如何利用活性炭從溶液中回收金礦
涂料在各產(chǎn)品和市場(chǎng)領(lǐng)域的需求正持續(xù)增長(zhǎng),對(duì)其性能的要求也提高了。如更高的遮蓋力,更純凈的色澤,更好的展色力,更強(qiáng)的耐擦洗性。而且,生產(chǎn)商對(duì)成本控制大約在1880年,入們就已經(jīng)知道了用活性炭從溶液中回收金的方法。但是無(wú)法解決從炭上把金解吸下來(lái)的問(wèn)題,為回收金,必須焙燒活性炭,而活性炭是非常昂貴的。這樣就極大地制約了炭漿提金工藝的發(fā)展。直到20世紀(jì)70年代,從載金炭上回收金的方法得到發(fā)展,使活性炭能夠重復(fù)使用,從而使得炭漿法提金工藝得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。其工藝流程的關(guān)鍵包括三個(gè)步驟:第一步,從礦漿中溶解金—浸出與吸附;第二步,從載金炭上解吸金——解吸;第三步,從含金溶液中沉積金—電積。
在炭漿法CIP工藝中,浸出槽是用于礦漿氰化浸出的,炭漿槽是用于活性炭吸附金的。而在CIL工藝中,礦漿的浸出和金的吸附是在同一槽中進(jìn)行的,故通稱(chēng)浸出槽或炭漿槽。為了提高作業(yè)效率、金的浸出和回收率及降低炭的消耗,各國(guó)對(duì)改進(jìn)炭漿槽的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量研究,F(xiàn)今,用于-0.208mm(-65目)或70%~80% -0.074mm(-200目)的礦漿,多采用低速中心攪拌的多爾攪拌槽和帕丘卡空氣攪拌槽。為減少炭的磨損,菲律賓馬斯巴特(Masbate)選廠等采用包橡膠的雙螺旋槳攪拌槽,以降低葉輪尖的速度。
近幾年,應(yīng)用于氧化鋁生產(chǎn)多年的軸流式攪拌槽,經(jīng)改進(jìn)后已成功地應(yīng)用于炭漿工藝中。軸流式攪拌槽有空氣攪拌式和機(jī)械攪拌式兩類(lèi)。軸流式機(jī)械攪拌槽(圖2)的中央有一個(gè)充氣管,管內(nèi)裝有一個(gè)向下泵的水翼葉輪。由于葉輪呈軸流式和葉輪斷面是彎曲的,因而具有葉輪尖速度小、軸流速度大、徑向流速小等特點(diǎn)。中央充氣管壁上有很多小槽,以便礦漿進(jìn)行小循環(huán)。這種槽與其他機(jī)械攪拌槽的不同點(diǎn)在于必須使槽內(nèi)充滿礦漿后才能運(yùn)轉(zhuǎn),且槽的高度和直徑之比可達(dá)2:1。美國(guó)平森(Pinson)金礦選廠應(yīng)用的4臺(tái)軸流式攪拌槽已運(yùn)轉(zhuǎn)了3年。實(shí)踐證明,若中央充氣管的直徑選擇適當(dāng),它的電耗僅為普通機(jī)械攪拌槽的30%,且固體物料均勻懸浮,活性炭磨損小,金的回收率高,解決了油污染、停電時(shí)積砂和氰化物消耗高等問(wèn)題,而可望成為炭漿廠的主要設(shè)備。
活性炭吸附前需進(jìn)行預(yù)篩,預(yù)篩的作用是除去礦漿中的雜物,避免以后與載金炭混在一起。一般采用28目(0.6mm)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(shí),金粒、石英等礦粒嵌入木屑,使含金量入為提高;氰化過(guò)程中,木屑不僅會(huì)吸附金氰絡(luò)合物,而且用一般的洗滌方法,很難把木屑上的金洗脫下來(lái)。同時(shí),在炭漿法中,吸附槽內(nèi)存在的少量木屑,會(huì)降低金的吸附效率。因此在礦漿入浸前,要經(jīng)1~2次除屑篩除屑。
來(lái)自浸出作業(yè)的礦漿給入第一臺(tái)吸附槽進(jìn)入吸附作業(yè),且連續(xù)流過(guò)串聯(lián)的幾臺(tái)吸附槽,用活性炭吸附礦漿中溶解的金,再?gòu)淖詈笠慌_(tái)吸附槽排出,即為氰化尾礦。新鮮的活性炭加在最后一臺(tái)吸附槽中,用氣升泵或凹葉輪立式離心泵提炭,使活性炭和礦漿之間成逆流接觸。從第一個(gè)吸附槽排出的載金炭在輸送到解吸工序以前要過(guò)篩和洗滌。
