化學(xué)選礦——演示文稿[1].4

1、第四章 離子交換與吸附,第一節(jié) 離子交換吸附(樹脂交換) 離子交換過程的應(yīng)用：目前主要用于核燃料的處理、稀土元素分離、化學(xué)分析、工業(yè)用水的軟化、污水凈化及高純離子水的制備等。近年來，在浸出礦漿中富集金、銀及稀有金屬日益受到重視。 生產(chǎn)過程包括：吸附(交換)、淋洗(解吸)和樹脂轉(zhuǎn)型后的再吸附。 生產(chǎn)中離子交換樹脂和活性炭一樣，可以直接添加，也可邊浸出邊吸附。,樹脂交換與活性炭吸附情況比較,活性炭：選擇性好、吸附速度較快、吸附周期短、在吸附槽中的濃度易于控制、易磨損、產(chǎn)生粉炭機(jī)率多、金屬回收率低。 樹脂：彈性好不易磨損、金屬回收率較高、交換的總成本較低、交換容量低、交換速率小、吸附周期長(zhǎng)。 二者各

2、有利弊，只是生產(chǎn)中人們易于直觀覺察的是活性炭易磨損。因而，有人主張用樹脂取代活性炭 。,交換劑分類,一、離子交換樹脂,(一)結(jié)構(gòu) 樹脂是一種具有三維空間多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子固體化合物，其中含有可供交換的基團(tuán)，均勻分布于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。依據(jù)交換基團(tuán)的性質(zhì)，可分為陽離子型和陰離子型交換樹脂兩大類。 陽離子交換樹脂的交換基團(tuán)為酸性基團(tuán)，在水中可解離出H+，能與水中的陽離子進(jìn)行交換吸附。 陰離子交換樹脂的交換基團(tuán)中可解離出OH型離子，可與水中的陰離子交換。,一、離子交換樹脂,（二）交換樹脂的性質(zhì) 1、物理性質(zhì) 包括：外形和粒度、 密度、樹脂的水分、膨脹性、機(jī)械性能等。 樹脂粒度為0.81.8mm，吸附清液

3、用的粒度為o.3o.9mm;樹脂的濕視密度(假密度)為o.6o.9tm3，膨脹后的真密度(濕真密度)為1.1 1.4tm3;水分大約在4050之間;膨脹不可逆性;,一、離子交換樹脂,2化學(xué)性質(zhì) 包括：酸堿性 、交換容量（單位質(zhì)量或體積的離子交換樹脂所具有的或發(fā)揮作用的離子交換基團(tuán)量的總稱）、全交換容量 、 濕基交換容量 、平衡交換容量 、 工作交換容量 、再生度和失效度 、離子交換吸附的化學(xué)反應(yīng)等。,二、樹脂交換的工藝操作,(一)樹脂的預(yù)處理 (二)樹脂的交換工藝操作業(yè)條件 包括:1吸附(交換) ;2淋洗(解吸)作業(yè)。 (三)樹脂中毒及處理,三、離子交換樹脂在選礦中的應(yīng)用,(一)強(qiáng)堿性陰離子樹

4、脂吸附金、銀和鎢 (二)弱酸性陽離子樹脂凈化鉬,第二節(jié) 活性炭吸附,活性炭吸附用于: 一、活性炭的性質(zhì) 1、從金銀的氰化浸出液中提取金、銀； 2、從氯化物溶液中吸附鉑、銣、釤和釔等； 3、從酸性溶液中選擇性地分離錸和鉬； 4、污水處理以及空氣凈化等諸多領(lǐng)域。 包括:吸附、解吸(淋洗)、電積和炭再生等作業(yè)。 二、活性炭的吸附曲線,第二節(jié) 活性炭吸附,三、活性炭的吸附機(jī)理 (一)物理吸附說 活性炭晶體是由諸多晶面組成的，晶面上碳原子呈六方形格子排列，每個(gè)碳原子以共價(jià)鍵與相鄰的三個(gè)碳原子相鍵合，晶格中形成空穴或空隙，處于晶體邊緣這些空穴或空隙將出現(xiàn)未飽和鍵，具有吸附活性。空隙度愈高表面積愈大，其活性

