提金活性炭的再生

用活性炭提取黄金始于20世纪70年代，1973年炭浆法提取黄金在美国Homstek金矿应用成功后，在世界上得到迅速推广。主要是利用果壳活性炭发达的孔隙结构、较好的机械强度对金有良好的吸附性能可反复再生使用等特点。

4Au＋8CNˉ＋O₂＋2H₂O→4Au(CN)₂ˉ＋4OHˉ

Tu＋Au→Au(TU)⁺＋e

Tu[(NH)₂CS]，活性炭吸附的是被氰化钠或硫脲浸出的金。我国在1985年由河南灵湖金矿、吉林赤卫沟金矿首先建成两条炭浆工艺流程生产线。1986年张家口金矿引进国外先进技术和设备，使我国每一座现代化的炭浆厂投入生产。几年来国内已建成的炭浆厂共140多家，黄金行业的炭浆热使我国黄金生产出现一次高潮。

用活性炭提取黄金，特别是氰化炭浆法同氰化---锌粉（丝）置揣法相比具有如下优点：过程简单，设备少占地面积小；投资费用和生产费用少、成本低；含粘土我、沉降和过滤性差的矿石采用氰化炭浆工艺回收率较高；对矿石的适应性强，氰化物浓度低，有利于减少浸出过程中对氰化物有害的杂质的影响；从品位较低和很稀的矿浆中回收金也能得到较大的收益；产品纯度高，同时劳动强度低。

因此在80年代中期以后，活性炭提金在国内得到大力推广，一般新上项目大多采用这一工艺。同时部分老企业也投资改建采用氰化炭浆法提金工艺。

在炭浆工艺发展的同时，堆浸工艺也得到同步发展。堆浸规模由一、二千吨，逐步发展到万吨、十几万吨级，对我国黄金提取工艺的发展起到推动作用，为我国低品位氧化矿找到了一条有经济效益的途径。因为一般堆浸法投资只有炭浆法的30%~40%。

提金用活性炭的技术要求：较高的机械强度和良好的耐磨性能；发达的微孔结构和优良的吸附性能；对黄金的选择性吸附性能好；容易解吸和再生。JX-102提取黄金用活性炭的研制成功充分满足了这一要求，大大缩短了这一产品与国外先进水平的差距。经有关部门检测与鉴定，各项性能和指标达到或超过了国外同类产品先进水平。可以说JX-102提取黄金用活性炭的推广应用，为我国活性炭提取黄金工艺技术的成熟和推广提供了重要条件，为我国黄金产量逐年增长（1999年总产量达到130t的历史最高水平）作出了重要贡献。

堆积密度0.48~0.54g/mL； 比表面积1050~1200m²/g；

孔隙容积0.70~0.80mL/g； 碘吸附值1000~1150mg/g；

强度(ASTM)min 98%； 四氯化碳吸附率60%~70%；

粒度8~16 min 90%； 吸金容量25kg/t；

吸金速度min 60%。

1. 解吸炭的质量特性与再生炭的质量经济技术要求

1．1 解吸炭的质量特性

在炭浆法提金工艺中，活性炭在吸附金的同时，还吸附矿浆中的CaCO₃、MgCO₃、Ca(OH)₂等无机物，以及润滑油、浮选药剂、絮凝剂等有机物。这些污染物或使炭粒疏水或使其表面污染或占据炭的活动晶格，从而影响了活性炭的吸附性能，使吸附容量、吸附速度大大降低。所以解吸炭应进行酸洗或热再生，以恢复其活性。

酸洗一般用5%HCI或HNO₃溶液洗涤一定时间，用酸与吸附在炭表面的孔隙中的CaCO₃、MgCO₃、Ca(OH)₂等有机物反应，再利用1% NaOH溶液浸泡，或直接用清水洗涤，即可在吸附工序循环使用。

酸洗虽然较大程度的恢复其活性，但是不能除去有机物，而有机物的不断积累使炭的活性逐步降低，所以一般新炭使用4~5次后需热再生。

本文所言的再生只指热再生。

1．2 再生的机理

热再生就是在限定的条件下对解吸取炭进行加热，温度控制在600~850℃，将活性炭表面和孔隙中的有机物和游离细炭除掉，且生成一定量的新微孔，以恢复炭的吸附能力。

热再生龙活虎般分为以下三个阶段：（1）干燥阶段：加热干燥解吸炭，在10~150℃将水分蒸发；（2）预热与炭化阶段：使易挥发的有机物挥发，使吸附的有机物和残留在解吸炭表面及孔隙中的游离细炭进行炭化；（3）活化阶段：在较高温度下，水蒸气、CO等气体与炭反应，使解吸炭的孔隙得到“清理”，并生成部分新的孔隙。

1．3 再生活性炭的有关要求

一般要求再生活性炭的得率达到90%以上，再生炭的吸附性能要达到新炭的90%~105%而耐磨强度基本保持不变或稍有降低，再生时炭的机械磨损和破碎要少。

2. 再生设备与工艺

2．1．1 美国Homestake 公司的活性炭矿浆吸附系统的活性炭再生 解吸炭采用9.17m（直径）＊10.67m（长）的回转式炉进行加热再生，再生温度控制在600~750℃，等再生炭采用高位给料槽加入回转炉内，再生炭从炉内卸出后进入骤冷槽冷却。

