一、导言
20世纪80年代以来,黄金提取面对两大应战:一是可直接化的金矿资源日趋削减,待开发的金矿资源多为档次低、含杂质多的难浸金矿石,运用传统的化法已无法有用提金;二是世界各国对生态平衡和环境提出了更高更严的要求。这两大应战使人们正尽力寻觅新的提金办法和工艺。
树脂矿浆法提金是一项比较先进且有潜力的工艺。它是用离子交换树脂直接从矿浆中收回金,然后避免了液固别离,下降了金在尾矿中的丢失,进步了金的收回率,因此在无系统中运用树脂矿浆法提金便成了冶金工作者研讨的一个热门。
国内外关于从化系统中提金研讨的较多,前苏联在1978年就将树脂矿浆法提金运用于工业实践;1988年南非也建成了树脂矿浆法提金厂;20世纪90年代初,津巴布韦建成了第一座树脂提金厂,但该厂刚试车后就抛弃了;其他国家,如美国、加拿大、罗马尼亚等国也相继建起了中间实验厂,但均未投入工业生产;20世纪80年代末,我国自行研讨规划投产的安徽霍山县东溪金矿、河北省涞源县银坊金矿、新疆阿希金矿均选用树脂矿浆法提金工艺。
跟着世界各国对环境保护日趋严厉的要求,大大促进了无浸金剂及无提金工艺的研讨与开展。其间,对氯化法提金研讨的比较多。氯化法提金速度快,能使吸附金的含碳物质失掉活性,在氯化系统中运用树脂矿浆法提金现在工业上还没有大规模运用,国内外对这一范畴的研讨大都处于实验室阶段。
P510树脂是北京化工冶金研讨院依据用户需求组成的一种新式的弱碱性树脂,已在工业上小有运用。本文对P510树脂从介质中吸附金和解吸金的功能进行了研讨,以期在机械强度到达要求的前提下,能使该树脂运用于氯化系统树脂矿浆法提金。
二、实验部分
(一)仪器与试剂
1、仪器
AA320型原子吸收分光光度计(上海精细科学仪器有限公司分析仪器总厂)。
2、试剂
P510树脂:粒度16~32目,含水量56%。
金标准溶液:用A.R级试剂AuCl3·HCl·4H2O溶于1.0mol/L HCl制得,[H+]=1.0 mol/L,ρ(AuCl4-)=0.9570g/L。
溶液:用时现配,A.R级。
(二)实验办法
1、树脂预处理
树脂运用前用无水乙醇充沛漂洗,随后用2.0mol/L HCl浸泡平衡24h,临用前用去离子水洗至中性,抽滤吸干,备用。
干湿树脂的换算:用量筒精确量取10ml湿树脂移取到烧杯中,在远红外快速干燥箱中将其烘干至质量不变,用电子天平称量干树脂的质量,将干树脂的质量与湿树脂的体积进行换算,成果为0.35g干树脂/ml湿树脂。
2、静态法
称取必定量树脂,在选定的条件下,参加金标准溶液,在电磁振动器上振动必定的时刻,吸取水相用原子吸收分光光度法测定水相中的金浓度。测定树脂的静态饱满吸附容量,调查时刻、温度、酸度等要素对金吸附的影响;解吸剂的浓度、溶液的酸度及解吸时刻对载金树脂解吸的影响。
3、核算公式
三、成果与评论
(一)金标准曲线
用原子吸收分光光度计测定溶液中金浓度,标准曲线如图1所示。
其线性回归方程为:A=0.0212C,K=0.0212,B=0.000,R=1.000(n=5)
从标准曲线看出,金质量浓度在0~10.0mg/L 范围内,吸光度与浓度契合朗伯比尔规律。
图1 金的标准曲线
(二)P510树脂对金的静态饱满吸附容量
量取2.0ml经预处理的P510树脂,参加足量的金标准溶液,充沛振动,隔必定时刻测定溶液的金浓度,直至溶液中金浓度不变,得出该树脂在1.0mol/L HCl介质中对进的静态饱满吸附容量为242mg/ml湿树脂,即691mg/g干树脂。
(三)不同金浓度溶液的树脂吸附
