活性炭是一種具有特殊吸附性能的多孔物料。與氯化物或氰化物配合的金被活性炭強烈吸附。金選廠廣泛使用顆粒狀活性炭從溶液中回收金，包括以下各工序：炭吸附、炭的洗提或解吸、炭再生、通過電積或置換沉澱從解吸液中回收金。將粒狀活性炭裝在柱中，當淨化的溶液穿過活性炭時，從中吸附金的方法稱為炭柱法。
基本介紹
- 中文名：炭柱法
- 外文名： activated carbon column
- 本質：粒狀活性炭裝在柱中
- 套用：廢水處理
- 改革：使用可動式炭吸附柱
- 影響因素：離子強度
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背景介紹
炭吸附法從20世紀初就用於提金。20世紀50年代，炭漿法就已經被廣泛套用。活性炭具有巨大的活性表面，一般約500~2000m3/g，對Au(CN)2-具有較好的吸附能力。利用活性炭從礦漿中回收已溶金的方法叫做炭漿法(CIP)；利用活性炭從貴液中吸附金稱為炭柱法(CLC)，另外還有炭浸法(CIL)。金被吸附在活性炭活性表面的同時，浸出液或含金溶液中的其他離子如銀、銅、鋅、鐵的氰絡物以及游離氰化物、硫氰酸鹽、矽酸鹽等也或多或少地被吸附在活性炭上，導致含氰廢水中各組分含量減少。不過金的吸附能力強，回收金的過程中以金的回收率為加炭的依據，其他組分的吸附量受到了限制。
載金炭上各組分含量與被吸附溶液或礦漿中組分的含量、溶液的pH值密切相關。尤其是當pH<10時，活性炭還會促使氰化物氧化分解，當氧充足時，這一作用增加。一般可使溶液中5%~20%的氰化物在20h的吸附金過程中因氧化而損失掉。水溶液中這一反應在常溫下並不顯著，當溫度高於50℃時才有明顯的反應速度，當在氰化物溶液或礦漿中加入活性炭時，這一反應的速度明顯提高。這是因為，每升溶液中O2的濃度僅幾毫克。其與氰化物反應的速度緩慢二氧吸附在活性炭的活性表面上時，氧濃度分別達到10~40g/kg活性炭．比水溶液中溶解氧濃度高1000倍以上，這時與吸附在活性炭上的氰化物發生氧化反應，速度必然快。
從氰化浸出的角度考慮，不希望發生這種反應，但從廢水處理角度考慮，希望發生這類反應（除雜質效果十分顯著）。
炭柱法過程
炭柱法是一種從溶液中回收金氰絡合物的方法。把活性炭放進幾個串聯的槽中，溶液向上流過炭層，見下圖。
炭柱法使用噴射器串炭，這種串炭方法比用隱沒式葉輪泵更好。
金氰絡合物的這種回收方法已用於磨礦氰化。氰化物與礦石一起給入磨礦迴路。由於在磨礦迴路中，金粒表面總是新鮮的，具有很高的反應活性，各種離子在礦漿中的擴散速度也很高，因此金的溶解速度相當快，金在磨礦迴路的浸出率可達50%以上。炭住法就是從磨礦迴路的濃密機溢流中回收這部分已溶金的。這種方法的優點是：由於不受攪拌和礦漿的研磨作用，炭的損失非常低；由於溶液中的質量傳遞比在礦漿中快，因而炭的吸附速度和載金量會更高。如果炭住法與炭漿法吸附時間相同，炭柱法排出的尾液會更低。
大多數炭柱法都是一段吸附。柱內是懸浮床層，正研究使用固定床層。炭柱法的一項改革是使用可動式炭吸附柱。這種吸附柱的串炭方式是移動吸附柱，而不是把炭從一個吸附柱輸送到另一個吸附柱。最後載金炭連同吸附柱一起移動到解吸和酸洗作業。這樣就把炭的磨損減小到了最低限度。
吸附金的影響因素
1、離子強度
溶液的離子強度對炭負載的影響很大，在去離子水的金溶液中炭的負載量很低，在吸附機理上金溶液的離子強度起著重要的作用。金的各種氰化配合物在活性炭上的吸附程度，取決於它們的陽離子。氰金化鈣是最被強烈吸附的配合物，其順序如下：Ca2+>Mg2+>H+>Li+>Na+>K+。
2、pH值的影響
因為氫離子和氫氧化物離子都被炭吸附，所以pH值影響炭的吸附容量。隨著pH值的降低，金在炭上負載的平衡量增加。實際上，鈣陽離子與氫氧根陰離子的影響正好相反，它們是用石灰調整pH值時加入的，高的鈣濃度將促使金的吸附，而高的pH值將減少金的吸附。
pH值的影響3、粒度的影響
活性炭顆粒的大小對吸附速率有很大的影響。質量相同的活性炭，粒度越小，金的吸附速率增加。
粒度的影響水樣測定
水樣有色和渾濁時，可採用活性炭吸附法或沉澱分離法進行前期處理。
水樣中含有在鹼性條件下易被活性炭吸附的色度，採用活性炭柱法。活性炭柱內徑6mm，高10cm。內裝用5%硫酸浸泡4h並洗至中性的粒狀活性炭（分析純），填柱高8~10cm。用0.01mol/L氫氧化鈉溶液洗活性炭柱，至流出液pH值為8為止。取一定量調節成中性的水樣，加入lml的lmol/L氫氧化鈉溶液，用水稀釋並定容至100mL。此溶液pH值應為8左右，以4mL/min的流速過活性炭柱。棄去初流出液10~20mL，取其中50.00ml流出液，顯色測定。
