1、炭浆法提金用椰壳活性炭磨角预处理的方法探讨马振佳，陈雯，朱云，沈强华，朱峰（昆明理工大学 冶金与能源工程学院，云南 昆明 650093）摘要：椰壳活性炭目前是国内外大部分炭浆厂都使用的吸附剂。使用椰壳活性炭吸附时，其表面棱角的磨损是损失载金炭最主要的原因。因此，椰壳活性炭在加入吸附搅拌筒之前，应先进行磨角预处理，去掉活性炭颗粒表面易碎的部分，以减少该部分带来的金银损失。本论文研究了几种磨角方法，最终得到在清水介质中搅拌，当搅拌筒与搅拌桨的直径比为 2.0:1 时，磨角效果较好。通过经济效益预测分析，发现恰当的磨角预处理是十分必要的。关键词：炭浆法；椰壳活性炭；磨角预处理；提金中图分类号：TQ4
2、24.1 TF831 文献标识码：A 文章编号：Discussion on polishing pretreatment method of coconut shell activated carbon in CIPMA Zhen-jia CHEN Wen ZHU Yun SHEN Qiang-hua ZHU Feng (Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, Yunnan Province, China)Abst
3、ract：Coconut shell activated carbon has been widely used in CIP process as adsorbing material in the world. When using coconut shell activated carbon adsorption, the main reason of loss gold-loaded carbon is the wear of surface. For this reason, we should take steps to polishing pretreatment before
4、put activated carbon into agitation tanks, in order to reduce the fragile parts of activated carbon surface which can cause the loss of gold and silver. This paper compares several polishing pretreatment methods. The conclusion is that mix activated carbon with water; stir the mixture in a container
5、 which diameter is exactly twice the stirring paddle diameter. Using this method can obtain good effective activated carbon. Through the forecast of economic benefit analysis, found the appropriate polishing pretreatment is necessary.Key words：CIP; coconut shell activated carbon; polishing pretreatm
6、ent; gold extraction我国自 1980 年开始进行全泥氰化炭浆提金工艺的试验研究，历经 30 多年的发展，炭浆法提金工艺得以迅速推广。为了从浸出液中最有效地回收金，必须选择具有足够活性的炭；为了使炭能够经得起炭浆工艺流程中剧烈的磨损作用，要求活性炭必须具备足够的抗磨损能力。现今国内外大部分炭浆厂使用椰壳活性炭吸附金银，认为椰壳活性炭的造成的金银流失会小于其它活性炭。采用椰壳炭时，估计每吨矿石耗炭 100g/t，即仅造成矿浆含碳量万分之一的变化 1-4。而使用椰壳活性炭吸附搅拌时，其表面棱角的磨损是损失载金炭最主要的原因。在吸附阶段，活性炭经搅拌、提升、筛分等作业会引起炭的磨损
7、及部分碎裂。炭浆工艺中的炭损约 50%70%是在吸附阶段产生的 5。虽然在吸附作业的最后有一层安全筛，主要就是用来回收因磨损而随矿浆一起穿过级间筛的细粒载金炭，但由于安全筛（60 目）连续运转，筛子前端的筛网不断受到矿浆的冲刷磨损，筛网容易破漏。因此小于60 目的载金炭会通过安全筛或破漏处排入尾矿，由此造成金银的损失。所以，金银的回收率与炭的损失量密切相关。为了降低炭的损失量，除采用耐磨的粒状椰壳活性炭外，还应对新炭预先进行机械磨角预处理和筛分洗涤。活性炭经过预处理可以使得炭平衡工作的难度大为降低，它可在很大程度上消除一些难以计量的炭损失。因此要做到既充分消除炭上的尖锐棱角，又防止炭及其活性大
