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技術(shù)問答

用于吸附黃金的合成活性炭

發(fā)布時(shí)間:2021-05-31點(diǎn)擊:次

近年來,前蘇聯(lián)研究人員對(duì)合成活性炭對(duì)黃金的吸附做了很多工作,發(fā)現(xiàn)SCS型合成活性炭有較好的吸附黃金的性能。SCS炭是以苯乙烯和對(duì)二乙烯基苯的共聚物為原料,經(jīng)碳化、活化而成。成品炭是直徑為0.3~1.0mm的球形炭,強(qiáng)度好。其強(qiáng)度跟燒失率幾乎不存在依賴關(guān)系。具有雙分布式(超微孔和中孔)孔隙結(jié)構(gòu)。由于無無機(jī)雜質(zhì),其類石墨晶體結(jié)構(gòu)中實(shí)際上無缺陷,即無大面積π電子離域作用。所以,它有較小的電子功函數(shù)和較高的還原能力。正是基于這一點(diǎn),合成炭具有較好的吸附黃金的性能。

在制造SCS型炭的過程中,把2%~4%的N原子或1%以下的S原子引進(jìn)炭的晶體結(jié)構(gòu)中,均會(huì)顯著增強(qiáng)表面的還原能力,從而增強(qiáng)吸持黃金等貴金屬的能力。這是因?yàn)樽鳛殡s原子存在于芳香族碳環(huán)中的S原子的Pk軌道電子參與了共軛鏈,相應(yīng)地提高了碳微晶π電子的流動(dòng)性。于600℃下,讓炭粒呈沸騰狀態(tài),此時(shí)以硫蒸氣處理炭粒0.5~1.5h,而后置炭粒于900℃的隋性氣氛里1h,即成。所得的含S和不含S碳的總表面積在780~1000m2/g之間(表8)。

表8 所制備合成活性炭的基本數(shù)據(jù)

合成炭樣品 比表面積,(m2/g) 硫含量%(質(zhì)量)
SCS-1 900 0.0
SCS-2 980 0.0
SCS-3 780 1.0
SCS-4 880 0.7
SCS-5 950 0.9
SCS-6 1000 0.5
SCS-7 800 2.4
SCS-8 880 4.2
SCS-9 750 8.8

圖5示出了加S和不加S的SCS型炭從氰金溶液中提取黃金的吸附等溫線。將0.1~0.25g炭投于50~400ml濃度為10~25mg/L的氰金溶液中,振蕩24h。溶液PH為10,含有0.01%游離氰。溶液中黃金濃度用原子吸收光譜法測(cè)定。圖5加S量多于1%的吸附,容量急劇下降,等溫線未表示出。

用于吸附黃金的合成活性炭

SCS型活性炭不僅對(duì)Au的吸附容量大,而且在除Au外尚含有多種金屬的混合液中對(duì)Au的選擇性很高。表9示出混合液的組成和炭對(duì)Au的吸附容量及選擇性。表8中同時(shí)列出在前蘇聯(lián)黃金采掘工業(yè)中廣泛用于吸附黃金的AM-26B型陰離子交換樹脂,以資比較。測(cè)定樣品的選擇性時(shí),是將0.5g活性炭炭投于100m1溶液中,振蕩48h。

表9 合成炭對(duì)包括黃金在內(nèi)的若干種金屬的吸著容量

吸著劑樣品 選擇系數(shù)% 備注
Cp A Cp A Cp A Cp A
原始溶液 60.3   23.7   132.5   42.5     Cp-平衡濃度,mg/L,A-吸著劑容量,mg/g
SCS-2 0.3 12.0 1.3 4.5 125 1.5 43 0.0 90
SCS-4 0.5 12.0 2.1 4.3 133 0.0 43 0.0 99
SCS-6 0.1 12.0 0.9 4.6 123 2.0 43 0.0 87
AM-2B 0.9 11.9 3.3 4.1 57 15.0 32 2.0 47

溶液中除了Au、Ag、Cu和Fe外尚有Zn、Ni、Co。其Cp分別為4.1mg/L、1.1m/L和0.3mg/L。SCS-4,對(duì)Zn的A為0.1mg/g,對(duì)后兩種的A為零。從表9可見,SCS系列樣品對(duì)Au和Ag的選擇性,比AM-2B陰離子交換樹脂好得多。所吸附的Au和Ag可用高壓蒸煮解吸法從炭上提取下來;钚蕴靠梢苑磸(fù)使用多次,而不致使其吸著貴金屬的指標(biāo)顯著劣化。

所以,SCS合成活性炭可用于從氰金溶液中有效吸附金、銀,可用于這些貴金屬的液相冶金。在合成過程中把少于1%的S加入碳的結(jié)構(gòu)中,不但提高活性炭對(duì)金和銀的吸著容量,也提高從工作溶液中提取金、銀的選擇性。

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