Сорбция золота активными углями

Сорбция золота активными углями

Природа сорбции электролитов  на углях . Способность активных углей адсорбировать благородные металлы из цианистых растворов известна уже давно.
Активные угли — пористые углеродные адсорбенты. Их получают из различного органического сырья: древесины, бурых и каменных углей, антрацита, костей животных и т. д. Лучшие сорта угля, отличающиеся высокой механической прочностью, производят из скорлупы кокосовых орехов и косточек плодов. При производстве активных углей из этих материалов вначале удаляют летучие вещества (влагу и частично смолы), применяя нагрев без доступа воздуха. Получающийся уголь-сырец имеет крупно-пористую структуру и поэтому обладает невысокими адсорбционными свойствами.
Для получения микропористой структуры его активируют обработкой диоксидом углерода или водяным паром при 800—900 °С. Часть угля (около 50%) при этом выгорает (С + СО2=2СО; С+Н2О = СО + Н2), а оставшийся уголь приобретает ажурную микропористую структуру. Другой вид активации заключается в обработке угля некоторыми солями или кислотами (карбонатами,идами, сульфатами, азотной кислотой и т. д.) при вы-сокой температуре. Активация происходит вследствие выгорания частя угля под действием выделяющихся газов.
Получаемые таким образом активные угли имеют чрезвычайно высокоразвитую удельную  поверхность (400— 1000 м2/г), что обусловлено наличием у них микропор радиусом от 0,5 до 2 нм.
 
Согласно современным представлениям, развитым школами советских ученых н. А. Шилова и А. Н. Фрумкина, адсорбция электролитов на активных углях является обменной и обусловлена характером взаимодействия угля с кислородом воздуха. Если уголь после активирования приводится в контакт с кислородом воздуха при комнатной температуре, то на нем образуются поверхностные соединения (оксиды), имеющие основной характер. Природа этих соединений точно не установлена, однако известно, что кислород в них связан относительно непрочно и при соприкосновении угля с водой или водным раствором переходит в раствор в виде ионов гидроксила, заряжая поверхность угля положительно . Такой «положительный» уголь функционирует как необратимый кислородный электрод и обменивает ионы ОН внешней обкладки своего двойного слоя на анионы растворенного электролита, т. е. является своеобразным электрохимическим анионообменником.
 
Если уголь вступает в контакт с кислородом при повышенных температурах (400—500 °С), то образующиеся соединения отличаются повышенной прочностью. Значительная часть хемосорбированного в этих условиях кислорода (около 20 %) входит в состав соединений, имеющих кислотный характер, — карбоксильных, фенольных и др. В отличие от обычных «положительных» активных углей, такой «отрицательный» уголь называют окисленным. В растворах электролитов окисленный уголь проявляет свойства полифункционального катионообменника. Часть катионообменной емкости окисленных углей обусловлена, по-видимому, ионами Н, удерживаемыми вблизи отрицательно заряженной поверхности угля чисто электростатическими силами.
 
Следует отметить, что реальные «положительные» активные угли имеют на своей поверхности не только группы основного характера, но и некоторое количество кислотных групп. Поэтому наряду с анионообменными свойствами такие угли отчасти проявляют и катионообменные свойства. Аналогично этому «отрицательные» окисленные угли, имея на своей поверхности не только кислотные, но и некоторое количество основных групп, проявляют в растворах электролитов как катионообменные, так, отчасти, и анионообменные свойства. Для сорбции золота и серебра из цианистых растворов применяют «положительные» активные угли, у которых преобладают анионообменные свойства.   
Активные угли можно использовать для сорбции благородных металлов как из осветленных цианистых растворов, так и непосредственно из пульпы.
 
Сорбцию из осветленных растворов с помощью древесного угля применяли на некоторых золотоизвлекательных предприятиях в самом начале развития цианистого процесса, когда метод осаждения цинком еще не был окончательно разработан. Вскоре, однако, в силу своих недостатков (высокий расход, низкое качество получаемых осадков) древесный уголь как осадитель благородных металлов был полностью вытеснен цинком. В годы первой и второй мировых войн в связи с нехваткой цинка сорбция древесным углем снова получила некоторое распространение на золотоизвлекательных фабриках. Сорбцию проводили на рамных вакуум-фильтрах, фильтруя цианистые золотосодержащие растворы через слой измельченного угля, предварительно наращенный на поверхности фильтровальных рам. Угольный осадок, содержащий золото и серебро, сжигали и полученную золу плавили с флюсами на черновой металл.
 
В настоящее время активные угли применяют для сорбции золота и серебра из цианистых растворов кучного выщелачивания. По сравнению с растворами, получаемыми при цианировании перемешиванием, растворы кучного выщелачивания имеют низкую концентрацию благородных металлов (обычно менее 0,5 мг/л) при относительно высоком содержании примесей. Применение цинка и ионообменных смол для осаждения благородных металлов из таких растворов не эффективно. Особенностью же активных углей как осадителей золота и серебра является их малая чувствительность к присутствию примесей. Поэтому используя их, можно достаточно полно осадить благородные металлы, даже из столь бедных и грязных растворов, какими являются растворы кучного выщелачивания.   
 
Сорбцию проводят в динамических условиях, пропуская золотосодержащий раствор последовательно через 3—4 вершкальные колонны, заполненные гранулированным активным углем с крупностью зерен около 1 мм. Уголь период чески перегружают из колонны в колонну навстречу движению раствора. Из первой (по ходу движения раствора) колонны выгружают насыщенный благородными металлами уголь, в последнюю колонну загружают регенерированный сорбент. Насыщенный уголь, содержащий 2—5 кг/т золота, идет на регенерацию.
В отечественной практике активные угли применяют для сорбции золота и серебра из циансодержащих растворов обогатительных фабрик, перерабатывающих полиметаллические свинцово-цинковые руды. При флотационном обогащении этих руд для депрессии сфалерита, пирита и халькопирита используют цианистый натрий, что приводит к переходу в жидкую фазу пульпы до 20 % содержащегося в руде золота и заметных количеств серебра. Получаемые растворы (сливы сгустителей) содержат, мг/л: 0,2—1 Au, до 5 Ag, 400—500 Сu, 40—50 Zn и другие примеси. Сорбцию благородных металлов осуществляют в динамических условиях фильтрацией раствора через зернистый активный уголь, помещенный в специальные фильтры, работающие под давлением. Насыщенный уголь содержит 1—2 кг/т Au и 1—4 кг/т Ag. Применяют и более простые, но менее совершенные методы сорбции, например, сорбцию перемешиванием угля и раствора в статических условиях. Разумеется, полнота осаждения и емкость угля по благородным металлам в этом случае снижаются. Насыщенный сорбент, как правило, не регенерируют, а подшихтовывают к медному или свинцовому флотоконцентратам, направляемым на пирометаллургическую переработку.
Вы читаете, статья на тему сорбция золота активными углями

Добавить комментарий

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>