提金活性炭的研究现状及其展望

活性炭是一种具有发达孔隙结构、巨大比表面积和优良吸附性能的含碳物质。它主要由碳元素组成，同时也含有氢、氧、硫、氮等元素，以及一些无机矿物质。活性炭作为吸附剂，具有很多的优越性：孔隙结构发达、比表面积大；炭表面上含有多种官能团；具有催化活性；性能稳定，可在不同温度和酸碱度下使用；同时也可以经过再生，进行再次利用。因此，活性炭的应用领域不断地扩大，从用于食品和医药的脱色与除味、防毒面具图，发展到大规模应用于溶剂精制与回收、催化剂或催化剂载体、防除原子能设施放出的放射性物质、空气净化、烟气、脱硫、食品保鲜、医药制品、血液净化，近年来又在大容量电容器、天然气贮存等领域得到新的应用。

随着工业的迅速发展，黄金的需求量越来越多，而含有金和银的矿石的特性，决定着在应用吸附工艺回收贵金属时，须使用吸附容量大和选择性好的吸附剂，使活性炭吸附法提金得到人们的广泛重视。该法具有工艺流程简单、金回收率高、投资省、成本低和占地面积小等优点。

1 炭浆法提金工艺及活性炭吸附金机理

1.1 炭浆法提金工艺

矿石中的金矿物经氰化物浸出后，生成溶于水的金氰络合物，将含金氰络合物的矿浆置于串联的吸附槽内与粒状活性炭经搅拌充分接触。从而使大多数金氰络合离子被吸附到活性炭上，载金炭经进一步处理后回收金。

通常从载金炭上回收金有两种方法：一种是原始简便方法，即将载金炭焙烧，经高温熔炼得到黄金；另一种是常规方法，即用解吸液将金氰络合物解吸下来，再经电解等方法得到纯金。活性炭经吸附、解吸后，活性降低，通过再生后可再用。

炭浆法的主要优点是，不需要用贵液与浸出矿浆的固液分离，从而避免了过滤或逆流洗涤系统所需要的巨额投资；与常规的逆流洗涤工艺比较，有的炭浆法提金厂将减少可溶的金与不溶的金的损失量，也就是说金属平衡时金的损失减少；炭浆工艺处理含泥高的矿石往往有更大的优越性，因为这种矿石不能过滤，甚至逆流洗涤也会产生困难，尤其当金的氰化物吸附在黏土颗粒上时，洗涤就更加困难。炭浆工艺已被广泛应用于黄金生产中。

1.2 活性炭吸附金机理

从格林发表了论述活性炭吸附金氰络合物机理的文章以后，许多研究者进行了活性炭吸附金氰络合物机理方面的研究，但一方面由于活性炭的结构复杂，另一方面由于没有可行有效的方法对活性炭吸附金氰络合物过程本质进行研究从而造成活性炭吸附金氰络合物机理的研究落后于实际应用。目前，活性炭对金氰络合物的吸附作用通常认为是靠离子交换作用进行的，而活性炭的吸金机理是建立在双电层理论基础上的。

(1)离子吸附交换：与活性炭微孔表面的氧化活性点的阴离子进行交换，从而吸附于活性炭微孔表面。

(2)在活性炭表面吸附后，形成局部负电荷，溶液内的正离子（Na+和Ca2+等）产生定向运动，与形成双电层，只有溶液中的正离子存在时才吸附，被吸附在扩散层中。

活性炭吸附金机理可归纳为：

(1)在氰化溶液中金以离子对偶或中性分子形式被吸附在活性炭的内表面上，或是络合离子与金属离子结合沉积在活性炭的孔隙里，其中金属离子来自溶液或是活性炭的灰分（这些金属离子可能有Ca、K、Na等)。

(2)Au(CN)2-阴离子发生化学分解，生成不溶解的AuCN，并留在炭的孔隙里。

(3)部分金氰络合物被还原成某些含有氧化态为0和1价的金原子化合物。

(4)Au(CN)2-离子或AuCN被还原成金属Au。

2 提金活性炭的制备、结构和性能

活性炭在炭浆法提金过程中是重要的吸附材料。虽然制备活性炭的原料种类很多，如甘蔗渣、椰子壳、核桃壳、玉米芯和茎、木材、锯屑、无烟煤、泥煤、褐煤、竹、石油沥青、都市垃圾、废活性炭等，不同原料得到的活性炭结构不相同，活化方式和条件对活性炭结构和性能也有影响。由于炭浆法对活性炭的硬度有一定的要求，通常以椰壳、杏壳、橄榄壳、核桃壳等为原料，采用物理活化法制备。物理活化过程一般分为两步：一为炭化过程，通常在450℃~600℃下，在惰性气体的环境中进行脱水和热分解过程，以去除其挥发性物质。二为活化过程是在水蒸气二氧化碳、空气或它们的混合物的条件下，在800℃~1000℃下使炭活化，其中温度、气氛和时间等对活性炭孔结构具有很大的影响，是制备过程中的重要参数。