1、載金炭解吸電解工藝方法的分析比1 概述活性炭在黃金礦山作為Au(CN)2-的吸附材料已得到廣泛應用，如何將Au(CN)2-從活性炭上解吸下來，解吸下來Au(CN)2-的如何轉化為金泥，冶煉提純等工藝，現在各地區均采用不同的解吸辦法以及相應的冶煉提純工藝，按不同的工藝特點大致可分為以下幾種：11常溫常壓解吸電解20世紀80年代我國開發引進全泥氰化炭漿工藝之初，載金活性炭的解吸電解方法都是采用加溫常壓工藝。該工藝采用質量分數為1%的NaOH和2%的NaCN混合液作為解吸液，在常壓(O.IMPa)下加熱至95C左右，溶液均送人解吸柱。由于溫度壓力均較低，解吸速度很慢。與溫高壓解吸電解方法不同，加溫常

2、壓解吸獲得的貴液需經過熱交換器降溫至80C左右，才能進入電解槽電解。解吸的條件是在100C的下用2.0%NaOH或1.0%(NaOH+NaCN)作為解吸劑，用3V的直流電壓電解，每批處理時間大約3648小時，工藝流程簡單，易操作，設備價格低。但電解出的金泥品位低，易產生合質金，需進一步的提純分離，解吸時間長，電能消耗大，生產成本高。1.2高溫高壓解吸電解該方法可大大加快解吸速度，縮短解吸時間，每批載金炭解吸時間需要1215h左右，解吸率提高到99%以上，貧炭品位可降至150g/t,而且對活性炭具有再生活化作用。由于采用加壓解吸(壓力控制在0.5Mpa左右)，使解吸溫度從95C提高到150C成為

3、可能。整個過程基本都是在相同的溫度和壓力下進行，解吸液不需降溫便可直接進入電解槽，從而大大節省了熱能消耗，并實現無氰高效解吸。解吸溫度140C150C，壓力0.4MPa0.5Mpa，解吸劑為2.0%NaOH或1.0%(NaOH+NaCN)，解吸時間在1216小時，此工藝的設備價格較高，解吸過程連續作業，相對解吸費用較低。1.3酒精蒸餾無氰解吸法該工藝的技術原理可以簡單描述為：在解吸柱內將載金炭經過一定配方的預處理溶液預處理后，加熱安裝在解吸柱下端的盛有有機溶劑的蒸餾釜進行反復蒸餾，使有機溶劑沸騰，水與有機溶劑的混臺蒸汽上升，接觸到載金炭時，水及少量溶劑在炭上釋放出它的潛熱并冷凝成液體攜帶著可溶

4、性的金氰絡合物落回蒸餾釜內，這樣金在蒸餾釜中濃度逐漸增大，得到濃集，達到解吸目的。蒸餾釜中及炭上的有機溶劑可利用冷凝回收系統在解吸完全后進行回收。如圖11所示。解析柱圖11酒精蒸餾解析電解工藝示意圖酒精蒸餾解析電解工藝的主要設備有：解析柱、蒸餾釜、冷凝器、酒精回收槽、電解槽、整流柜、鍋爐等。蒸餾解吸法的整個過程包括三個階段：預處理、預浸和蒸餾回流。蒸餾前的預處理及預浸處理：在解吸柱中裝入一定量的載金炭，并加入含有氫氧化鈉、乙醇等試劑的預處理液，加熱到一定溫度，保證足夠時間使其充分與載金炭作用。蒸餾回流階段：加熱解吸柱下端的蒸餾釜使乙醇溶液（由預處理液和預浸液組成）沸騰，產生大量水。有機溶劑混合

5、蒸汽上升到解吸柱，進行蒸餾回流及溶劑回收。2 酒精解吸電解的討論與分析21預處理階段該階段的目的是使預處理液在一定的試劑濃度、溫度、時間條件下充分與載金炭作用使金氰絡合物“增溶”，增強其活性而從炭的微孔內部逐步向外擴散到炭表面進入溶液。此階段是解吸的一個關鍵階段。211無氰解吸中堿濃度對預處理效果的影響在無氰解吸中除了其它試劑的作用外，氫氧化鈉對解吸起到重要的作用。氫氧根可以起到類似于氰根的活化小分子的解吸作用。堿(氫氧化鈉)是無氰解吸法預處中的主要成分，它的解吸作用類似于交換。CAu(CN)-+OH-=COH-2吸溶液吸+Au(CN)-溶液乙醇體系中預處理液的氫氧化鈉濃度對預處理效果的影響，