室温条件下(20℃),固定其他条件,改动溶液中金初始质量浓度别离为:10.0,20.0,30.0,40.0,50.0mg/L,以相同转速拌和吸附30min,分析液相中金浓度,核算树脂吸附金量,调查初始金浓度对树脂吸附金的影响。实验成果如表1所示。
由表1可知,在没到达P510树脂饱满吸附容量时,初始金浓度对树脂吸附率影响不大,金吸附率均很高。
(四)吸附时刻对树脂吸附金的影响
在室温条件下(20℃),固定金浓度的氯化水溶液,拌和速度相同,改动吸附时刻别离为:1.5,5,10,15,20,25,30min,测定吸附前后水相中的金浓度,核算金吸附率。实验成果如图2 所示。
表1 初始金浓度对金吸附率的影响
初始ρ(Au)/(mg·L-1)
吸附平衡后水相ρ(Au)/(mg·L-1)
金吸附率/%
5.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
<0.05
0.19
1.24
0.28
0.31
0.38
>99.00
98.10
98.80
99.07
99.23
99.24
图2 吸附时刻对P510树脂金吸附率的影响
由图2能够看出,树脂对金的吸附率随时刻的添加而逐步增大。当吸附时刻大于15min今后,吸附率无太大改动,故选用吸附时刻为15min为最佳。
(五)溶液酸度对树脂吸附金的影响
固定初始溶液金的质量浓度为50.0mg/L,拌和吸附时刻为15min,改动溶液的浓度别离为:0.50,1.00,1.50,2.00,2.50,3.00mol/L,测定吸附前后溶液中金的浓度。测得的成果如图3所示。
图3 溶液酸度对P510树脂金吸附率的影响
从图3能够看出,在相一起刻内,金吸附率跟着酸性的增强而减小。这是由于P510树脂吸附AuCl4-的原理能够简略地表述如下:
跟着酸性增强,树脂上的弱碱性基团发作质子化效果,使吸附基团削减,形成金的吸附率下降。一起酸度增强,氯离子浓度相应增大,对金氯络阴离子构成竞赛吸附,也形成金的吸附率下降。为此,考虑到氯化浸出金的条件,能够挑选[H+]为1.0mol/L。
(六)温度对树脂吸附金的影响
对金质量浓度为50.0mg/L、[H+]=1.0mol/L的氯化水溶液,别离在温度:20℃,30℃,40℃,50℃,60℃下条件,参加树脂吸附:1,2,5,10,15,20,25min,测定水相中的金浓度,核算金吸附率。制作金吸附率和时刻、温度联系曲线如图4所示。从图4中能够看出,树脂对金的吸附速率很快,温度升高时,有利于进步金吸附速率,缩短吸附到达平衡时刻。但吸附反响温度不宜过高,超越60℃时吸附率反而会下降。由于在高温下树脂会变性分化,致使吸附才能下降。在室温条件下(10~30℃),温度对吸附反响的影响不大。
图4 温度对树脂金吸附率的影响
(七)氯离子浓度对树脂吸附金的影响
以H2SO4固定溶液酸度[H+]=1.0mol/L,金浓度为50.0mg/L,参加不同量的NaCl来调理氯离子浓度,测定吸附平衡后水相金浓度。得到氯离子浓度和金吸附率联系如表2所示。
表2 氯离子浓度对树脂吸附金的影响
C(Cl-)/(mg·L-1)
吸附后水相ρ(Au)/(mg·L-1)
金吸附率/%
0.1
0.3
0.5
07
1.52
0.92
0.81
0.90
96.96
98.16
98.38
98.20
由表2能够看出,随氯离子浓度增大,开端金吸附率略有升高,后来又缓慢下降,该系统中氯离子浓度应维持在0.1~0.5mol/L。这是由于,氯离子既起到络合配位效果,又对金氯络阴离子构成竞赛吸附。
当氯离子浓度过高时,由于它本身的吸附竞赛效果,使金氯络阴离子的吸附削减;当氯离子浓度过低时,金氯络阴离子稳定性下降。
