1、第四章 離子交換與吸附第一節 離子交換吸附(樹脂交換)離子交換過程的應用：目前主要用于核燃料的處理、稀土元素分離、化學分析、工業用水的軟化、污水凈化及高純離子水的制備等。近年來，在浸出礦漿中富集金、銀及稀有金屬日益受到重視。生產過程包括：吸附(交換)、淋洗(解吸)和樹脂轉型后的再吸附。生產中離子交換樹脂和活性炭一樣，可以直接添加，也可邊浸出邊吸附。1樹脂交換與活性炭吸附情況比較 活性炭：選擇性好、吸附速度較快、吸附周期短、在吸附槽中的濃度易于控制、易磨損、產生粉炭機率多、金屬回收率低。 樹脂：彈性好不易磨損、金屬回收率較高、交換的總成本較低、交換容量低、交換速率小、吸附周期長。二者各有利弊，只

2、是生產中人們易于直觀覺察的是活性炭易磨損。因而，有人主張用樹脂取代活性炭 。2交換劑分類3 一、離子交換樹脂(一)結構 樹脂是一種具有三維空間多孔網狀結構的高分子固體化合物，其中含有可供交換的基團，均勻分布于網狀結構中。依據交換基團的性質，可分為陽離子型和陰離子型交換樹脂兩大類。陽離子交換樹脂的交換基團為酸性基團，在水中可解離出H+，能與水中的陽離子進行交換吸附。 陰離子交換樹脂的交換基團中可解離出OH型離子，可與水中的陰離子交換。4 一、離子交換樹脂（二）交換樹脂的性質1、物理性質 包括：外形和粒度、 密度、樹脂的水分、膨脹性、機械性能等。樹脂粒度為0.81.8mm，吸附清液用的粒度為o.3

3、o.9mm;樹脂的濕視密度(假密度)為o.6o.9tm3，膨脹后的真密度(濕真密度)為1.1 1.4tm3;水分大約在4050之間;膨脹不可逆性;5 一、離子交換樹脂 2化學性質包括：酸堿性 、交換容量（單位質量或體積的離子交換樹脂所具有的或發揮作用的離子交換基團量的總稱）、全交換容量 、 濕基交換容量 、平衡交換容量 、 工作交換容量 、再生度和失效度 、離子交換吸附的化學反應等。 6 二、樹脂交換的工藝操作 (一)樹脂的預處理 (二)樹脂的交換工藝操作業條件 包括:1吸附(交換) ;2淋洗(解吸)作業。(三)樹脂中毒及處理 7三、離子交換樹脂在選礦中的應用 (一)強堿性陰離子樹脂吸附金、銀

4、和鎢(二)弱酸性陽離子樹脂凈化鉬8第二節 活性炭吸附 活性炭吸附用于:一、活性炭的性質1、從金銀的氰化浸出液中提取金、銀；2、從氯化物溶液中吸附鉑、銣、釤和釔等；3、從酸性溶液中選擇性地分離錸和鉬；4、污水處理以及空氣凈化等諸多領域。包括:吸附、解吸(淋洗)、電積和炭再生等作業。二、活性炭的吸附曲線9第二節 活性炭吸附三、活性炭的吸附機理 (一)物理吸附說活性炭晶體是由諸多晶面組成的，晶面上碳原子呈六方形格子排列，每個碳原子以共價鍵與相鄰的三個碳原子相鍵合，晶格中形成空穴或空隙，處于晶體邊緣這些空穴或空隙將出現未飽和鍵，具有吸附活性。空隙度愈高表面積愈大，其活性點就愈多，吸附活性將愈大。活性炭

5、的吸附是由于范德華力引起的物理吸附。 10第二節 活性炭吸附 (二)電化學吸附說 活性炭與氧接觸時被還原為羥基，并析出過氧化氫，碳失去電子而荷正電，故可吸附陰離子，其反應為： 02+2H20+2eH202+20H C一2eC211第二節 活性炭吸附(三)離子交換說含金浸出液中的Au(CN)2在與活性炭作用時滯留在活性炭的微孔內壁的活性中心上，這種活性中心(稱為氧化性點)能釋放出陰離子并與Au(CN)2 進行離子交換反應，從而使Au(CN)2 吸附于活性炭上。12第二節 活性炭吸附（四) 雙電層說金氰絡離子Au(CN)2在活性炭微孔壁上活化點吸附后，形成局部負電區，在靜電作用下，礦漿中的正離子M

6、e+產生定向運動，并與Au(CN)2形成雙電層，雙電層不穩定并進而形成離子偶MeAu (CN)2。離子偶在CO、H2及H2O等的氧化還原作用下，最終形成Au(CN)2、Au及Au3CN等。 13第二節 活性炭吸附 四、炭漿法提金工藝炭漿法:活性炭與浸出礦漿直接接觸，礦漿中的一價金氰化物被選擇性地吸附到活性炭上，再從礦漿中提取載金的活性炭，留下的礦漿即為尾礦。(一)炭漿法的分類：根據炭漿法提金工藝的發展，目前，由于提金工藝上的差異又分為炭漿法和炭浸法。炭漿法是指礦石在浸出槽中浸出后，將浸出礦漿送至吸附槽中用活性炭吸附，浸出與吸附分別在各自的槽中進行。炭浸法則是浸出與吸附在同槽中進行，這種槽稱為(

7、浸出)(吸附)槽。 14第二節 活性炭吸附(二)炭漿法的特點 (1)置換法要求浸出礦漿必須先進行固液分離，得到的含金貴液需要脫氧，炭漿無此要求。(2)置換法難于適用于含礦泥量大或要求細磨的礦石。炭漿法可以得到較高的工藝技術指標。(3)炭漿法可加速金的浸出速度。 (4)炭漿法的基建投資較低。(5)炭漿法所得電積金粉品位較高，易于熔鑄。15附頁金的浸出率較高。置換法加鋅提金工藝，是在液固分離之后在載金貴液中進行的，對金的浸出率已不再有任何影響；而炭漿法則是礦石、氰化液和活性炭直接接觸，即礦石中的金在氰化浸出后，立即被活性炭所吸附。這就使炭漿中氰化液浸出液含金濃度處于較低狀態，從耐有利于浸出率的提高。16第二節 活性炭吸附(三)炭漿法提金工藝的基本程序和操作 1吸附2解吸(淋洗) （包括常壓解吸、高溫解吸和酒精解吸）3電沉積提金4脫金炭再生(解吸炭的再活化) 17 第三節 離子交換吸附和炭吸附設備 離子交換吸附和炭吸附設備可分為：吸附柱和吸附槽兩大類。 一、清液吸附 經固液分離后所得含有目的組分的清液可采用固定床吸附柱吸附或移動床吸附。 (一)固定床吸附柱(塔) 主體是一個碳鋼圓柱體，內襯防腐蝕層，底部裝有沖洗水布液系統，上部裝有原液和洗滌劑的布液系統。18固定床吸附塔19第三節 離子交換吸附和炭吸附設備 (二)連續逆流吸附塔 塔身為一圓