6、其結果如圖2-1所示。按交換理論講氫氧化鈉濃度越高，交換效果應該更好。實驗表明，在本條件下氫氧化鈉濃度在4左右較好，進一步的驗證實驗也證實了這一點，氫氧化鈉濃度過高、過低對解吸都不利。圖2-1氫氧化鈉濃度對預處理效果的影響212乙醇濃度對預處理效果的影響理論及實驗都已證明，作為有機溶劑的乙醇本身并不能解吸金，它的作用是什么呢?主要是有機溶劑將影響金氰絡臺物在活性炭的表面和與之接觸的氰化物溶液之間的平衡分配,使平衡分配更加有利于溶液方面(即有利于解吸)；同時有機溶劑將影響傳質過程，有利于金氰絡臺物在炭微孔中的擴散作用，提高了金在活性炭內部和界面上的傳質系數。本在乙醇體系中，預處理禳中乙醇濃度對解

7、吸效果的影響，其結果見圖2-2。研究結果表明，原則上講在舍適的解吸劑組成條件下，解吸率與有機溶劑的含量有著密切的關系解吸率隨著乙醇用量的增加呈逐漸升高的趨勢。當乙醇的含量在40以上時，脫炭的品位趨于穩定，由此可以確定乙醇的含量40%以上都是臺適的。213預處理溫度條件的確定金在活性炭上吸附是一個放熱過程，解吸是吸附的逆過程。提高溫度將使平衡向著有利于解吸過程的方向進行。溫度對于從活性炭上解吸金是一個重要的動力學因素。因為隨100.080.0.000眩哲|20.0-Q1*i110.020.0如衛tiG.O700圖22乙醇濃度對解吸效果的影晌著溫度的提高活性炭吸附金的平衡容量常數下降極為迅速。某種

8、意義上講，在可能的條件下，溫度越高，解吸越徹底。目前所采用的種種解吸方法都必須在較高的溫度下進行，才能獲得較高的解吸率。從熱力學考慮，升高溫度肯定對解吸有利，從圖34也證實這點。但是溫度過高，含有有機溶劑的液體沸騰劇烈，液固兩相接觸不好，導致尾炭品位升高。所以預處理的適宜溫度為8085C，其結果如34圖所示。550,4U1U11657806590圖23溫度對預處理效果的影晌22蒸餾回流階段加熱蒸餾釜至80C左右，使有機溶劑沸騰，產生大量的水。有機溶劑混合蒸汽上升，接觸到載金炭時，水及少量溶劑在炭上釋放出它的潛熱，并冷凝成液體攜帶著可溶性的金氰絡臺物落回蒸餾釜內，這樣使炭中殘存的金得以解吸。而有

9、機溶劑繼續上升至通過載金炭層從柱上端進入冷凝器進行回收。這是保證金高解吸率的重要步驟。221蒸餾回流溫度的影響不同溫度下的蒸餾回流效果是不相同的，一般情況下是隨溫度升高而升高，如圖24所示。回流溫度在8S90C較為適宜。石8085圖24蒸餾溫度對解吸效果的影響222蒸餾回流時問的影響蒸餾回流的時間增長對解吸有利，其影響見圖25。當解吸率達到要求時，應該考慮減少回流時間。風at時間t/h圖25蒸餾回流時間對解吸效果的影響223液固比對解吸效果的影響用4%的氫氧化鈉、50%乙醇等試劑組成的預處理液，其體積與炭床體積之比值（Vl/Vs）為14進行試驗。在80C下預處理3h，再用相同液固比的40%的乙

