摘要：本文從開(kāi)發(fā)低品位礦和廢礦、處理難選礦、強(qiáng)化由副產(chǎn)品中提金為目的的新工藝出發(fā)，論述了活性炭吸附法提金的重要性。介紹了二三十年來(lái)國(guó)外對(duì)活性炭于氰金溶液中吸附黃金的研究進(jìn)展以及我國(guó)吸附黃金用活性炭的生產(chǎn)現(xiàn)狀，并提出了幾點(diǎn)看法。
近十幾年來(lái)，隨著工業(yè)的發(fā)展，世界對(duì)黃金的需求量越來(lái)越多，因此，以開(kāi)發(fā)低品位礦和廢礦、處理難選礦、強(qiáng)化從副產(chǎn)品中提金為目的的新工藝相繼出現(xiàn)，其中用活性炭吸附法提金越來(lái)越被人重視。二三十年來(lái)，美國(guó)、南非、前蘇聯(lián)、澳大利亞等國(guó)均對(duì)活性炭于氰金榕液中吸附黃金的方法進(jìn)行了大量研究，并已取得重大進(jìn)展。使用此法，黃金回收率高、投資少、占地面積小、能耗低。國(guó)外活性炭吸附黃金的工藝主要經(jīng)歷了從堆浸法到炭漿法的發(fā)展過(guò)程，今后幾十年中，世界上多數(shù)國(guó)家都將建起炭漿法提取黃金的工廠(chǎng)。
近年來(lái)，我國(guó)一些礦山和科研單位也研究了炭漿法工藝。河北張家口金礦、陜西潼關(guān)金礦引進(jìn)了國(guó)外炭漿法工藝的全套技術(shù)，已正常運(yùn)行。隨著活性炭法提取黃金開(kāi)始在我國(guó)推廣，我國(guó)活性炭工業(yè)面臨著及時(shí)供應(yīng)大量?jī)?yōu)良活性炭和提供大量用來(lái)制造優(yōu)良炭的果殼原料以及開(kāi)發(fā)新的活性炭品種的任務(wù)。
1 活性炭吸附黃金的主要方法
1.1 堆浸法
首先將礦石破碎至一定粒度，堆放在淋洗設(shè)備內(nèi)，用一定濃度的NaCN溶液自上而下反復(fù)淋洗，直至淋洗液中含金量達(dá)到一定濃度為止。然后，使此含金的氰化液陸續(xù)從一組充填活性炭的吸附柱通過(guò)，于是，氰金絡(luò)合物便被吸附在炭?jī)?nèi)部孔隱的巨大表面上。
1.2 炭漿法
將含金礦砂粉碎至300目的細(xì)度，加快攪拌成均勻懸浮礦漿，將氰化鉀或氰化鈉溶液加入礦漿，便生成溶于水的氰金絡(luò)合物。含氰金絡(luò)合物的礦漿在串聯(lián)的吸附槽內(nèi)與粒狀活性炭經(jīng)攪拌充分接觸，于是氰金絡(luò)合物大多被吸附到活性炭?jī)?nèi)表面上，只有微量的礦漿尾液與活性炭分離后被排放掉。
從載金炭上回收金有兩種方法：一種是原始方法，即將載金炭送到冶煉廠(chǎng)焙燒，經(jīng)高溫熔煉得到黃金；另一種是常規(guī)方法，即用0.1%~1.0%的熱NaCN和NaOH的混合液把載金炭上氰金絡(luò)合物脫附下來(lái)，再經(jīng)電解得到純金。活性炭經(jīng)多次吸附、脫附后，活性降低，這時(shí)須進(jìn)行再生。
2 吸附黃金用的活性炭品種
吸附黃金的較佳活性炭品種是果殼或果核活性炭。它具備很高的吸附黃金的容量和速率，強(qiáng)度也高。國(guó)外一般使用椰殼活性炭。國(guó)內(nèi)因椰殼原料有限，目前正在尋找另一些可以替代椰殼的其它果殼類(lèi)原料，如桃核、杏核、核桃殼、油茶殼、油棕核、烏柏籽殼等。有關(guān)科研單位對(duì)此進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，并取得了成果。
2.1 國(guó)內(nèi)吸附黃金用的活性炭品種
