Cymhwyso Carbon Actifedig mewn Adfer Aur

Yn y diwydiant echdynnu aur, mae carbon wedi'i actifadu yn ddeunydd allweddol a ddefnyddir i arsugniad a chyfoethogi aur crynodiad isel o doddiannau cyanid. Ei swyddogaeth graidd yw cyfoethogi cyfadeiladau cyanid aur yn ddetholus yn ei strwythur mandwll mawr trwy arsugniad corfforol, gan gyflawni cynnydd mil- mewn crynodiad màs a gosod y sylfaen ar gyfer adferiad effeithlon dilynol.

 

I. Rôl Carbon Actifedig mewn Adfer Aur

 

Ar ôl trwytholchi o fwyn aur syanid, mae aur yn bodoli yn yr hydoddiant fel anionau cyanid aur (Au(CN) ₂⁻) ar grynodiadau isel iawn fel arfer. Mae'n heriol yn economaidd i adennill aur yn uniongyrchol o atebion gwan o'r fath. Mae carbon wedi'i actifadu, gyda'i arwynebedd arwyneb penodol hynod o uchel (tua 1000 m²/g) a strwythur mandwll penodol, yn dod yn gyfrwng delfrydol ar gyfer cyfoethogi aur o'r hydoddiant.

Mewn cynhyrchu diwydiannol, defnyddir carbon activated cragen cnau coco yn bennaf. Mae'n cael ei gynhyrchu gan actifadu stêm ac mae ganddo ddigon o galedwch a gwrthiant traul i wrthsefyll sgraffiniad yn y broses mwydion carbon.

 

II. Mecanwaith Arsugniad Aur: Pair Ion Mae anionau cyanid Aur yn cael eu cyhuddo'n negyddol, tra bod wyneb y carbon wedi'i actifadu yn niwtral yn drydanol, felly nid yw'n bosibl arsugniad uniongyrchol. Mae arsugniad aur yn dibynnu ar ffurfio "parau ion". Mae ïonau calsiwm (Ca²⁺, fel arfer o galch wedi'i ychwanegu) yn yr hydoddiant yn cyfuno â dau anion cyanid aur i ffurfio parau o ïonau cyanid aur sy'n niwtral yn drydanol: Ca[Au(CN)₂]₂. Mae'r parau ïon niwtral hyn yn cael eu harsugno'n gorfforol ar arwynebau mandwll carbon wedi'i actifadu trwy rymoedd van der Waals.

Mae hon yn broses ecwilibriwm deinamig cildroadwy. Mae perthynas gyfatebol rhwng y crynodiad aur yn yr ateb a'r llwyth aur ar y carbon activated. Er mwyn lleihau'r crynodiad aur yn yr hydoddiant yn barhaus a chynyddu'r llwyth aur ar y carbon, mabwysiadir dull cyswllt gwrthgyfredol: mae'r mwydion sy'n dwyn aur yn llifo'n ddilyniannol trwy gyfres o danciau arsugniad, tra bod y carbon wedi'i actifadu yn symud i'r cyfeiriad arall. Mae carbon ffres yn cael ei ychwanegu o'r tanc olaf ac yn llifo i'r tanc cyntaf gyda'r crynodiad aur uchaf; mae'r mwydion yn llifo o'r tanc cyntaf i'r tanc olaf. Yn y modd hwn, gellir lleihau'r crynodiad aur yn y sorod sy'n cael ei ollwng o'r tanc olaf i lefel hynod o isel, tra bod y carbon wedi'i lwytho aur a dynnwyd allan o'r tanc cyntaf yn cyflawni cynhwysedd llwyth uchel.

III. Prif Ffactorau sy'n Effeithio ar Effeithlonrwydd Arsugniad Aur Mae amrywiol amodau gweithredol a chemegol yn effeithio ar effeithlonrwydd arsugniad aur.

 

1. Amodau Corfforol: Mae angen i ddwysedd y mwydion fod yn agos at ddwysedd gwlyb carbon wedi'i actifadu (tua 1.3-1.5 t / m³) i sicrhau ataliad unffurf o ronynnau carbon ac osgoi gwaddodi neu arnofio. Gall troi digonol leihau trwch yr haen ffin hylif ar wyneb gronynnau carbon a chyflymu trosglwyddiad màs a thrylediad aur i'r gronynnau carbon.