2．1．2 菲律宾马期巴特(Mosbate)金矿堆浸生产活性炭再生 热再生在回转窑内进行，料在炉内停留时间为30min，再生温度为500~600℃，再生过的炭卸到锥形槽中，用水冷却，热再生过的炭吸附能力为新炭的92%~95%。

国内目前除张家口金矿引进回转式再生炉进行解吸炭的再生外，其他厂家均用国产再生设备，一般常见的有：QSY活性炭再生回转窑、WYS型活性炭再生炉、HH活性炭再生炉、JHR立式活性炭再生炉、JX回转式活性炭再生炉，现就几种再生炉分述如下：

2．2．1 QSY活性炭再生回转窑 主要由加料螺旋、头部罩、回转筒体、耐热材料保温砌体、冷却出料器、星形排料机、电器控制等部门构成。主要在QSY475、QSY252、QSY139三种型号，进炉料含水率要小于40%，再生温度600~810℃，处理能力为5.5~30kg/h，用电加热，耗用量为20~85kW。

该设备加料采用吸式，连续向转动的不锈钢炉筒中加料，炉筒由外部的电阻丝加热，料卸出后直接进水槽冷却。优点是容易控制，可连续再生、再生炭吸附能力可恢复新炭的90%；缺点是投资大、能耗高，没有解决再生炭的冷却问题，再生炭骤冷影响强度。

2．2．2 WYS活性炭再生炉 该设备是国内某厂在1992年开始生产的。其工作方式是将解吸炭加入方形带电极的耐火砖槽中，每槽加数千克炭，由人工监视温度变化，待达到要求后由卸料口卸出，一般再生时间为5~12min 。

WYS型活性炭再生炉主要有WYS25、WYS50、WYS100三种型号。处理能力分别为25、50、100kg/h，总功率分别为：42、75、130kW。该设备的优点：可敞开运行，不需密闭，再生时间短，体积小，结构简单，再生得率高，操作维修方便；不足之处：间歇式加热，能源利用率不高，反复骤冷急热，耐火砖槽易损坏，再生炭直接放入水中冷却影响强度。

2．2．3 HH活性炭再生炉 该设备分立式和卧式两种结构，是国内某单位在1995年以后研制的。卧式的工作方式由炉头的料斗加入解吸炭，在振动作用下向炉尾输送；立发吸炭由提升机加入炉上部料斗。再生原理是电流经电极通过炭层，使炭自身发热，完成炭的干燥、预热与炭化、活化过程。温度达到650~850℃使炭再生。

该再生炉耗电分别为25、20 kW，再生能力分别为35、25 kg/h，吸附性能如控制好可达到新炭的95%左右，价格相对比较便宜，温度可自动控制、再生可边疆进行。不足之处是电能消耗大，对解吸炭水分有一定要求，立式再生炉安装高度为5m，对厂房高度有一定要求。

2．2．4 JHR立式活性炭再生炉 该再生炉是国内某公司于近二年研制的。主要由电力变换及控制、再生炉本体、环保设施等部分构成。这种再生炉主要有JHR150、JHR400、JHR700三种规格型号，再生能力在6~29 kg/h之间，装机功率分别为10、25、35 kW。要求解吸炭水分不大于30%，无尘土泥沙物耐热的导电物。

工作原理是采用234V直流电加热再生解吸炭，再生温度650~800℃，再生炭吸附能力可达到新炭的95%，该设备的优点是：温度连续可调，再生得率高，基本解决了再生的环保问题，操作环境好。不足之处，用直流电再生，控制部分比较复杂，对设备操作要求较高，安全性较差，能源消耗比较高，不适合再生煤质炭，觖吸炭水分要求比较苛刻，设备投资较大。

2．2．5 JX4500回转式活性炭再生炉 该设备是唐山建新活性炭有限公司在消化吸收国外90年代解吸炭再生设备与工艺技术的基础上，结合活性炭再生与活化机理，运用当代新的自动控制技术、新功能材料于1998年研制成功的，既可用于解吸炭的再生，也可用于活性炭的生产。主要由控制系统、特殊耐热不锈钢筒体、炉本体、给料与卸料装置、机械传动部分，保温部分等构成。

该设备处理能力为180 kg/h，以无烟煤或焦炭为燃料，稍作改造也可以煤气、石油气、柴油为燃料，耗电6 kW。无烟煤用量60 kg/h，用于再生可不用水蒸气，用于活性炭生产可根据活化产品的产量与质量指标控制加入适量水蒸气，采用自动监视调节控制再生的温度、给料量、转筒转速、氧含量、炉压等工艺参数，真正做到随时监视、随时调节，使再生始终处于最佳的工艺参数控制下。充分保证了再生产品的质量和得率，一般再生炭可达以新炭吸附能力的95%~105%，炭的耗损率小于2%。

该设备的优点：再生与活化两用炉，处理能力大，用于解吸炭再生每天处理4.5t，自动化程度高，连续进出料，再生产品质量均匀稳定易于操作控制，对物料适应性强，对解吸炭水分无特殊要求，设备故障低，由于是以一次能源无烟煤或焦炭为燃料，能源消耗少，再生费用低。

不足之处：设备一次性投资大，建一台JX4500回转式活化炉需35万元，安装厂房要求为：12m＊6m＊5.6m（长＊宽＊高）

见表1。

表1 五种活性炭再生炉经济、技术指标