我國(guó)產(chǎn)的椰殼活性炭的物理性能和吸附性能均達(dá)到了進(jìn)口椰殼活性炭的水平，然而，由于我國(guó)椰殼資源有限，不得不尋求替代品。前幾年，北京光華木材廠(chǎng)、赤峰有機(jī)化工廠(chǎng)等。研制成功了杏核活性炭，其各項(xiàng)指標(biāo)均接近椰殼活性炭，且成本大大低于椰殼活性炭。1991年中國(guó)林科院南京林化所也對(duì)桃核制不定型顆粒活性炭進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并對(duì)杏核活性炭、椰殼活性炭、桃核活性炭、核桃活性殼炭各項(xiàng)指標(biāo)一一進(jìn)行對(duì)照，結(jié)果表明，椰殼活性炭和桃核活性炭的吸附容量很大,核桃殼活性炭次之,杏核活性炭較低。試驗(yàn)證明，桃核是制取不定型顆粒活性炭的一種優(yōu)良原料，在我國(guó)分布很廣，產(chǎn)量大，收集較容易。因此，采用桃核作原料，可以推進(jìn)活性炭吸附提金法在我國(guó)的推廣使用。
椰殼活性炭吸附氰金溶液中的黃金量為7700g/t炭、杏核活性炭為6860g/t炭。對(duì)黃金的吸附速率，杏核活性炭勝過(guò)椰殼活性炭。將杏核活性炭、國(guó)產(chǎn)椰殼活性炭和進(jìn)口椰殼活性炭在相同條件下分別于氰金礦漿液中吸附2h后，發(fā)現(xiàn)杏核活性炭尾液含金量為7mg/1以下；國(guó)產(chǎn)椰殼活性炭尾液為9mg/1以下；進(jìn)口椰殼活性炭尾液為12mg/1。其中杏核活性炭尾液中含金量較低，黃金回收率很高，杏核活性炭對(duì)黃金的各項(xiàng)吸附性能均接近于椰殼活性炭。因此，杏核活性炭是一種理想的椰殼活性炭的代用品。
桃核活性炭無(wú)論在強(qiáng)度、碘值、苯吸附量，還是在炭磨損率、吸附速率和吸附容量方面，均與進(jìn)口椰殼活性炭接近，而價(jià)格都明顯低于進(jìn)口椰殼活性炭，所以用于黃金吸附在我國(guó)有現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義和實(shí)用價(jià)值。
2.2 國(guó)外吸附黃金用的活性炭品種及其開(kāi)發(fā)研究動(dòng)態(tài)
國(guó)外普遍使用椰殼活性炭吸附黃金，其型號(hào)有：美國(guó)Calgon公司的PCB型椰殼活性炭，日本三協(xié)產(chǎn)的WS型椰殼活性炭，法國(guó)G210AS型椰殼活性炭和比利時(shí)SCL型椰殼活性炭。這些炭均具有吸附容量大、強(qiáng)度好、吸附動(dòng)力學(xué)性能好和易再生的特點(diǎn)。為了提高炭的強(qiáng)度和對(duì)黃金的吸附率，椰殼活性炭技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：
① 在一定濃度（250ppm）的黃金溶液中按5g/l投加活性炭，攪拌1h后，溶液中剩余黃金濃度不得多于30ppm；
② 在10ppm/1黃金溶液中投加1g炭，攪拌1h，如此重復(fù)的次數(shù)不多于24次。為了延長(zhǎng)炭的使用壽命，須進(jìn)行炭的再生。再生方法是酸洗，然后在700~800℃下用水蒸汽再活化。經(jīng)再生的炭可恢復(fù)原炭吸附容量的95%以上。美國(guó)椰殼活性炭（PCB）和比利時(shí)椰殼活性炭（SCI）的性能要求見(jiàn)下表：
表1 吸附黃金用椰殼活性炭的各項(xiàng)性能要求