10、醇浸泡lh,最后蒸餾回流3h，液固比對預處理后尾炭品位的影響如圖26所示。液固比越大，對解吸越有利；在其它條件不變時，總的解吸液體體積與炭床體積之比（K/Vs）也直接影響著解吸率。當（Vl/Vs）2時解吸率較高，考慮到回收貴液的總體積的控制，其比值選擇1：2為宜。當然這還要與設備設計的幾何因素有關。金O_1C-0-IK-診0.06$0-舛-於0”曲,業01_32.0眼0圖26液固比對尾炭品位的影響分析結果表明，該工藝最佳解吸條件：液固比為2：1，載金炭經過含有乙醇50%、氫氧化鈉4%的預處理液。加熱溫度到80C，預處理3h,再經50%的80C的乙醇液預浸lh,最后在80C蒸餾回流4h。解吸后的

11、尾炭金品位在120g/t以下，金的解吸率可超過98%,整個解吸過程約1215h。但該法的設備部件多，操作比前兩種工藝較為復雜。3 技術指標對比表31三種解吸工藝指標對比表吸藝解工一廠家位品-1碳.t金g載位品t-1炭g.尾位品m-3液g.貴位品m-3液5率j電解率%常溫解吸法1X98236378高溫高壓無氧1X253酒精蒸憎無氧1XO1X249a3831X3O1X從表31中的數據可以看出，高溫高壓無氰解吸的解吸效果要優于常溫常壓解吸法。這是因為載金炭解吸是吸附的逆過程，嚴格地說應該是脫附。在解吸過程中，Au(CN)2-獲得能量越大，脫離范德華力概率越高，而能量是由溫度提供的，所以說溫度是解吸的

12、關鍵。而酒精蒸餾無氰解吸法是由于有機溶劑酒精有利于金氰絡合物在炭微孔中的擴散，提高了金在活性炭內部和界面上的傳質系數，所以酒精解吸的尾炭能夠達到20g.t-1左右，解吸效果更好。4 解吸工藝的主要特點41常溫常壓解吸電解自從20世紀80年代我國開發引進全泥氰化炭漿工藝以來，載金炭的解吸電解都是采用常溫常壓解吸電解工藝。雖然該工藝流程簡單，易操作，設備價格低，但解析時間長，電能消耗大，而且電解出的金泥品位低，易產生合質金，需進一步的提純分離。所以自從1994年我國成功開發研制了高溫高壓解吸電解設備之后，常溫常壓解吸方法已基本被淘汰42高溫高壓解吸電解早期之所以沒有采用高溫高壓解吸是考慮到以下三個

13、基本理論問題。一是解吸過程中加不加氰化物的同題。眾所周知，載金炭中吸附大量的氰化物，足以使金以Au(0H)2-形式從載金炭上解吸下來，只要解吸溫度不超過氰化物熱分解的溫度。換甸話說，只要解吸液中含有一定濃度的氰化物，解吸過程不加氰化物也能進行。實際上，100C條件下解吸時，也可以不加氰化物。二是所謂加壓解吸電解的問題。這種加壓解吸同溫電解設備在國內稱作高壓無氰解吸電解設備，這是不妥的。因為在壓力劃分上，0.5MPa只能算做低壓，為安全起見，設計時將工作壓力提高到0.6MPa，也只能稱中壓。從理論上講，解吸速度與壓力關系不大，解吸壓力是由解吸液溫度決定的，解吸液在150C溫度的平衡壓力為0.5M

14、Pa,加壓只是為了防止解吸液大量蒸發。三是解吸溫度問題。一般來說，解吸溫度越高，解吸速度越快。但解吸溫度也不是越高越好，溫度如果超過150C，解吸液中的氰化物迅速分解，解吸過程反而無法進行。在掌握了以上原則的基礎上，1984年，澳大利亞COMOENGINEERS公司開發出新型加壓解吸電解工藝，解吸和電解均在相同的溫度和壓力下進行。解吸溫度140C，解吸壓力0.3Mpa。1987年，COMOENGINEERS公司制造出15OOkg/批的全系統加壓解吸設備，用于Fisher金礦。經過十幾年的改進，形成了目前的高溫高壓解吸電解工藝。解吸溫度提高到150C,壓力相應地達到0.5Mpa。目前在國內外得到

