活性炭再生技术(二)

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:409

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    由于值能测的最小孔径是10埃左右,与氰络合物吸附所要求的孔径相近,所以碘值能较好地反映活性炭吸附金氰络合物的性能。但是,测定碘值的国家标准要求先把活性炭磨成-200目粉状,才能测定,这就与吸附金的条件有较大的差别。吸附金使用的是粒状活性炭,其粒度一般在616目,与-200目相比有很大的差别,换句话说,测碘值所能反映出的性能实际上由于动力学原因不用被全部利用,实际上被利用的只有2550%。这就解释了再生炭碘值虽然常常低于800mg/g,但其吸附性能却不比新炭差甚至超过新炭的原因。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    提金活性炭除了具有较高的表面积、大的孔隙体积和小的孔隙外,还要求有较高的强度,以利于在矿浆中常期使用而磨损较小。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>4 活性炭吸附机理〔1

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    活性炭具有的吸附性能,主要取决于活性炭有巨大的内部表面积和孔隙分布。它的外表面积和表面氧化状态的作用是较小的,外表面只是提供与内孔穴相通的孔道。表面氧化物的主要作用是使疏水性的炭骨架具有亲水性,使活性炭对许多极性和非极性化合物具有亲和力。活性炭与许多多孔物体一样,吸附作用是由于构成孔洞壁表面的碳原子上受力不平衡所致。从而吸附一定的物质。具有这种作用的表面积越大,吸附性能越好。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    有两种吸附过程:物理吸附和吸附。物理吸附是同偶极之间的作用和氢键为主的弱范德华力有关,这种吸附是可逆的。化学吸附是不可逆的,它是以价键力相结合的。吸附是一个放热过程。在大多数情况下,活性炭的吸附属于物理吸附类型。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    吸附动力学受扩散控制。对被吸附的分子或离子来说必须通过扩散达到微孔的内表面上,因此,反应时间由扩散路的长度控制。由于提金活性炭的孔隙一般在埃左右,而金氰络离子体积较大,扩散到活性炭内表面要经过曲折、缓慢的扩散过程。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    金氰络离子在活性炭内的吸附机理有如下几类假说:

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>a吸附其离子对;

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>b分解生成不溶解性的AuCN

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>c 被带电表面上的电性双电层吸附,部分被还原成簇型组分。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    在吸附金氰络离子的过程中,大量的其它金属(络合物)离子、阴离子(如酸盐)、有机物(如机油)被吸附在活性炭中,影响了金的吸附平衡;还有一些物质(如碳酸钙、硅酸钙、硫酸钙)沉积、堵塞活性炭的孔道,阻碍着金向孔隙内的扩散。这些物质在解吸金活性炭的过程中或部分解吸下来(重金属的络合物、硅酸盐)或难以解吸下来,降低了活性炭再次使用时对金氰络合物的吸附速度和吸附容量。因此,必须对活性炭进行再生,才能保证活性炭吸附金的性能。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>5 提金活性炭的选择〔1〕、〔3

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    一是要有良好的吸附金的特性,二是要求炭粒有良好的耐磨性能。前者是有效地从溶液中提金所必须的,后者是在矿浆中吸附金所必须的。在矿浆中,活性炭磨损不但损失活性炭而且还在损失的炭上带走了被吸附的金。值得强调的是,在碳浆中磨掉的炭大部分是活性炭表面上的炭,金品位高,因此金损失量大。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    对吸附金活性炭的要求如下:

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    载金品位:kg/t炭(在1mg/L浓度金的氰络合物离子溶液中平衡24小时测定)

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>金的吸附速度:1小时内吸附60%的金(在10mg/L金的氰络离子溶液中搅拌吸附条件测定)

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>耐磨性:小于2%24小时内滚瓶法测得)

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>炭粒度:616目。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    不同厂家生产及不同批次生产的活性炭,其性质有一定的差别,仅从解吸时间考查,一般杏核炭的解吸时间仅18小时;某专业厂的椰壳炭解吸时间为2428小时;而有的椰壳炭解吸时间长达42小时。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    解吸时间的长短即反映了活性炭内孔隙的大小不同,同时也反映了孔的长度有较大的差别(当载金炭污染严重时,也使解吸速度降低)。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>6 活性炭的再生方法

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>a 酸浸洗法〔1〕、〔4〕、〔5

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    主要针对活性炭上的无机物如碳酸盐,经过酸洗而溶解,达到再生目的。一般用35%的盐酸浸泡、再水洗到中性。也有用硝酸再生的实例,其效果与盐酸相近。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>b 高温再生法〔1〕、〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    炭上的有机物无法用酸碱浸洗掉,必须在隔绝空气的条件下将活性炭高温加热,一般认为:在value="650" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">650value="850" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">850下加热30分钟就能达到再生目的。再生过程还可加水蒸汽活化,但也有不加水蒸汽活化的。由于再生方式不同,无法比较不同温度、时间所产生效果的优劣。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>7 活性炭再生炉的类型

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    自从活性炭被应用于黄金工业以来,活性炭的再生就一直是一个急需解决的大问题,国外先后开发出以电或为热源的回转式管状再生炉、以煤或焦炭为燃料的立式热再生炉、靠活性炭自身电阻发热的电热再生炉以及以燃气或燃油为热源的多管再生设备〔10〕。这些设备在美国、南非以及加拿大和澳洲均广泛应用,起到了良好的技术和经济效果。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; WORD-BREAK: break-all; LINE-HEIGHT: 140%; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>    在我国,老式电热回转炉电耗过高(4kwhkg炭)、炭损失过大(15%以上)、再生效果不稳定、处理量不大而且设备易损坏,现在少有应用;利用活性炭自身电阻发热的间歇生产的振动式再生设备电器较复杂、运行不稳定、设备易损坏、维修困难,电耗1.5kwh/kg。虽然目前在黄金厂矿占数量优势,但用户的满意程度较差;另一种连续运行的设备也因类似的原因不能大规模地进入市场;南方某单位申请的利用电阻发热的新式再生炉的专利,其结构更为复杂,仍然不能适应市场的需要;而1997年开发出的利用活性炭自身电阻发热的立式再生炉也存在自动控制设备复杂、关键部件易损、运行不稳定和价格高(25Kg/h处理能力的炉每台5万元以上)的缺点,没有占领市场。活性炭厂家使用的立式煤或焦炭为燃料的再生炉由于体积大、制造材料不易运输等原因,不宜于黄金矿山使用。

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