金氰化富液的树脂和活性炭吸附区别试验

金氰化富液的树脂和活性炭吸附区别试验

1 树脂提金的概况
将离子交换树脂技术用于从含金溶液中提金与活性炭碳浆法一样，树脂法也有RIP和RIL两种工艺，也是属于无过滤提金工艺，主要用于处理含黏土、石墨、氧化铁、沥青页岩等天然吸附剂型的矿石和含砷金矿石等难处理金矿。与碳浆工艺比较，树脂吸附工艺的
优点有:
(1)树脂的容量大、投资省、吸附速率快、淋洗费用低、机械强度比活性炭高、不需要再生、磨损少，在相同的处理量下，树脂吸附厂的规模更小，树脂的损失量为5～20g/t矿石，而活性炭的损失量却达到25～40g/t;
(2)树脂几乎可以在室温下解吸(例如弧基树脂等)，毋需采用高温或压力容器；碱比较容易使弱碱性树脂通过去质子化作用而达到解吸;
(3)树脂一般对碳酸钙的吸附少，可以省去酸洗再生作业，而活性炭则需酸洗再生;
(4)有机物(例如机油、润滑油、溶剂、浮选药剂、腐殖质等)不会使交换树脂中毒，却可以显著地降低活性炭的吸附活性，需要定期进行热再生，而树脂转型后即可直接返回吸附流程。
不过，树脂吸附工艺也存在不足之处，主要表现在从浸出矿浆中吸附金、银化合物的选择性较差，也大量的吸附贵液中的贱金属(例如铜、铁、锌等离子)，但是，这对某金矿而言却是优点；此外，树脂的粒径大约为0.8～1.2mm，而活性炭的粒径大约为1.0～1.3mm。
金在强碱、弱碱、强碱与弱碱混合型树脂上，都能有效地被吸附和解吸。目前用于提金的均为阴离子树脂。阴离子树脂通常可以分为两种：如果活性基是可分离的氨基(伯胺、仲胺和叔胺)，则为弱碱性树脂；如果活性基是季铵盐，则为强碱性树脂。通常使用的树脂都具有强碱性和弱碱性的混合功能。金的吸附量不依赖于强碱性基团浓度，而依赖于这些基团对络合离子的相对亲和性。活性基团的空间分布和聚合物基团的亲水性也会影响选择性。就Au(CN)₂^–而言，低亲水性和低离子密度能增加树脂的亲和性。有专家考察了以下几种提金树脂的性能：AM-2B型、WR-16型、353E型、NK884型阴离子树脂，它们均能满足提金的工艺要求，具有较高的吸附容量和机械强度，耐磨性好，解吸率高，经盐酸和苛性钠再生后性能基本没有影响；其中AM-2B型双官能团阴离子交换树脂各方面的性能是最好的，吸附金的速度快，初速度高达74.9%，比WR-16型高出20%。
2 某金矿矿石的特点
由于某金矿含有一定品位的银(大约为40g/t)和相当数量的铜(大约为0.4%)和锌(大约为0.6% )，金银比大约为1:8；矿石中碳酸盐(特别是碳酸钙)矿物、页岩和黏土也比较多，因此，采用活性炭工艺对金特别是对银的吸附效果很差，采用树脂工艺无疑具有较好的优点。
从富含银和金银矿石中回收金银，通常采用两段氰化-吸附工艺，此时，产出两种饱和树脂，即几乎等量的饱和树脂和主要含银的饱和树脂。由于银离子在树脂相的迁移率和淋洗速度与金离子不同，这两种饱和树脂的再生作业和工艺参数有些不同。淋洗银的饱和树脂的特点是：(1)银的解吸速度一般比金的快，通过1.5个树脂体积硫脲液时的流出液中银的含量已达极大值，所以，硫脲液解吸银饱和树脂，起初流出的1～1.5个树脂体积的流出液可以直接送出沉银；(2)银的解吸速度快，可以采用较快的淋洗速度，可达3个树脂体积/小时，缩短淋洗时间；(3)解吸银饱和树脂的解吸液可以采用2% H₂SO₄+3%SCN₂H₄混合液，用量为3.5～4个树脂体积，可以大幅度降低硫脲用量。
3 吸附试验的吸附剂和化验分析设备
3.1吸附剂
活性炭取自海南文昌星光活性炭厂(型号k03,规格6～12目，)，变色硅胶(xSiO₂·yH₂O·zCoCl₂)取自成都市金城化工试剂厂，硅藻土取自上海三浦化工有限公司(符合Q/HG12-137)，树脂为YSD-1。
3.2化验分析设备
采用北京瑞利分析仪器公司XFx-IF3原子吸收分光光度计。
3.3试验样品的采取
吸附试验所采用的水样取自氰化厂碳浆工艺的吸附槽前的第六个浸出槽的排浆滤液。
4 吸附剂的吸附试验结果与分析
4.1吸附时间试验
每次吸附试验时，采用50mL滤液，滤液中加入0.5g吸附剂，吸附一定的时间后，测量吸附率的大小(见表1)。表2是采用1g吸附剂在第一个100mL滤液样中吸附24h，吸附完毕，取出树脂，放入第二个100mL滤液样中吸附24h，吸附完毕，再取出树脂放入第三个100mL滤液样中吸附24h。吸附72h的试验结果是一次性吸附的结果。吸附时间试验结果见表1、表2。由表1和表2可知:
(1)在相同的试验条件下，树脂比活性炭吸附金、银、铜的能力强得多; 吸附8h，树脂比活性炭吸附金的吸附力提高17.59%、吸附银的能力提高14.79%、吸附铜的能力提高71.03%; 第一个24h的吸附，树脂吸附金、银和铜的能力比活性炭的分别提高7.64% 、14.82% 、89.226%；第二个24h的吸附，树脂吸附金、银和铜的能力比活性炭的分别提高1.66%、11.85% 、83.33%；第三个24h的吸附，树脂吸附金、银和铜的能力比活性炭的分别提高17.94% 、24.45% 、77.42%。吸附72h，树脂吸附金、银和铜离子的能力很高，分别达到97.67% 、98.52%、99.88%，树脂吸附金、银和铜的能力比活性炭的分别提高1.66%、17.04% 、49.64%。
(2)原矿中铜、锌等品位比较低，但是也分别达到0.4%和0.6%，直接采用选矿或者浸出工艺将使流程复杂、成本高、回收率低；而树脂吸附工艺对于铜、锌来说，是顺便回收的，通过将Cu(CN)₂^–络合物转变成Cu(CN)₃^2-和Cu(CN)₄^3-络合物而更加容易解吸，有利于对铜、锌金属的综合回收利用，也有利于综合利用时可以采用比较简单、实用、成本较低的工艺流程。因此，树脂工艺对某金矿具有很强的适应性和吸附能力。
4.2吸附剂用，试验
考虑到硅胶和硅藻土几乎没有吸附金、银和铜的能力，因此，吸附剂用量试验只做活性炭和树脂的用量试验。固定吸附时间为8h，吸附剂用量试验结果见表3。
吸附时间试验结果 表1

