喬天強(qiáng)，李洪松，尚朝表

（鶴慶北衙礦業(yè)有限公司，云南 大理 671507）

云南某礦山選礦工藝采用全泥氰化炭漿法提金工藝，活性炭再生是選礦生產(chǎn)過程中重要的環(huán)節(jié)之一[1-2]。近年來，隨著金礦資源的不斷開發(fā)，易處理金礦資源日趨減少，難處理金礦資源的開發(fā)利用顯得越來越重要[3]。難處理金礦資源中通常伴生鐵、銀、銅、鈣等多種金屬，氰化浸出過程中會(huì)與氰化物反應(yīng)生成鐵、銀、銅、鈣氰絡(luò)合物，優(yōu)先吸附于活性炭上，產(chǎn)生低金高銀銅鐵鈣型載金炭[4]。由于雜質(zhì)元素吸附在活性炭上，在解吸電積過程中又很難被除去，隨著活性炭不斷循環(huán)使用，雜質(zhì)元素在炭上不斷積累，活性炭的微孔內(nèi)積存大量雜質(zhì)，減少了活性炭可利用的微孔表面，甚至?xí)斐苫钚蕴课⒖锥氯?，從而使活性炭?duì)金銀的吸附活性降低甚至喪失。

針對(duì)現(xiàn)階段生產(chǎn)中脫金炭再生雜質(zhì)元素去除率低等問題，本文在分析活性炭酸洗再生機(jī)理的基礎(chǔ)上，通過考察酸洗再生流程中金、銀、銅、鐵、鈣、鎂等元素的變化，明確活性炭酸洗再生效果差的原因，并進(jìn)行工藝改進(jìn)，提高酸洗再生雜質(zhì)元素的去除率。

1 提金活性炭酸洗再生工藝原理

提金活性炭再生是當(dāng)活性炭吸附了大量雜質(zhì)后降低或失去了吸附能力，為除去這些被吸附的雜質(zhì)，使活性炭重新恢復(fù)吸附活性所采取的技術(shù)措施。提金活性炭酸洗再生的目的是為了去除提金活性炭上吸附的賤金屬氧化物以及部分無機(jī)化合物[5-6]。其原理為：沉積在活性炭表面及孔隙中的碳酸鈣、碳酸鎂等賤金屬氧化物與鹽酸溶液發(fā)生反應(yīng)，生成可溶性的鹽。反應(yīng)式為：

2 提金活性炭酸洗再生工藝及指標(biāo)

現(xiàn)行提金活性炭使用的是荷蘭諾芮特（NORIT）公司開發(fā)生產(chǎn)的NORIT RO 3515柱狀活性炭，酸洗再生采用濃度為5%的鹽酸進(jìn)行酸洗，每批次脫金炭重量為2.25 t，酸洗循環(huán)時(shí)間為5 h，酸洗槽上下端為錐形，中間為圓柱型，進(jìn)液方式采用下部進(jìn)液、上部出液，酸洗液固比約為1.76。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，因受時(shí)間、人員、酸庫(kù)鹽酸儲(chǔ)量等各方面因素的制約，脫金炭酸洗率只有40%左右?，F(xiàn)行提金活性炭酸洗再生工藝指標(biāo)如表1所示。

表1 現(xiàn)行提金活性炭酸洗再生工藝指標(biāo)Tab.1 Process indicators of activated carbon acid pickling regeneration in current gold extraction process g/t

由表1可以看出，現(xiàn)行提金活性炭酸洗再生過程中，部分脫金炭酸洗后金銀品位有所下降，金下降不明顯，銀有明顯下降的趨勢(shì)，而鈣的酸洗去除率僅為42.65%，酸洗效果較差。

3 提金活性炭酸洗再生工藝考察及優(yōu)化

3.1 提金活性炭酸洗再生工藝指標(biāo)

1）固相中金屬品位變化。解吸后貧炭進(jìn)行酸洗再生，對(duì)酸洗前后23批次固相炭金屬量進(jìn)行考察，分析固相炭中金、銀、銅、鐵、鈣、鎂含量變化，主要金屬元素酸洗前后固相中的品位變化如圖1所示。

圖1 酸洗再生工藝指標(biāo)（固相）Fig.1 Process indicators of acid pickling regeneration (solid phase)

從圖1（a） 和（b） 中可以看出，酸洗再生過程中，部分貧炭的金、銀含量有所下降，銀的含量下降較為明顯，說明貧炭表面存在包裹的金銀或粉炭；從圖1（c） 和（d） 中可以看出，酸洗再生前后，銅、鐵的含量幾乎無變化，說明酸洗再生對(duì)銅、鐵的去除幾乎沒有作用；從圖1（e） 和（f）中可以看出，酸洗再生對(duì)鈣、鎂的去除有一定作用，但去除率不高，計(jì)算得出的鈣平均去除率為43.2%，鎂的平均去除率為25.4%。

2）液相中金屬離子濃度變化。取上述酸洗再生批次中的一批次（第21批），考察酸洗再生過程中金屬離子在液體中的變化，每隔0.5 h對(duì)酸洗槽進(jìn)液口及出液口進(jìn)行取樣檢測(cè)液體中金屬離子濃度，主要金屬離子溶液中的濃度變化如圖2所示。