(八)浓度对P510树脂金解吸率的影响
将载金树脂用蒸馏水洗至中性,然后别离参加质量分数:1.0%,3.0%,4.0%,5.0%,7.0%,9.0%的溶液10.0ml解吸树脂上金,解吸时刻为15min,测定解吸后溶液中金浓度,调查浓度对金解吸的影响。实验成果如图5所示。
图5 浓度对P510树脂解吸率的影响
由图5能够看出,随浓度的增大,金解吸首先增大,然后减小,质量分数为3.0%时,P510树脂的解吸率有最大值。当质量分数超越4%时,溶液会发作污浊现象。这是由于在室温下的酸性溶液中,易被氧化生成硫等氧化产品,浓度高时,未反响的在溶液中易被氧化而致溶液混浊,在不影响解吸率的前提下,选用质量浓度为3%作解吸液。
(九)解吸时刻对P510树脂解吸率的影响
将载金树脂用蒸馏水洗至中性,在烧杯中参加质量分数为3.0%的溶液10.0ml 解吸树脂上吸附的金,改动解吸时刻别离为:15,20,30,40min。实验成果如图6所示。
图6 时刻对P510树脂解吸率的影响
由图6能够看出当质量分数为3.0%,改动解吸时刻时,在30min曾经,金解吸率随时刻的添加而逐步增大;30min今后解吸率又略下降。即当时刻为30min时,金解吸率最大,挑选30min作为最佳的解吸时刻。
四、结语
P510树脂适合于从氯化系统的含金溶液中提取金,在吸附时刻为15min,浓度为1.0mol/L的条件下金的吸附率可到达99.28%。树脂的金静态饱满吸附容量为691mg/g干树脂。用解吸树脂上的金,使〔Au(CS(NH2)2)2〕+,在中性或弱碱性介质中,质量分数为3.0%,拌和解吸30min,金解吸率可到达99.85%。
能够进一步研讨P510树脂的机械强度、粒度等要素对树脂吸附金的影响,研讨该树脂在氯化系统中用于树脂矿浆法提金的功能。
20世纪80年代以来,黄金提取面对两大应战:一是可直接化的金矿资源日趋削减,待开发的金矿资源多为档次低、含杂质多的难浸金矿石,运用传统的化法已无法有用提金;二是世界各国对生态平衡和环境提出了更高更严的要求。这两大应战使人们正尽力寻觅新的提金办法和工艺。
树脂矿浆法提金是一项比较先进且有潜力的工艺。它是用离子交换树脂直接从矿浆中收回金,然后避免了液固别离,下降了金在尾矿中的丢失,进步了金的收回率,因此在无系统中运用树脂矿浆法提金便成了冶金工作者研讨的一个热门。
国内外关于从化系统中提金研讨的较多,前苏联在1978年就将树脂矿浆法提金运用于工业实践;1988年南非也建成了树脂矿浆法提金厂;20世纪90年代初,津巴布韦建成了第一座树脂提金厂,但该厂刚试车后就抛弃了;其他国家,如美国、加拿大、罗马尼亚等国也相继建起了中间实验厂,但均未投入工业生产;20世纪80年代末,我国自行研讨规划投产的安徽霍山县东溪金矿、河北省涞源县银坊金矿、新疆阿希金矿均选用树脂矿浆法提金工艺。
跟着世界各国对环境保护日趋严厉的要求,大大促进了无浸金剂及无提金工艺的研讨与开展。其间,对氯化法提金研讨的比较多。氯化法提金速度快,能使吸附金的含碳物质失掉活性,在氯化系统中运用树脂矿浆法提金现在工业上还没有大规模运用,国内外对这一范畴的研讨大都处于实验室阶段。
P510树脂是北京化工冶金研讨院依据用户需求组成的一种新式的弱碱性树脂,已在工业上小有运用。本文对P510树脂从介质中吸附金和解吸金的功能进行了研讨,以期在机械强度到达要求的前提下,能使该树脂运用于氯化系统树脂矿浆法提金。
二、实验部分
(一)仪器与试剂
1、仪器
AA320型原子吸收分光光度计(上海精细科学仪器有限公司分析仪器总厂)。
2、试剂
P510树脂:粒度16~32目,含水量56%。