| 項(xiàng)目 | PCB椰殼活性炭 | SCI椰殼活性炭 |
| 總表面積，m2/g | 1150-1250 | 1150-1250 |
| 堆密度，g/cm3 | 0.44 | 0.45-0.48 |
| 真密度，g/cm3 | 2.2 | 2.0-2.2 |
| 顆粒密度，g/cm3 | 0.85 | 0.80-0.85 |
| 孔隙容積，cm3/g | 0.72 | 0.70-0.80 |
| 緊密裝填柱內(nèi)空隙率，% | 50.0 | 38-42 |
| 100℃下比熱 | 0.25 | 0.20-0.25 |
| 碘值，mg/g | ≥1200 | 1200-1300 |
| CCL4，重量% | ≥60 | 60-70 |
| 水分（包裝），% | ≤3.0 | 0.0-0.2 |
| 硬度，% | ≥92 | 95-99 |
| 灰分，% | ≤6.0 | 1.0-4.0 |
| 粒度，目 | 4×10 6×16 12×30 | 4×10 6×16 12×30 |
| 過(guò)大尺寸，% | - - - | ≤10 ≤10 ≤10 |
| 過(guò)小尺寸，% | - - - | ≤5 ≤5 ≤5 |
| 平均粒徑，mm | 0.3-1.5，0.7-3.5 | - - - |
近年來(lái)，加拿大也對(duì)活性炭回收黃金進(jìn)行了大量研究。1990年發(fā)表專(zhuān)利（CA2012007）介紹了顆粒大小為2mm和具有1號(hào)950mg/g（用JIS法）的球形活性炭顆粒，用于回收氰化物濾液中的黃金回收率較高，而且除去黃金后的廢活性炭可用水蒸汽再生。水蒸汽再生的顆粒對(duì)金的富選速率常數(shù)與椰殼活性炭相比，后者為882/h，前者為1485/h。
最近，澳大利對(duì)黃金的濕法冶煉進(jìn)行了試驗(yàn)研究，提出了用活性炭從浸氰漿中回收黃金的詳細(xì)基礎(chǔ)資料。設(shè)計(jì)了幾種小規(guī)模試驗(yàn)方法，以評(píng)價(jià)幾種用于炭漿的新活性炭以及在工廠(chǎng)監(jiān)控炭的使用性能。
近年來(lái)，日本采用椰殼活性炭對(duì)含有黃金和鐵硫脲絡(luò)合物溶液進(jìn)行了吸附試驗(yàn)，并用乙醇和丙烯乙二醇進(jìn)行了洗提試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，活性炭吸附黃金決定于硫脲、Fe3+、H2SO4和活性炭的濃度以及溫度。當(dāng)用含硫脲5g/1、Fe3+0.5g/l和活性炭7.5g/l的0.2NH2SO4溶液時(shí)，在35℃、75min的吸附條件下，黃金可被全部吸附在活性炭上。乙醇和丙烯乙二醇同NaOH和Na2S對(duì)從載荷金的活性炭上洗提黃金是有效的。用含50%（體積）乙醇的0.4NNaOH溶液，在75℃下2h適解吸條件下，可完全洗提出黃金。
美國(guó)1991年發(fā)表專(zhuān)利介紹了從礦石浸出后的炭吸附劑中解吸金和銀的研究成果。用此法解吸金和銀，不需要用常規(guī)的含NaCN的解吸液，而是用含有0.001~2.0M苯甲酸或聚丙烯酸（分子量<100000）的水溶液，即可解吸出黃金或銀氰化物絡(luò)合物。
國(guó)外在活性炭吸附黃金的理論研究方面，采用了掃描電鏡和微射x射線(xiàn)分析儀測(cè)定活性炭顆粒中黃金的富集度，對(duì)炭漿循環(huán)中活性炭顆粒內(nèi)黃金分布進(jìn)行了研究。
3 吸附黃金用的煤質(zhì)活性炭