圖2 酸洗再生工藝指標(biāo)（液相）Fig.2 Process indicators of acid pickling regeneration (liquid phase)

從圖2中可以看出，酸洗再生初期，酸洗液上液和酸洗液下液中的金屬離子濃度均呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)；酸洗循環(huán)約3 h后，酸洗液上液和酸洗液下液中的金屬離子濃度趨于平衡。

綜合上述固、液相分析，可以得到：①現(xiàn)行酸洗再生系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，經(jīng)反復(fù)檢測(cè)酸洗前后酸洗液的pH值在3～7范圍內(nèi)，酸洗再生過程中pH波動(dòng)較大，說明該酸洗槽普遍存在“溝流”現(xiàn)象，導(dǎo)致酸洗去除率低，鈣難以去除；②對(duì)解吸后脫金炭輸送水進(jìn)行pH值檢測(cè)，回水pH=10～13，用該回水導(dǎo)致脫金炭輸送入酸洗槽后，炭表面殘留的部分液體中和了酸洗液，降低了酸洗濃度，造成酸洗不徹底，鈣的去除率低；③鑒于NORIT RO 3515柱狀活性炭具有高硬度、良好的吸附速度與能力以及較高的吸附容量等特點(diǎn)[7]，采用傳統(tǒng)鹽酸濃度為5%鹽酸的酸洗液進(jìn)行酸洗再生，酸洗濃度有可能偏低，造成酸洗不徹底，鈣的去除率低。

3.2 酸洗再生酸洗濃度優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

采用液固比為2∶1的小型酸洗柱進(jìn)行不同酸洗液濃度鈣去除率驗(yàn)證試驗(yàn)，酸洗循環(huán)時(shí)間為3 h，酸洗液濃度變化與鈣去除率變化關(guān)系如圖3所示。

圖3 酸洗液濃度變化與鈣去除率變化Fig.3 Change of acid pickling solution's concentration and removal rate of calcium

從圖3分析可知：①酸洗結(jié)束后分別取酸洗柱上、中、下部及混合炭樣，檢測(cè)金、銀、鈣的品位，檢測(cè)結(jié)果顯示這四者數(shù)據(jù)間的差值不大，說明用酸洗柱酸洗的酸洗炭均勻性較好，能有效地避免“溝流”的現(xiàn)象；②試驗(yàn)表明NORIT RO 3515柱狀活性炭最佳鈣去除的酸洗液濃度為8%。

3.3 優(yōu)化措施及工業(yè)應(yīng)用效果

根據(jù)以上酸洗再生系統(tǒng)工藝指標(biāo)分析及酸洗柱酸洗液濃度驗(yàn)證試驗(yàn)，對(duì)酸洗再生系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，主要包括：①將原酸洗槽更換為長(zhǎng)徑比為4∶1的酸洗柱，且酸洗配酸槽能保證酸洗液固比為2∶1，解決酸洗不徹底問題；②增加酸鹽庫(kù)庫(kù)容，將原庫(kù)容為30 t的鹽酸庫(kù)升級(jí)為60 t，確保每批次脫金炭都進(jìn)行酸洗再生；③優(yōu)化解吸車間內(nèi)活性炭水力輸送的載體，將原來用回水輸送改為用清水輸送，避免脫金炭表面殘留的堿會(huì)中和酸洗液；④每批次酸洗再生完后的酸洗液用于下批次脫金炭的預(yù)酸洗，預(yù)酸洗2 h后再重新配制新的酸洗液進(jìn)行酸洗再生，確保酸洗再生雜質(zhì)元素的去除率。

經(jīng)上述措施改造后，酸洗再生工藝指標(biāo)如表2所示。

表2 改進(jìn)后提金活性炭酸洗再生工藝指標(biāo)Tab.2 Process indicators of activated carbon acid pickling regeneration in current gold extraction process after improvement g/t

對(duì)比未優(yōu)化工藝可知，酸洗炭中鈣品位大幅度下降，鈣平均品位為3 510 g/t，鈣去除率平均達(dá)到92.82%，比優(yōu)化前提升50.17%，可大幅提升活性炭的吸附容量。

4 結(jié)語

在分析酸洗再生機(jī)理的基礎(chǔ)上，對(duì)酸洗再生流程進(jìn)行考察，并對(duì)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行分析，明確酸洗再生雜質(zhì)元素去除率低的原因，進(jìn)行了工藝優(yōu)化取得了較好的酸洗再生效果：

1） 長(zhǎng)徑比為4∶1，液固比為2∶1的酸洗柱系統(tǒng)，能有效的避免酸洗“溝流”現(xiàn)象，大幅提升雜質(zhì)元素的去除率；

2）NORIT RO 3515柱狀活性炭最佳鈣去除的酸洗液濃度為8%，酸洗循環(huán)時(shí)間3 h；

3）工藝優(yōu)化后，脫金炭中鈣的去除率可達(dá)到92.82%，比優(yōu)化前提升50.17%。