金标准溶液:用A.R级试剂AuCl3·HCl·4H2O溶于1.0mol/L HCl制得,[H+]=1.0 mol/L,ρ(AuCl4-)=0.9570g/L。
溶液:用时现配,A.R级。
(二)实验办法
1、树脂预处理
树脂运用前用无水乙醇充沛漂洗,随后用2.0mol/L HCl浸泡平衡24h,临用前用去离子水洗至中性,抽滤吸干,备用。
干湿树脂的换算:用量筒精确量取10ml湿树脂移取到烧杯中,在远红外快速干燥箱中将其烘干至质量不变,用电子天平称量干树脂的质量,将干树脂的质量与湿树脂的体积进行换算,成果为0.35g干树脂/ml湿树脂。
2、静态法
称取必定量树脂,在选定的条件下,参加金标准溶液,在电磁振动器上振动必定的时刻,吸取水相用原子吸收分光光度法测定水相中的金浓度。测定树脂的静态饱满吸附容量,调查时刻、温度、酸度等要素对金吸附的影响;解吸剂的浓度、溶液的酸度及解吸时刻对载金树脂解吸的影响。
3、核算公式
三、成果与评论
(一)金标准曲线
用原子吸收分光光度计测定溶液中金浓度,标准曲线如图1所示。
其线性回归方程为:A=0.0212C,K=0.0212,B=0.000,R=1.000(n=5)
从标准曲线看出,金质量浓度在0~10.0mg/L 范围内,吸光度与浓度契合朗伯比尔规律。
图1 金的标准曲线
(二)P510树脂对金的静态饱满吸附容量
量取2.0ml经预处理的P510树脂,参加足量的金标准溶液,充沛振动,隔必定时刻测定溶液的金浓度,直至溶液中金浓度不变,得出该树脂在1.0mol/L HCl介质中对进的静态饱满吸附容量为242mg/ml湿树脂,即691mg/g干树脂。
(三)不同金浓度溶液的树脂吸附
室温条件下(20℃),固定其他条件,改动溶液中金初始质量浓度别离为:10.0,20.0,30.0,40.0,50.0mg/L,以相同转速拌和吸附30min,分析液相中金浓度,核算树脂吸附金量,调查初始金浓度对树脂吸附金的影响。实验成果如表1所示。
由表1可知,在没到达P510树脂饱满吸附容量时,初始金浓度对树脂吸附率影响不大,金吸附率均很高。
(四)吸附时刻对树脂吸附金的影响
在室温条件下(20℃),固定金浓度的氯化水溶液,拌和速度相同,改动吸附时刻别离为:1.5,5,10,15,20,25,30min,测定吸附前后水相中的金浓度,核算金吸附率。实验成果如图2 所示。
表1 初始金浓度对金吸附率的影响
初始ρ(Au)/(mg·L-1)
吸附平衡后水相ρ(Au)/(mg·L-1)
金吸附率/%
5.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
<0.05
0.19
1.24
0.28
0.31
0.38
>99.00
98.10
98.80
99.07
99.23
99.24
图2 吸附时刻对P510树脂金吸附率的影响
由图2能够看出,树脂对金的吸附率随时刻的添加而逐步增大。当吸附时刻大于15min今后,吸附率无太大改动,故选用吸附时刻为15min为最佳。
(五)溶液酸度对树脂吸附金的影响
固定初始溶液金的质量浓度为50.0mg/L,拌和吸附时刻为15min,改动溶液的浓度别离为:0.50,1.00,1.50,2.00,2.50,3.00mol/L,测定吸附前后溶液中金的浓度。测得的成果如图3所示。
图3 溶液酸度对P510树脂金吸附率的影响
从图3能够看出,在相一起刻内,金吸附率跟着酸性的增强而减小。这是由于P510树脂吸附AuCl4-的原理能够简略地表述如下:
