摘要：本文從開發(fā)低品位礦和廢礦、處理難選礦、強化由副產(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。介紹了二三十年來國外對活性炭于氰金溶液中吸附黃金的研究進展以及我國吸附黃金用活性炭的生產(chǎn)現(xiàn)狀，并提出了幾點看法。
近十幾年來，隨著工業(yè)的發(fā)展，世界對黃金的需求量越來越多，因此，以開發(fā)低品位礦和廢礦、處理難選礦、強化從副產(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越被人重視。二三十年來，美國、南非、前蘇聯(lián)、澳大利亞等國均對活性炭于氰金榕液中吸附黃金的方法進行了大量研究，并已取得重大進展。使用此法，黃金回收率高、投資少、占地面積小、能耗低。國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)展過程，今后幾十年中，世界上多數(shù)國家都將建起炭漿法提取黃金的工廠。
近年來，我國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)金礦引進了國外炭漿法工藝的全套技術(shù)，已正常運行。隨著活性炭法提取黃金開始在我國推廣，我國活性炭工業(yè)面臨著及時供應(yīng)大量優(yōu)良活性炭和提供大量用來制造優(yōu)良炭的果殼原料以及開發(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，于是，氰金絡(luò)合物便被吸附在炭內(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內(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，再經(jīng)電解得到純金�；钚蕴拷�(jīng)多次吸附、脫附后，活性降低，這時須進行再生。
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，強度也高。國外一般使用椰殼活性炭。國內(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)科研單位對此進行了大量的試驗，并取得了成果。
2.1 國內(nèi)吸附黃金用的活性炭品種
我國產(chǎn)的椰殼活性炭的物理性能和吸附性能均達到了進口椰殼活性炭的水平，然而，由于我國椰殼資源有限，不得不尋求替代品。前幾年，北京光華木材廠、赤峰有機化工廠等。研制成功了杏核活性炭，其各項指標(biāo)均接近椰殼活性炭，且成本大大低于椰殼活性炭。1991年中國林科院南京林化所也對桃核制不定型顆�；钚蕴窟M行了試驗研究，并對杏核活性炭、椰殼活性炭、桃核活性炭、核桃活性殼炭各項指標(biāo)一一進行對照，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。試驗證明，桃核是制取不定型顆�；钚蕴康囊环N優(yōu)良原料，在我國分布很廣，產(chǎn)量大，收集較容易。因此，采用桃核作原料，可以推進活性炭吸附提金法在我國的推廣使用。
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。對黃金的吸附速率，杏核活性炭勝過椰殼活性炭。將杏核活性炭、國產(chǎn)椰殼活性炭和進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；國產(chǎn)椰殼活性炭尾液為9mg/1以下；進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，杏核活性炭對黃金的各項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。
桃核活性炭無論在強度、碘值、苯吸附量，還是在炭磨損率、吸附速率和吸附容量方面，均與進口椰殼活性炭接近，而價格都明顯低于進口椰殼活性炭，所以用于黃金吸附在我國有現(xiàn)實的經(jīng)濟意義和實用價值。
2.2 國外吸附黃金用的活性炭品種及其開發(fā)研究動態(tài)
國外普遍使用椰殼活性炭吸附黃金，其型號有：美國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G210AS型椰殼活性炭和比利時SCL型椰殼活性炭。這些炭均具有吸附容量大、強度好、吸附動力學(xué)性能好和易再生的特點。為了提高炭的強度和對黃金的吸附率，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。為了延長炭的使用壽命，須進行炭的再生。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。美國椰殼活性炭（PCB）和比利時椰殼活性炭（SCI）的性能要求見下表：
表1 吸附黃金用椰殼活性炭的各項性能要求
| 項目 | 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 |
| 過大尺寸，% | - - - | ≤10 ≤10 ≤10 |
| 過小尺寸，% | - - - | ≤5 ≤5 ≤5 |
| 平均粒徑，mm | 0.3-1.5，0.7-3.5 | - - - |
近年來，加拿大也對活性炭回收黃金進行了大量研究。1990年發(fā)表專利（CA2012007）介紹了顆粒大小為2mm和具有1號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，澳大利對黃金的濕法冶煉進行了試驗研究，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)計了幾種小規(guī)模試驗方法，以評價幾種用于炭漿的新活性炭以及在工廠監(jiān)控炭的使用性能。
近年來，日本采用椰殼活性炭對含有黃金和鐵硫脲絡(luò)合物溶液進行了吸附試驗，并用乙醇和丙烯乙二醇進行了洗提試驗。試驗表明，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，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1991年發(fā)表專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射線分析儀測定活性炭顆粒中黃金的富集度，對炭漿循環(huán)中活性炭顆粒內(nèi)黃金分布進行了研究。
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艱難的課題。國內(nèi)雖有活性炭廠和科研單位對此進行探索研究，但進展不大，有些指標(biāo)不能令人滿意。在國外，前蘇聯(lián)對用煤質(zhì)活性炭吸附黃金作了大量的試驗，并取得較大成績。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，其強度高達90%~95%，磨損失率可降至較低水平。另外，用頁巖焦油、糠醛和酸性渣油的共聚物與庫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%，已申報專利。此活性炭在氰金溶液中吸附2h后，對黃金的吸附量為12.66mg/g；而在同樣條件下CKT型活性炭對黃金的吸附量僅為6.47mg/g。
4 吸附黃金用的合成活性炭
前蘇聯(lián)對吸附黃金用的合成活性炭進行了大量的試驗研究，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。此活性炭可以反復(fù)使用多次。
5 幾點建議
5.1 應(yīng)擴大原料來源，尋找新品種
我國椰殼資源有限，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。我國煤炭資源豐富，但對用煤質(zhì)活性炭吸附黃金幾乎沒有進行探索研究，這方面可以借鑒前蘇聯(lián)的研究成果，開辟煤質(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、果殼活性炭表面進行改性處理，提高其強度和其它性能。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拓了廣闊的前景。這對無椰殼或少椰殼資源的國家將是個希望。在我國，有關(guān)高分子產(chǎn)品的次品和廢料有限，勢必要用成品高分子產(chǎn)品，這會影響其發(fā)展規(guī)模。但合成炭用途廣泛，特別對貴金屬的吸附性能好，可彌補原料價格昂貴的缺陷，所以研制出更多的合成活性炭新產(chǎn)品在我國有現(xiàn)實意義。