 

2. Priodweddau Carbon Actif: Mae maint gronynnau carbon llai yn fuddiol i gyflymu cineteg arsugniad ond yn cynyddu anhawster sgrinio ac adfer. Yn ddiwydiannol, yr ystod maint gronynnau a ddefnyddir yn gyffredin yw 1-3 milimetr (ee, rhwyll 6 ​​× 12 neu rwyll 8 × 16). Mae caledwch carbon yn hanfodol, gan fod angen iddo wrthsefyll abrasiad yn ystod prosesau troi, pwmpio ac adfywio. Mae carbon cragen cnau coco yn perfformio'n rhagorol yn hyn o beth.

 

3. Arsugniad Cystadleuol a Gwenwynau: Mae hwn yn fater allweddol sy'n effeithio ar gyfradd adennill.

- Gwenwynau Organig: Mae sylweddau organig fel adweithyddion arnofio (ee, xanthates), olewau iro ac asidau hwmig yn cystadlu ag aur am safleoedd arsugniad a gallant hyd yn oed rwystro mandyllau. Gall rhai adweithyddion arnofio leihau gweithgaredd arsugniad carbon wedi'i actifadu gan fwy na 60%. Mae'r gwenwynau organig hyn yn cael eu tynnu'n bennaf trwy gamau adfywio thermol dilynol.

- Gwenwynau Anorganig: Yn bennaf cyfadeiladau cyanid o fetelau eraill (ee, copr, nicel, arian). Gallant hefyd ffurfio parau ïon i'w harsugno, gan feddiannu safleoedd gweithredol. Dylid rhoi sylw arbennig i effaith copr. Mae ei ffurf cyanid yn yr hydoddiant yn newid gyda pH, ac mae'n haws ei amsugno pan fo'r pH yn is na 10.5. Gellir cael gwared ar y rhan fwyaf o wenwynau anorganig trwy olchi asid.

- Graddio: Yn ystod y broses CIP, gall ïonau calsiwm a charbonad ffurfio gwaddodion fel calsiwm carbonad (CaCO₃) ar wyneb carbon wedi'i actifadu. Mae'r haenau graddfa hyn yn cael eu hadneuo'n bennaf ac yn rhwystro mynedfeydd mesoporau a macropores o ronynnau carbon, gan rwystro trylediad aur yn ficropores. Gall golchi asid yn rheolaidd gael gwared ar yr haenau graddfa hyn yn effeithiol.

 

4. Amgylchedd Cemegol Ateb:

- pH a Crynodiad Cyanid: Yn ddiwydiannol, mae'r pH fel arfer yn cael ei gynnal rhwng 10-11 i reoli cynhyrchu nwy HCN gwenwynig. Mae crynodiad cyanid rhad ac am ddim digonol yn amod angenrheidiol i sicrhau diddymiad a sefydlogrwydd aur yn effeithiol.

- Tymheredd: Mae arsugniad aur yn broses ecsothermig, felly mae tymereddau is yn ffafriol i arsugniad. Mae llawer o ffatrïoedd yn aml yn cyflawni cyfraddau adfer uwch yn y tymhorau oer. Mewn cyferbyniad, mae'r broses ddadsugniad ddilynol yn gofyn am dymheredd uchel.

- Cryfder Ïonig: Mae presenoldeb ïonau metel daear alcalïaidd megis calsiwm a magnesiwm yn angenrheidiol ar gyfer ffurfio parau ïon cyanid aur.

 

IV. Desorption: Disugno Aur o Garbon Actifedig Mae angen i'r aur sydd wedi'i arsugnu ag aur crynodiad uchel gael triniaeth amsugno (elution) i drosglwyddo aur yn ôl i'r datrysiad ar gyfer puro electrolytig.

 

Egwyddor sylfaenol desorption yw creu amodau anffafriol ar gyfer arsugniad a gwrthdroi'r broses arsugniad. Yn ddiwydiannol, mabwysiadir dwy broses aeddfed yn bennaf: dull AARL a dull Zadra. Mae'r ddau yn seiliedig ar y camau canlynol:

1. Ar dymheredd uchel, defnyddir hydoddiant ïon sodiwm crynhoad uchel (o sodiwm hydrocsid) i ddisodli ïonau calsiwm yn y parau ïonau cyanid aur ag ïonau sodiwm trwy gyfnewid ïonau, gan ffurfio parau ïon cyanid aur llai sefydlog.

2. Mae tymheredd uchel yn hyrwyddo dadelfennu parau ïon cyanid aur sodiwm ansefydlog, ac mae anionau cyanid aur yn cael eu rhyddhau yn ôl i'r hydoddiant o wyneb carbon wedi'i actifadu.