15、廣泛的應用，并且日趨成熟。其工藝和設備主要有一下特點：基本上選用了常壓解吸同溫電解設備的工藝流程，最大特點是簡單實用，便于操作。解吸柱在解吸液分布、防止炭磨損、安全生產等方面有較大改進。提高了解吸效果，解決了炭磨損問題。在借鑒常溫常壓解吸電解的基礎上，已經開發出新型承壓電解設備。電解槽的承壓外殼采用密封結構。并使用聚四氟己烯密封材料，承壓外殼開關容易，密封效果好。材料壽命長。電解槽采用了新的結構，導電帶設在電解槽上部，貴液流通面積增大一倍以上。由于貴液分布均勻，而且流速降低。一次電解率提高到97以上，杜絕了金泥流失現象。由于采用了獨特的承壓外殼與電解槽連接形式，電解槽對承壓外殼的壓力沿軸向均勻

16、分配，電解槽長度得以任意加長。可滿足不同處理能力要求。整個解吸電解過程可以在全密封的系統中進行連續式作業，熱能消耗低，而且采用無氰解吸，對于環保十分有利。生產能力大，非常適合大型黃金礦山。43酒精蒸餾無氰解吸電解酒精蒸餾無氰解吸電解工藝與國內外同類技術比較，具有如下特點：(1) 在相同的解吸時間內，解吸率顯著高于Zadra法和AARL等法，可達98%以上，貴液體品位高，體積小。(2) 達到相同解吸率所需要的時間短，藥劑及能耗較低。(3) 溶劑蒸餾解吸法在解吸過程中，設備及管道中無沉積金的現象發生。(4) 采用無氰解吸，不用氰化物，對于環保十分有利。整個生產在全密封系統中進行工作環境安全清潔。(

17、5) 生產中所用的酒精可回收使用，酒精回收率高于90。溶劑蒸餾解吸法在電解提煉之前從解吸液中采用汽提法回收有機溶劑，因此更有利于減少溶劑蒸發的損失，同時防止了溶劑對環境健康的污染及失火的危險。(6) 解吸后所得到的脫金炭，活性恢復較好。無需火法再生即可投入吸附使用。酒精解吸電解工藝的不足之處在于：(1) 整套設備分為解吸系統、酒精回收系統及電解系統三個相對獨立的部分，管路系統也是相應一樣有解吸液管路、電解液管路、貴液管路、酒精管路以及加熱蒸汽管路等，設備類型多，占地面積大，操作比較復雜。(2) 酒精是易燃有機物，所以在生產中安全是一大問題。(3) 解吸電解不連續作業，產能小，比較適合中小型黃金

18、礦山。1三種解瓏電解方法分析比較TaMe1AoalysisHudmmpHrboaofthreedesorptloiEheJectroly&ismethod特點第一種方袪第二種方St第三種方怯1生產效率低吸時何艮藉詼品位高，解生產能力大解吸時間短黃炭品位低，解同第種方袪吸率低.吸率高.2站消耗高，解吸電解戰本高.塾消耗低解吸電解血本低.同第二種方熬3采用NMH和WCN的混合獨柞為解吸無亂解吸，解嘅藥劑底本低.対環境污染同第二種方袪菠解吸藥和成年離工柞環境差小-4電解槽由聚丙烯制作陰極前暢型林料電解檔由不情鋼檯焊接且全封閉，陰扱為同第一種方祛-碳奸維壽命拴.仰金泥方便，金泥品不銹鋼棉*損耗大，卸金軽困難金泥含雜垃高冶煉過程簡單.事，冶煉過程夏雜5設餐成本低*工人勞動強度低設醬成本高*自動化程嵐高介于兩者之間&適用于小屋負金礦山.適用于大型黃金礦山*丸，中、小型礦山均可不加酒精也有在高溫高壓下進行電解的電解槽，解吸液也町用氰化物為解吸劑。高溫高壓解吸法的優點是：縮短了解吸時間，減少了能耗，解吸成本大大降低，解吸操作也方便此法的缺點是需要高壓設備，投資費用較高。但有了能承受高壓的機械密封電解槽，節約了降溫電解損失的能量，從而降低了成本。參考文獻1 李培鋒.黃金礦產加工技術大全M.長沙：中南工業大學出版社，1997.50602 蔡殿忱，徐