注：6h和8h试验的水样含金、银和铜浓度分别为3.24、1.69和21.4g/m³




吸附时间与滤液中金、银、铜浓度的关系 表2

吸附剂用量试验结果 表3

5 结论
1.在相同的试验条件下，树脂比活性炭吸附金、银、铜的能力明显都强得多; 吸附8h，树脂比活性炭吸附金、银和铜的吸附力分别提高17.59% 、14.79% 、71.03%；第一和第二以及第三个吸附24h树脂吸附金银和铜的能力比活性炭的分别提高7.64% 、14.82% 、89.226% 、1.66% 、11.85% 、83.33%和17.94%、24.45%、77.42%。吸附72h，树脂吸附金、银和铜离子的能力提高，分别达到97.67% 、98.52% 、99.88%，树脂吸附金、银和铜的能力比活性炭的分别提高1.66%、17.04%和49.64% 。
2.由于金矿原矿中铜、锌等贱金属品位比较低，直接采用选矿或者碳浆工艺将使流程复杂、成本高、回收率低；而树脂吸附工艺对于铜来说，是顺便回收的，通过将Cu(CN)₂^–络合物转变成Cu(CN)₃^2-和Cu(CN)₄^3-络合物而更加容易解吸，有利于铜金属的综合回收利用，也有利于综合利用时可以采用比较简单、实用、成本较低的工艺流程。因此，树脂吸附剂的缺点对该金矿而言却变成了优点。
3.硅藻土和硅胶对金、银和铜的化合物几乎没有吸附能力。