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活性炭電凝工藝回收金

來源:活性炭電凝工藝回收金 發(fā)布于:2023-04-16 11:55:51   瀏覽:501

  活性炭電凝工藝回收金

  通過工業(yè)冶金過程回收金的高效率越來越重要,因為金在礦體中的濃度很低并且難以提取。在采礦-冶金工業(yè)中,含有活性炭的金屬回收系統(tǒng)已被廣泛應用,因為它們在回收過程之前不需要溶液處理。但是活性炭是一種有機材料,在回收系統(tǒng)中容易磨損和分解,導致細顆粒損失高達平均消耗量的41%(40克/噸活性炭),所以活性炭的強度也是影響金金回收率的重要指標。為了更進一步防止用于黃金回收系統(tǒng)活性炭的顆粒磨損,本次研究的電凝技術是提高黃金回收系統(tǒng)中活性炭顆?;厥章实囊环N技術,它是冶金領域的一項潛在創(chuàng)新技術,并且可以針對活性炭上的金回收進行操作優(yōu)化。

  電凝工藝測試

  電凝程序的實驗室規(guī)模批量實驗在水性介質(zhì)中在存在活性炭顆粒的情況下進行。使用砂漿減小顆粒尺寸和篩子來篩選實驗尺寸的活性炭顆粒。金吸附程序在1升燒杯中進行,磁力攪拌700rpm24小時。具體來說,將1000mg/L金合成基質(zhì)溶液用2.5克氫氧化鈉堿化。當pH值達到10.5-11時,將測試條件調(diào)整為0.5升合成溶液與0.25克不同大小的活性炭顆粒接觸。最終Au濃度在0.106-mm大小的活性炭顆粒中為1.663%,在0.053-mm大小的活性炭顆粒中為1.562%。電凝還使用不同的電極材料(鋁和鐵)進行。電極是尺寸為60mm×30mm×2mm(長×寬×厚)的板。電極間距最初為14mm,并在測試期間減小。

  在本研究中,電凝工藝的實驗設計是在具有不同尺寸的活性炭顆粒的水性介質(zhì)中進行的。一旦停留時間完成,過濾溶液以分離各相。液體的特征在于金屬的存在,固體通過火分析技術、掃描電子顯微鏡和原子吸收分析進行分析,以證實電極材料和活性炭結(jié)合金的元素濃度。通過田口設計在正交系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)分析,并通過線性回歸確定變量對過程的影響。

  電凝處理后溶液和活性炭的Au分析

  水性介質(zhì)最終溶液中的元素通過測定。溶液中存在的元素可以來自電極氧化、活性炭孔隙中的元素提取以及水介質(zhì)中使用的硬水中的元素。在測試中,由于電凝過程中的廣泛氧化,F(xiàn)e水平低于Fe量化限值(0.01mg/L)。使用0.106毫米大小的活性炭顆粒的電凝工藝在鋁電極上實現(xiàn)了比鐵電極更均勻的涂層,如750倍和600倍放大率下的活性炭顆粒的SEM圖像所示(見圖1)?;钚蕴拷Y(jié)果中存在的多元素在王水中消解并通過ICP-OES表征,通過電極的氧化、活性炭顆粒的凝聚和水介質(zhì)硬水中所含金屬的吸附而增加。

  圖1:使用鐵電極(a)和鋁電極(b)的電凝工藝,活性炭顆粒的SEM表征。

  活性炭顆粒大小的影響

  不同尺寸活性炭顆粒中電凝的結(jié)果如圖2所示,它是在EDS函數(shù)中使用SEM進行的,它非常精確地說明了不同尺寸顆粒的聚集,被EDS函數(shù)顯示為鋁-氧的物質(zhì)包圍藍色和橙色,而在淺藍色的中心,它顯示了碳,作為一個整體,根據(jù)比例,一個尺寸接近400微米的活性炭和Al(OH)3的凝塊。延長停留時間會增加活性炭對電凝工藝的暴露。測量的pH值是用過的水的pH值,電極由鋁制成,在這些測試中表現(xiàn)最好。如上所述,電流密度取決于施加的電壓、介質(zhì)的電導率以及電極的類型和距離。在電凝過程結(jié)束時電極質(zhì)量的退化作為參數(shù)進行監(jiān)測。結(jié)果表明,當電流密度和停留時間增加時,電極退化程度越高。第3階段測試顯示零重量損失,表明活性炭顆粒是固定的。大量凝塊與最終體重的增加直接相關。在測試中,最終重量分別比初始重量高出174%和107%,分別是因為鋁從水性介質(zhì)中沉積出來并且活性炭凝結(jié)。

  圖2:測試的SEM和EED說明多分散活性炭顆粒的凝聚。

  電流強度與金濃度

  電凝過程是否可以凝結(jié)不同尺寸的活性炭是一個令人感興趣的話題。因此,在實驗設計的第3階段將粒度設置為變量。不同尺寸的活性炭在多分散懸浮液中比相同尺寸的顆粒凝結(jié)得更快,因為非常小的顆粒往往會粘附到較大的顆粒上。這個概念與我們對兩種活性炭粒徑的凝結(jié)結(jié)果一致。相反,相同尺寸的顆粒之間的凝聚逐漸導致多分散性,一些顆粒變得比其他顆粒大。因此,當活性炭顆粒大小不同時(如在實際情況中發(fā)生),電凝將比活性炭顆粒大小相似時更有效。在第1階段,發(fā)現(xiàn)帶有鋁電極的電凝優(yōu)于帶有鐵電極的電凝。第一眼就觀察到前者的優(yōu)越性,形成了界限分明的大凝塊。在使用鐵電極的電凝測試中,活性炭的重量比活性炭的初始質(zhì)量高7-11%。

  圖3:電流強度與鋁和金濃度(1)的關系圖,以及電流強度與總累積重量和金濃度(2)的關系圖。

  活性炭電凝工藝回收金,使用鐵和鋁電極的電凝工藝在水介質(zhì)中以0.8000±0.001g/L的濃度凝結(jié)了活性炭顆粒,盡管使用鋁電極的電凝工藝在細顆粒的回收方面表現(xiàn)出更好的性能。顯微SEM圖像顯示了活性炭顆粒上的鐵或鋁沉積物。還觀察到兩個或多個顆粒結(jié)合成單一化合物。電凝處理后的粒度總體上大于處理前。映射函數(shù)驗證了金在整個活性炭顆粒中以低濃度均勻沉積,除了在金濃度增加的某些地方。這些地方通常對應于活性炭中的地表下空腔或孔隙。電凝工藝在水性介質(zhì)中的最佳操作條件下活性炭對金的回收率為96-100%。



本文作者:董帝豪

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