跟着酸性增强,树脂上的弱碱性基团发作质子化效果,使吸附基团削减,形成金的吸附率下降。一起酸度增强,氯离子浓度相应增大,对金氯络阴离子构成竞赛吸附,也形成金的吸附率下降。为此,考虑到氯化浸出金的条件,能够挑选[H+]为1.0mol/L。
(六)温度对树脂吸附金的影响
对金质量浓度为50.0mg/L、[H+]=1.0mol/L的氯化水溶液,别离在温度:20℃,30℃,40℃,50℃,60℃下条件,参加树脂吸附:1,2,5,10,15,20,25min,测定水相中的金浓度,核算金吸附率。制作金吸附率和时刻、温度联系曲线如图4所示。从图4中能够看出,树脂对金的吸附速率很快,温度升高时,有利于进步金吸附速率,缩短吸附到达平衡时刻。但吸附反响温度不宜过高,超越60℃时吸附率反而会下降。由于在高温下树脂会变性分化,致使吸附才能下降。在室温条件下(10~30℃),温度对吸附反响的影响不大。
图4 温度对树脂金吸附率的影响
(七)氯离子浓度对树脂吸附金的影响
以H2SO4固定溶液酸度[H+]=1.0mol/L,金浓度为50.0mg/L,参加不同量的NaCl来调理氯离子浓度,测定吸附平衡后水相金浓度。得到氯离子浓度和金吸附率联系如表2所示。
表2 氯离子浓度对树脂吸附金的影响
C(Cl-)/(mg·L-1)
吸附后水相ρ(Au)/(mg·L-1)
金吸附率/%
0.1
0.3
0.5
07
1.52
0.92
0.81
0.90
96.96
98.16
98.38
98.20
由表2能够看出,随氯离子浓度增大,开端金吸附率略有升高,后来又缓慢下降,该系统中氯离子浓度应维持在0.1~0.5mol/L。这是由于,氯离子既起到络合配位效果,又对金氯络阴离子构成竞赛吸附。
当氯离子浓度过高时,由于它本身的吸附竞赛效果,使金氯络阴离子的吸附削减;当氯离子浓度过低时,金氯络阴离子稳定性下降。
(八)浓度对P510树脂金解吸率的影响
将载金树脂用蒸馏水洗至中性,然后别离参加质量分数:1.0%,3.0%,4.0%,5.0%,7.0%,9.0%的溶液10.0ml解吸树脂上金,解吸时刻为15min,测定解吸后溶液中金浓度,调查浓度对金解吸的影响。实验成果如图5所示。
图5 浓度对P510树脂解吸率的影响
由图5能够看出,随浓度的增大,金解吸首先增大,然后减小,质量分数为3.0%时,P510树脂的解吸率有最大值。当质量分数超越4%时,溶液会发作污浊现象。这是由于在室温下的酸性溶液中,易被氧化生成硫等氧化产品,浓度高时,未反响的在溶液中易被氧化而致溶液混浊,在不影响解吸率的前提下,选用质量浓度为3%作解吸液。
(九)解吸时刻对P510树脂解吸率的影响
将载金树脂用蒸馏水洗至中性,在烧杯中参加质量分数为3.0%的溶液10.0ml 解吸树脂上吸附的金,改动解吸时刻别离为:15,20,30,40min。实验成果如图6所示。
图6 时刻对P510树脂解吸率的影响
由图6能够看出当质量分数为3.0%,改动解吸时刻时,在30min曾经,金解吸率随时刻的添加而逐步增大;30min今后解吸率又略下降。即当时刻为30min时,金解吸率最大,挑选30min作为最佳的解吸时刻。
四、结语
P510树脂适合于从氯化系统的含金溶液中提取金,在吸附时刻为15min,浓度为1.0mol/L的条件下金的吸附率可到达99.28%。树脂的金静态饱满吸附容量为691mg/g干树脂。用解吸树脂上的金,使〔Au(CS(NH2)2)2〕+,在中性或弱碱性介质中,质量分数为3.0%,拌和解吸30min,金解吸率可到达99.85%。
能够进一步研讨P510树脂的机械强度、粒度等要素对树脂吸附金的影响,研讨该树脂在氯化系统中用于树脂矿浆法提金的功能。