5、點(diǎn)就愈多，吸附活性將愈大?；钚蕴康奈绞怯捎诜兜氯A力引起的物理吸附。,第二節(jié) 活性炭吸附,(二)電化學(xué)吸附說 活性炭與氧接觸時(shí)被還原為羥基，并析出過氧化氫，碳失去電子而荷正電，故可吸附陰離子，其反應(yīng)為： 02+2H20+2eH202+20H C一2eC2,第二節(jié) 活性炭吸附,(三)離子交換說 含金浸出液中的Au(CN)2在與活性炭作用時(shí)滯留在活性炭的微孔內(nèi)壁的活性中心上，這種活性中心(稱為氧化性點(diǎn))能釋放出陰離子并與Au(CN)2 進(jìn)行離子交換反應(yīng)，從而使Au(CN)2 吸附于活性炭上。,第二節(jié) 活性炭吸附,（四) 雙電層說 金氰絡(luò)離子Au(CN)2在活性炭微孔壁上活化點(diǎn)吸附后，形成局部負(fù)電區(qū)

6、，在靜電作用下，礦漿中的正離子Me+產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)，并與Au(CN)2形成雙電層，雙電層不穩(wěn)定并進(jìn)而形成離子偶MeAu (CN)2。離子偶在CO、H2及H2O等的氧化還原作用下，最終形成Au(CN)2、Au及Au3CN等。,第二節(jié) 活性炭吸附,四、炭漿法提金工藝 炭漿法:活性炭與浸出礦漿直接接觸，礦漿中的一價(jià)金氰化物被選擇性地吸附到活性炭上，再從礦漿中提取載金的活性炭，留下的礦漿即為尾礦。 (一)炭漿法的分類：根據(jù)炭漿法提金工藝的發(fā)展，目前，由于提金工藝上的差異又分為炭漿法和炭浸法。 炭漿法是指礦石在浸出槽中浸出后，將浸出礦漿送至吸附槽中用活性炭吸附，浸出與吸附分別在各自的槽中進(jìn)行。炭浸法則是浸

7、出與吸附在同槽中進(jìn)行，這種槽稱為(浸出)(吸附)槽。,第二節(jié) 活性炭吸附,(二)炭漿法的特點(diǎn) (1)置換法要求浸出礦漿必須先進(jìn)行固液分離，得到的含金貴液需要脫氧，炭漿無此要求。 (2)置換法難于適用于含礦泥量大或要求細(xì)磨的礦石。炭漿法可以得到較高的工藝技術(shù)指標(biāo)。 (3)炭漿法可加速金的浸出速度。 (4)炭漿法的基建投資較低。 (5)炭漿法所得電積金粉品位較高，易于熔鑄。,附頁,金的浸出率較高。置換法加鋅提金工藝，是在液固分離之后在載金貴液中進(jìn)行的，對(duì)金的浸出率已不再有任何影響；而炭漿法則是礦石、氰化液和活性炭直接接觸，即礦石中的金在氰化浸出后，立即被活性炭所吸附。這就使炭漿中氰化液浸出液含金濃度處于較低狀態(tài)，從耐有利于浸出率的提高。,第二節(jié) 活性炭吸附,(三)炭漿法提金工藝的基本程序和操作 1吸附 2解吸(淋洗) （包括常壓解吸、高溫解吸和酒精解吸） 3電沉積提金 4脫金炭再生(解吸炭的再活化),第三節(jié) 離子交換吸附和炭吸附設(shè)備,離子交換吸附和炭吸附設(shè)備可分為：吸附柱和吸附槽兩大類。 一、清液吸附 經(jīng)固液分離后所得含有目的組分的清液可采用固定床吸附柱吸附或移動(dòng)床吸附。 (一)固定床吸附柱(塔) 主體是一個(gè)碳鋼圓柱體，內(nèi)襯防腐蝕層，底部裝有沖洗水布液系統(tǒng)，上部裝有原液和洗滌劑的布液系統(tǒng)。,固定床吸附塔,第三節(jié) 離子交換吸附和炭吸附設(shè)備,(二)連續(xù)逆流吸附塔 塔身為一