Mae'r prif wahaniaeth rhwng y ddau yn gorwedd yn y cyfuniad proses: mae'r dull AARL yn weithred swp, ac mae'r datrysiad cyfoethog aur wedi'i ddadsorbio (hydoddiant beichiog) yn cael ei anfon i weithdy electrolysis annibynnol; mae'r dull Zadra yn cysylltu'r golofn dadsugniad a'r gell electrolytig mewn cyfres i ffurfio cylch dolen gaeedig, gan sylweddoli dadsugniad ac electrolysis ar yr un pryd. Waeth beth fo'r dull a fabwysiadwyd, y nod yw lleihau cynnwys aur y carbon heb lawer o fraster a ddychwelir i'r gylched arsugniad i lai na tua 50 gram y dunnell i adfer ei allu arsugniad.

 

V. Llifau Prif Broses: CIP, CIL, a Pumpcell

 

Mae tri phrif fath o brosesau echdynnu aur carbon wedi'i actifadu:

Carbon in Pulp (CIP): Mae'r mwyn yn gyntaf yn cwblhau'r rhan fwyaf o'r diddymiad aur trwy danciau trwytholchi cyanid annibynnol, ac yna mae'r mwydion yn mynd i mewn i gyfres o danciau arsugniad ar gyfer arsugniad aur. Mae'r mwydion yn llifo ymlaen, ac mae'r carbon activated yn cael ei gludo'n wrthgyfredol. Ei "gymhareb cyfoethogi" (cymhareb o aur-gradd carbon llwythog i borthiant gradd aur ateb) fel arfer yw 1000-1200.

Carbon mewn Trwytholch (CIL): Mae trwytholchi ac arsugniad yn cael eu cyfuno a'u cyflawni ar yr un pryd yn yr un gyfres o danciau. Mae'r broses hon yn arbennig o addas ar gyfer mwynau sy'n cynnwys sylweddau "aur-lladrata" (sylweddau eraill sy'n gallu amsugno aur), oherwydd gall carbon wedi'i actifadu gystadlu â nhw i amddiffyn yr aur toddedig. Fodd bynnag, oherwydd y crynodiad aur isel yn yr hydoddiant pan fo'r trwytholchi yn anghyflawn, mae angen rhestr fwy o garbon wedi'i actifadu fel arfer, ac mae'r gymhareb gyfoethogi yn gyffredinol yn 800-1000.

 

Proses Pumpcell: Yn mabwysiadu modd gweithredu tebyg i "mynd-merry-rownd". Cyflawnir llif countercurrent trwy gylchdroi'r pwynt bwydo mwydion a'r man gollwng sorod yn rheolaidd heb fod angen symud mwydion carbon yn gorfforol. Mae'r dull hwn yn lleihau ôl-gymysgu, yn rheoli carbon mewn sypiau, yn gallu cyflawni cymhareb gyfoethogi uwch (1500-2500 neu uwch), ac mae ganddo gyfaint offer mwy cryno.

Mae dewis y broses yn dibynnu ar wahanol ffactorau megis priodweddau mwyn, graddfa ddylunio, buddsoddiad a chostau gweithredu.

 

VI. Monitro Proses a Chydbwysedd Mae gweithrediad sefydlog gwaith CIP/CIL yn dibynnu ar fonitro paramedrau allweddol, a gaiff ei werthuso'n bennaf trwy ddwy "agwedd":

 

- Crynodiad Aur mewn Datrysiad: Monitrwch y cynnwys aur yn yr hydoddiant yn allfa pob tanc arsugniad, a ddylai ddangos tueddiad cam sylweddol fesul-cam i lawr.

- Crynodiad Aur mewn-Carbon llwythog Aur: Monitro'r llwyth aur o garbon wedi'i actifadu ym mhob tanc arsugniad, a ddylai ddangos tueddiad cam-wrth-gam i lawr o'r blaen i'r cefn.

Gall dadansoddiad rheolaidd o'r agweddau hyn, ynghyd â phrofion ar gyfradd cinetig arsugniad (gweithgaredd) carbon wedi'i actifadu, helpu'r planhigyn yn amserol i nodi problemau megis cronni gwenwyn, llai o effeithlonrwydd offer, neu anghydbwysedd gweithredol, a thrwy hynny gynnal y gyfradd adennill aur gorau posibl.

Mae carbon wedi'i actifadu yn chwarae rhan anadferadwy mewn adennill aur. O'r egwyddor sylfaenol o adsorbio parau ïon cyanid aur, i fynd i'r afael â heriau ymarferol gwenwynau organig ac anorganig a graddio, i adfer ansugniad a dewis prosesau, mae'r broses gyfan yn system dechnegol gymhleth ac effeithlon. Dealltwriaeth fanwl a rheolaeth fanwl gywir ar briodweddau carbon wedi'i actifadu, amodau prosesau, a chydbwysedd system yw craidd cyflawni adferiad aur effeithlon a darbodus.