活性炭去除銅電解污染物
選擇性吸附劑在工業(yè)過程中經(jīng)常被使用。最近的研究表明，使用活性炭分離銅精煉電解質(zhì)污染物的可能性更好，結(jié)果比用常規(guī)技術(shù)獲得的結(jié)果更好。在電解銅電鍍期間，可能會發(fā)現(xiàn)許多雜質(zhì)存在于在電極表面形成的陽極泥中的溶解金屬，積聚在電解質(zhì)中或通過沉積而結(jié)合到陰極上的精制銅中。在本研究中，活性炭被測試為吸附劑，以選擇最佳的吸附劑性能，以及該過程的最佳操作溫度。使用特定的實驗方法， 測試包括在控制溫度的同時使吸附劑與有限體積的電解質(zhì)接觸。通過原子吸收分光光度法(AAS)連續(xù)監(jiān)測液相中金屬的濃度。
在銅的電解精煉期間，通過溶解不純的銅陽極將許多雜質(zhì)引入電解質(zhì)中?？梢园l(fā)現(xiàn)諸如銻，鉍和砷的污染物是在陽極粘泥中形成的溶解金屬，其在電極表面上形成，積聚在電解質(zhì)中或通過沉積而結(jié)合到陰極上的精制銅中。通過常規(guī)技術(shù)去除這些雜質(zhì)涉及在釋放罐中使用電解過程或在多級電解冶金中使電解液滲出。最近的研究已經(jīng)證明了在幾種工業(yè)過程(包括銅精煉)中分離重金屬以除去電解質(zhì)污染物的可能性，具有比用常規(guī)技術(shù)獲得的結(jié)果更好的結(jié)果。 金屬去除方法主要用到的吸附劑是活性炭，通過活性炭選擇性吸附從銅精煉電解質(zhì)中除去銻和鉍的可能性。
實驗過程包括使活性炭在受控溫度下與玻璃電池中的有限體積的電解質(zhì)接觸，并連續(xù)監(jiān)測金屬濃度的變化。污染物濃度的分析是通過原子吸收分光光度法(AAS)進(jìn)行的，空心陰極燈為Sb和Bi，空氣- 乙炔火焰。關(guān)于銻分析，銅和鎳在空氣- 乙炔火焰中表現(xiàn)為干擾，減少吸收信號，特別是減少火焰。然而，這種效果可以被消除而沒有氧化火焰的問題。在分析鉍時，不會有其他電解質(zhì)成分的干擾。
制備的合成電解質(zhì)由CuSO 4 · 5H 2 O和H 2 SO 4(上述濃度)的溶液組成，加入溶解的Sb +3(@ 296g / l)和Bi +3(@142.5g / l)鹽。
在每個實驗系列之前，先前激活吸附劑。將活性炭在150℃的烘箱中干燥以除去偶爾存在于孔中的水分。實驗開始于將電解質(zhì)添加到電池中。然后，將活性炭加入電解質(zhì)中，立即開始攪拌以使液體和吸附劑之間的接觸最大化。以預(yù)定的間隔，用注射器從電解質(zhì)(@ 3.5ml)中取出樣品，以觀察該過程中電解質(zhì)中銻和鉍的濃度(吸附動力學(xué))的降低。典型的實驗持續(xù)約3-4個小時。
對于平衡實驗，將具有吸附劑和電解質(zhì)的電池在恒溫槽中靜置24小時(或更多)。然后，取電解質(zhì)樣品進(jìn)行濃縮分析。對于使用活性炭的實驗，在測試后將帶有吸附劑的電解質(zhì)保持在氣球中。幾天后抽取幾個樣品進(jìn)行平衡濃度分析。用活性炭進(jìn)行實驗，在60℃和27℃(室溫)的溫度下進(jìn)行。結(jié)果顯示，在攪拌4小時期間，電解質(zhì)中污染物的降低非常平穩(wěn)或幾乎可以忽略不計。然而，經(jīng)過幾天之后，污染物水平雖然只有部分降低，但仍然有明顯的變化。如預(yù)期的那樣，固/液比的增加值降低了污染物的含量。但是即使吸附量較高(g金屬/ g吸附劑)，活性炭的吸附動力學(xué)也太慢，通常需要幾天才能達(dá)到平衡。如先前所觀察到的，兩種吸附金屬之間沒有吸附物競爭。然而，觀察到有利于Sb對Bi的選擇性。使用固定床吸附，還觀察到高Sb吸附偏好，具有較高的選擇性值。表1顯示了活性炭吸附平衡的實驗結(jié)果的總結(jié)。
在使用特定的實驗方法，從銅電解質(zhì)中檢測了活性炭對Sb和Bi的去除?；钚蕴繉τ诰哂泻侠砦侥芰?g金屬/ g吸附劑)的銻和鉍是選擇性的。然而，普通活性炭樣品的吸附動力學(xué)太慢(達(dá)到平衡15天以上)，然而使用改性活性炭吸附可以達(dá)到很好的效果。因此，可以得出結(jié)論，這些改性活性炭適用于該方法的工業(yè)應(yīng)用。
本文作者：董帝豪
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