眾所周知，利用煤質(zhì)活性炭吸附黃金是一個(gè)艱難的課題。國(guó)內(nèi)雖有活性炭廠(chǎng)和科研單位對(duì)此進(jìn)行探索研究，但進(jìn)展不大，有些指標(biāo)不能令人滿(mǎn)意。在國(guó)外，前蘇聯(lián)對(duì)用煤質(zhì)活性炭吸附黃金作了大量的試驗(yàn)，并取得較大成績(jī)。例如，已生產(chǎn)出的CKT型活性炭具有很好的吸附黃金的性能。再如，用庫(kù)茲巴斯煤田的氣煤（不使用粘合劑）制成的球形活性炭，適用于從礦漿中吸附黃金，其強(qiáng)度高達(dá)90%~95%，磨損失率可降至較低水平。另外，用頁(yè)巖焦油、糠醛和酸性渣油的共聚物與庫(kù)茲巴斯煤的煤粉和木焦油混合制成的一種新型媒質(zhì)活性炭，可使黃金的吸附容量提高45%，已申報(bào)專(zhuān)利。此活性炭在氰金溶液中吸附2h后，對(duì)黃金的吸附量為12.66mg/g；而在同樣條件下CKT型活性炭對(duì)黃金的吸附量?jī)H為6.47mg/g。
4 吸附黃金用的合成活性炭
前蘇聯(lián)對(duì)吸附黃金用的合成活性炭進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，SCS型合成活性炭具有較好的吸附黃金性能。這種炭是以苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物為原料，經(jīng)炭化、活化而成。成品炭是一種直徑為0.3~1.0mm的球形炭，強(qiáng)度好，具有超微孔和中孔的孔酸結(jié)構(gòu)，以及較小的電子功函數(shù)和較高的還原能力。
SCS型活性炭不僅對(duì)黃金的吸附容量大，而且在除去黃金外尚含有多種金屬的混合液中，對(duì)黃金有選擇性吸附，所吸附的Au和Ag可用高壓蒸煮解吸法從炭上提取下來(lái)。此活性炭可以反復(fù)使用多次。
5 幾點(diǎn)建議
5.1 應(yīng)擴(kuò)大原料來(lái)源，尋找新品種
我國(guó)椰殼資源有限，今后椰殼活性炭產(chǎn)量不可能大規(guī)模增加。但桃核、杏核資源豐富，故應(yīng)想方設(shè)法擴(kuò)大桃核、杏核活性炭的生產(chǎn)規(guī)模。另外，油茶殼、烏柏籽殼、核桃殼也是很好的椰殼代用品。我國(guó)煤炭資源豐富，但對(duì)用煤質(zhì)活性炭吸附黃金幾乎沒(méi)有進(jìn)行探索研究，這方面可以借鑒前蘇聯(lián)的研究成果，開(kāi)辟煤質(zhì)活性炭在吸附黃金方面的用途。
5.2 應(yīng)提高產(chǎn)品的性能
吸附黃金的新果核炭、果殼活性炭研制成功后，以油棕核活性炭為例，可在其表面或在不太致密的果核、果殼活性炭表面進(jìn)行改性處理，提高其強(qiáng)度和其它性能。就煤質(zhì)活性炭而言，要精選出低灰煤作為原料，也可將煤粉加以深度酸洗或借助于其它有效方法，大幅度降低其灰分，這樣可以提高活性炭的強(qiáng)度。另外，可探索用配煤法制遣理想的黃金吸附炭。
合成炭的出現(xiàn)，為黃金吸附炭的原料開(kāi)拓了廣闊的前景。這對(duì)無(wú)椰殼或少椰殼資源的國(guó)家將是個(gè)希望。在我國(guó)，有關(guān)高分子產(chǎn)品的次品和廢料有限，勢(shì)必要用成品高分子產(chǎn)品，這會(huì)影響其發(fā)展規(guī)模。但合成炭用途廣泛，特別對(duì)貴金屬的吸附性能好，可彌補(bǔ)原料價(jià)格昂貴的缺陷，所以研制出更多的合成活性炭新產(chǎn)品在我國(guó)有現(xiàn)實(shí)意義。