
109.50
95.53
98.31
2
3557.79
58.02
395.55
106.44
97.64
99.53
3
3652.98
67.15
436.98
101.36
98.74
99.57
酒精蒸馏无氰
1
1121.40
20.16
1001.24
1.10
98.20
99.90
2
1190.50
21.24
1169.26
0.94
98.22
99.92
3
1041.64
17.38
1030.26
1.03
98.34
99.90
从表3－1中数据可以看出，高温高压无氰解吸解吸效果要优于常温常压解吸法。
这是由于载金炭解吸是吸附逆过程，严格地说应当是脱附。
在解吸过程中，Au（CN）2－获得能量越大，脱离范德华力概率越高，而能量是由温度提供，因此说温度是解吸核心。
而酒精蒸馏无氰解吸法是由于有机溶剂酒精有助于金氰络合物在炭微孔中扩散，提高了金在活性炭内部和界面上传质系数，因此酒精解吸尾炭可以达到20g.t-1左右，解吸效果更好。
4解吸工艺重要特点
4．1常温常压解吸电解
自从20世纪80年代国内开发引进全泥氰化炭浆工艺以来，载金炭解吸电解都是采用常温常压解吸电解工艺。
虽然该工艺流程简朴，易操作，设备价格低，但解析时间长，电能消耗大，并且电解出金泥品位低，易产生合质金，需进一步提纯分离。
因此自从1994年国内成功开发研制了高温高压解吸电解设备之后，常温常压解吸办法已基本被裁减。
4．2高温高压解吸电解
初期之因此没有采用高温高压解吸是考虑到如下三个基本理论问题。
一是解吸过程中加不加氰化物同题。
众所周知，载金炭中吸附大量氰化物，足以
使金以Au（OH）2－形式从载金炭上解吸下来，只要解吸温度不超过氰化物热分解温度。
换甸话说，只要解吸液中具有一定浓度氰化物，解吸过程不加氰化物也能进行。
事实上，100℃条件下解吸时，也可以不加氰化物。
二是所谓加压解吸电解问题。
这种加压解吸同温电解设备在国内称作高压无氰解吸电解设备，这是不当。
由于在压力划分上，0.5MPa只能算做低压，为安全起见，设计时将工作压力提高到0.6MPa，也只能称中压。
从理论上讲，解吸速度与压力关系不大，解吸压力是由解吸液温度决定，解吸液在150℃温度平衡压力为0.5MPa，加压只是为了
防止解吸液大量蒸发。
三是解吸温度问题。
普通来说，解吸温度越高，解吸速度越快。
但解吸温度也不是越高越好，温度如果超过150℃，解吸液中氰化物迅速分解，解吸过程反而无法进行。
在掌握了以上原则基本上，1984年，澳大利亚COM0ENGINEERS公司开发出新型加压解吸电解工艺，解吸和电解均在相似温度和压力下进行。
解吸温度140℃，解吸压力0.3Mpa。
1987年，COM0ENGINEERS公司制造出15O0kg／批全系统加压解吸设备，用于Fisher金矿。
通过十几年改进，形成了当前高温高压解吸电解工艺。
解吸温度提高到150℃，压力相应地达到0.5Mpa。
当前在国内外得到广泛应用，并且日趋成熟。
其工艺和设备重要有一下特点：
⑴基本上选用了常压解吸同温电解设备工艺流程，最大特点是简朴实用，便于操作。
⑵解吸柱在解吸液分布、防止炭磨损、安全生产等方面有较大改进。
提高理解吸效果，
解决了炭磨损问题。
⑶在借鉴常温常压解吸电解基本上，已经开发出新型承压电解设备。
电解槽承压外壳采用密封构造。
并使用聚四氟己烯密封材料，承压外壳开关容易，密封效果好。
材料寿命长。
电解槽采用了新构造，导电带设在电解槽上部，贵液流通面积增大一倍以上。
由于贵液分布均匀，并且流速减少。
一次电解率提高到97％以上，杜绝了金泥流失现象。
由于采用了独特承压外壳与电解槽连接形式，电解槽对承压外壳压力沿轴向均匀分派，电解槽长
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