8、量损失，那么就需要找到比较好的预处理条件。本文在结合前人的磨角预处理经验后，提出了三种磨角预处理方案进行试验，并提出一种结合实际生产情况的方法检测活性炭磨角效果。1 实验部分1.1 主要仪器与试剂天平（感量 0.01g，Adventurer 美国奥豪斯EP2102C 型电子天平） ；恒温烘箱（0200） ；可调显速搅拌机；不锈钢筒；四叶螺旋型搅拌桨（自制，87mm，见图 1） ；六叶涡轮型搅拌桨（自制，87mm见图 1） ；标准筛（6 目，16 目） ；提金用椰壳活性炭（海南产） ；碳化硅（小于 200 目） 。图 1 四叶螺旋型搅拌桨，六叶涡轮型搅拌桨Fig.1 Four-blades pr
9、opeller & Six-blades Rushton impeller.1.2 实验方法在磨角前，先用标准筛将新活性炭筛取若干符合提金粒度要求的 616 目活性炭备用。试验中每种方案的新炭都要经过两个步骤：1.磨角预处理。2.在模拟矿浆中的效果检测。生产中，活性炭在矿浆中的炭浓度以单位体积矿浆中含干炭的重量来表示。吸附系统中活性炭的浓度一般控制在 1020g/L，有些炭浆厂高达40g/L6-8。应该控制在什么范围要根据具体情况，通过试验和实践确定，原因是应以较低的炭量取得较高的吸附指标。本试验的目的是检测炭的磨角程度，故本实验在效果检测阶段，炭浓度统一取15g/L，所用钢筒容积为 1.4L
10、，因此需加入炭21g。生产中的矿浆浓度也有指标，矿浆浓度的大小决定了矿浆的比重和流动性能。活性炭在矿浆中弥散的均匀与否是影响炭吸附效果的一个重要因素。保持活性炭在矿浆中充分弥散的条件是矿浆比重与活性炭比重相当。生产中矿浆浓度一般控制在40%45%，炭比重大时，浓度控制得高些，反之，浓度控制得低一些 9。本实验使用的活性炭比重较小，所以，检验阶段的模拟矿浆浓度定为 40%。磨角试验方案包括：干磨、加 SiC 湿磨和改变筒径与搅拌桨直径比清水磨三种方案。1.2.1 干磨本方案目的是提高磨角效率，希望新活性炭磨角筛分之后能直接加入吸附槽参与吸附作业。试验方法是将符合提金要求粒度的 100g 新活性炭
11、装入 95mm200mm的钢筒中，用四叶单层螺旋型搅拌桨直接搅拌活性炭颗粒，搅拌速度为转速 320r/min 左右，线速度 150200m/min ，搅拌时间 1h10。之后经过标准筛筛分称重，称重后，取21g 磨角后活性炭在装有模拟矿浆的95mm200mm的钢筒中搅拌，搅拌桨为六叶涡轮型搅拌桨，转速 320r/min 左右。4h 后分离出活性炭干燥，筛分出符合粒度要求 616 目的活性炭称重，计算其磨损量 11。1.2.2 加 SiC 湿磨本方案目的是增加流体介质，并提高流体粘度以增大磨角过程活性炭的摩擦，使磨角效果更好。试验方法是将符合提金要求粒度的 100g 新活性炭放入加有200 目碳
12、化硅悬浮液中，碳化硅浓度 30%，在 95mm200mm的钢筒中搅拌，用四叶单层螺旋型搅拌桨，搅拌速度为转速 320r/min 左右，搅拌 1h 后分离出活性炭烘干称重，筛分出符合粒度要求的活性炭 21g，加入配置好的模拟矿浆的 95mm200mm的钢筒中搅拌，转速 320r/min左右，搅拌桨为六叶涡轮型搅拌桨。4h 后分离活性炭干燥，筛分出符合粒度要求 616 目的活性炭称重，计算其磨损量。1.2.2 改变筒径与搅拌桨直径比清水湿磨本方案目的是在清水介质中，找到磨角搅拌筒与搅拌桨直径的较好比例，使活性炭在筒中不会因为该比例过小而被搅拌桨打碎，也不会因为该比例过大降低运动线速度不能磨去棱角。
13、试验方法是将符合提金粒度要求的 6 份每份100g 新活性炭装入筒径与搅拌桨直径比为分别1.6、1.7、2.0、2.2、2.5、2.9 的钢筒中，钢筒中加入清水，炭浓度 10%，搅拌桨为四叶单层螺旋型搅拌桨，搅拌速度为转速 320r/min 左右，搅拌时间1h，搅拌后干燥筛分称重。分别取 21g 磨角后活性炭在装有模拟矿浆的 95mm200mm的钢筒中搅拌，转速 320r/min 左右，搅拌桨为六叶涡轮型搅拌桨。4 小时后分离活性炭干燥，筛分出符合粒度要求 616 目的活性炭称重，计算其磨损量。2 结果与讨论根据实验方法中阐述的磨角效果检测方法，当磨角预处理之后的活性炭在浓度为 40%的模拟矿
14、浆中搅拌 4h 后，若磨损量越小，说明磨角越充分，相当于实际生产中吸附了金银但会漏过安全筛的小颗粒炭就越少，那么金银的损失就越小。由该检测标准，提出的三种方案处理的活性炭的实验数据结果见表 1。表 1 三种磨角预处理方案的炭损失对比Tab.1 Comparison of activated carbon loss after 3 kinds of polishing pretreatment plans.方案 直径比 炭损失量 *，% 炭磨损量*，%干磨 16.51 9.47加 SiC 湿磨 3.99 2.021.6 12.52 3.901.7 9.48 2.352.0 11.01 0.742