礦漿與炭的分離是采用篩子實(shí)現(xiàn)的。炭漿法使用的活性炭粒度通常是6~16目,炭預(yù)篩一般為20目。因此給入第一個(gè)吸附槽的礦漿通常在28目篩上過(guò)篩以便除去大顆粒物料。氰化尾礦離開(kāi)最后一個(gè)吸附槽時(shí),也同樣要在28目篩上過(guò)篩,目的是為了回收細(xì)粒炭,并將其送熔煉,以便回收被吸附的金。中間篩為20目。
影響吸附效率的因素包括:每噸礦漿中炭的濃度,吸附槽的數(shù)目,炭移動(dòng)的相對(duì)速度,礦漿在吸附段的停留時(shí)間,炭的載金量等。這些參數(shù)根據(jù)給入礦漿中金的品位和最終排出的礦漿的含金量的變化,通過(guò)試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。一般每升礦漿加炭40g左右,吸附槽4~7個(gè)。吸附率99%以上。
研究證實(shí):炭對(duì)金的吸附平衡容量與液中金濃度有密切的關(guān)系(見(jiàn)圖3)。炭的吸附等溫線與離子交換和溶劑萃取時(shí)得到的相類(lèi)似。在溶液中平衡濃度為(0.1~10)×10-6范圍內(nèi)幾乎成直線。同時(shí)還發(fā)現(xiàn),金濃度愈低,平衡建立得愈慢。因此,為了獲得含金量極低的尾礦,必須有較長(zhǎng)的停留時(shí)間并增加礦漿中炭的濃度。這就意味著炭上最終的載金量會(huì)明顯地低于它可能達(dá)到的平衡載金量。這一點(diǎn)已為生產(chǎn)實(shí)踐所證實(shí)。一般地說(shuō),溶液金濃度越高,則炭的載金量也越高。
較之于炭浸法,炭漿法溶液含金濃度高,槽中存炭量少,故炭上載金量也高些。炭浸法通常是前兩個(gè)槽不加炭,專(zhuān)門(mén)溶金,其目的是提高炭的載金量。
炭吸附系統(tǒng)設(shè)備要求:①在吸附槽內(nèi)炭和礦漿要有最充分的接觸;②載金炭和礦漿在篩上進(jìn)行最有效的分離;③盡可能地減少整個(gè)吸附系統(tǒng)內(nèi)炭粒的磨損;④在吸附槽內(nèi)應(yīng)盡量避免礦漿發(fā)生短路現(xiàn)象。
中間篩是炭漿法工廠實(shí)現(xiàn)礦漿與炭逆向運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵設(shè)備。各工廠應(yīng)用的有振動(dòng)篩和固定篩。固定篩又可分為周邊篩、橋式篩和浸沒(méi)篩等。
1)周邊篩,周邊篩是南非研制成功的立式固定篩的一種,目前正應(yīng)用于美國(guó)平森選廠等工廠中。篩子的最大長(zhǎng)度為吸附槽直徑的幾倍。它安裝在一系列呈階梯布置的吸附槽上部周?chē),礦漿和炭由空氣提升器從槽中提升到篩上。經(jīng)分離后,活性炭返回槽內(nèi),礦漿經(jīng)周邊篩自流到下一炭漿槽,篩子用高壓空氣清理。由于篩子是固定的,故活性炭磨損少。但使用這種篩,礦漿收集有困難,操作維修不便,且需很寬的操作平臺(tái)。
橋式篩是另一種立式固定篩,目前正為美國(guó)和南非一些選廠應(yīng)用。篩子的最大長(zhǎng)度約等于炭漿槽直徑的4倍。一個(gè)篩子通常由10塊以上的可拆卸篩板組成,篩子穿過(guò)吸附槽的槽壁,操作平臺(tái)設(shè)在橋式篩中間,當(dāng)呈階梯布置的吸附槽呈單列布置時(shí),橋式篩采用直線布置(圖5)。當(dāng)吸附槽呈雙列布置時(shí),橋式篩呈直角布置。橋式篩的操作原理與周邊篩相似,亦用高壓空氣清理篩面。當(dāng)于篩面增設(shè)堰板后,流量可提高到50t/m。