15、.2 11.22 3.182.5 9.12 4.73变直径比湿磨2.9 6.43 6.50*由于本试验每种方案的活性炭在两个步骤中都会被磨损，为了区别两次磨损的活性炭量，定义第一次损失的炭量为“炭损失量” ，第二次为“炭磨损量” 。从三种试验方案的实验数据得到以下结论：（1 ）干磨法磨角之后的活性炭，通过放大镜观看发现棱角依然比较明显，处理后16 目的颗粒较多，基本可以断定这些小颗粒活性炭是大颗粒活性炭被搅拌桨打断造成，并不是通过炭与炭之间摩擦使棱角变圆滑而致，因此，在模拟矿浆中的炭磨损率比较高，可见，生产中的磨角预处理还是应该把新活性炭放入流体介质中打磨，在容器中直接由搅拌器搅拌打磨的方法不
16、可行，故该方案不适合作为活性炭磨角预处理的方法。（2）加入 SiC 的湿磨法，由于液体的粘度较大，炭与炭之间的摩擦较多，由表 1 的数据也可以看出磨角之后的活性炭的棱角打磨效果较好。但是发现磨角干燥后的炭表面会有淡淡的灰色，经650高温灼烧后，活性炭的灰分比新炭的灰分也大许多。考虑原因应该是，即使活性炭表面的微孔孔径很小，也会有200 目的 SiC 极细颗粒会被活性炭吸附。搅拌时间越长，被活性炭吸附的 SiC 极细颗粒越多，因此考虑到在实际生产中若预处理时SiC 被活性炭吸附后，搅拌吸附阶段将严重降低活性炭对金银的吸附活性，更影响生产效率。因此，在预处理阶段的流体中不应加入粒径过小的助磨剂，以
17、免影响活性炭的吸附。（3）在筒径与搅拌桨直径比不同比例下，磨角后的模拟矿浆中炭磨损结果见图 2。图 2 不同直径比下磨角后的炭磨损曲线Fig.2 Curve of activated carbon worn loss after polishing pretreatment under several diameter ratios.从表 1 的炭损失量可以看出，清水磨角预处理时，最小损失的炭也达到 6.43%，高于加 SiC 湿磨的 3.99%。说明在清水中搅拌活性炭时，除了使炭与炭之间产生摩擦外，可能仍会出现炭颗粒被搅拌桨打碎的情况，但损失较之干磨法要小。通过表 1和图 2 发现当筒径与搅
18、拌桨直径比为 2.0:1 时，在模拟矿浆中炭的磨损达到最小，只有 0.74%，炭的磨角预处理效果是所有方案中最好的。这说明在该方案的清水介质环境下，当搅拌筒的直径恰好是搅拌桨的直径的 2 倍时，磨角处理后的活性炭在后道工序的搅拌吸附过程中的炭磨损是最少的，即可认为该比例是筒径与搅拌桨直径比的较好比例，可认为此方案处理的活性炭更符合炭浆工艺中浸出吸附对炭的要求。3 扩展试验及其经济效益预测分析为验证清水磨试验得到的结论的可靠性，进行了放大实验：A 组将 750g 活性炭投入 50L 的圆形容器中（为保证炭浓度为 15g/L） ，其中装有浓度为40%的模拟矿浆，搅拌 4h 后分离、烘干、筛分、称重
19、。B 组将 5kg 活性炭按照方案三的直径比最佳比例 2.0:1 的方法，将活性炭加入装有 50L 清水的圆形容器进行磨角（炭浓度 10%） ，1h 后烘干筛分称重，再取其中 750g 投入模拟矿浆 50L 中搅拌（为保证炭浓度为 15g/L） ，4h 后分离、烘干、筛分、称重。放大试验得到的结果为：A 组炭磨损量为9.72%； B 组炭磨损量为 1.12%。若新活性炭不经过磨角预处理直接投入搅拌吸附槽，按照放大实验数据来计算，试验中空白组（即 A 组）的炭磨损量为 9.72%，一般最终载金炭金含量为 46g/kg9，取其中间值 5g/kg，则每吨炭将损失金：10009.72%5=486g。若
20、经过磨角预处理，按照放大实验的清水磨法（B 组）的磨损量1.12%计算，每吨炭损失的金只有：10001.12%5=56g，这样，每吨炭就可减少黄金损失 430g。虽然实际吸附作业的最后会有一道安全筛阻挡透过级间筛的细微颗粒载金炭，但从这些透过的细微颗粒载金炭上回收金势必难度很大，还会消耗更多的药剂和能源。由此可见，在炭投入吸附作业之前进行磨角预处理带来的经济效益是明显的。4 结论（1）比较了干磨、加 SiC 湿磨、清水磨三种磨角方式。其中，干磨的方案效果表现出颗粒破碎。加 SiC 湿磨后的炭会在实际生产中降低活性炭对金银的吸附量，降低生产效率。相比之下，清水磨的磨角方式获得炭的各方面指标较优，
21、处理后的炭更适宜在搅拌槽吸附金银的环境，并且不会对活性炭的吸附活性产生影响。（2）通过不同比例的比例发现，磨角搅拌筒径与搅拌桨直径比为 2.0:1 时，处理后的活性炭在模拟矿浆中搅拌后炭磨损最少，认为该直径比例是磨角预处理的较理想比例。（3）由扩展试验及其经济效益预测可以看出：在活性炭投入搅拌吸附槽之前，磨角预处理十分必要，可有效的减少金的损失，节省多余人力物力消耗，生产中应该根据生产实际情况认真找出最佳预处理条件。参考文献1 刘谟禧. 提金活性炭的制备、性能及其应用J. 黄金, 1990.1: 29-33.2 张崇昕.铁帽型含金矿石磨矿细度的探讨J. 黄金.1992, 13(2): 38.3
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