用活性碳纖維回收、提取黃金的製作方法
2023-06-06 01:52:21 2
專利名稱：用活性碳纖維回收、提取黃金的製作方法
技術領域：
本發明是一種從含金物料中回收、提取黃金的方法。
從含金的濃、稀溶液中回收、提取這類貴金屬的各種方法和技術，除了冶金工業的黃金生產廣泛應用外，在工業生產的含金廢水處理也有其重要應用，因此，這方面的研究一直方興未艾。特別是低含量的黃金礦和含金工業廢水，如果不經處理對其回收、提取，讓其自然排放，除了經濟上極其浪費外，還會引起環境汙染問題。目前，常用的從溶液中回收黃金的方法主要有1、沉澱、電解沉積法。這是回收黃金的最早方法之一〔見《國外黃金參考》，№9(1982)，P19〕，它是在含金溶液中加入化學試劑，使金離子還原為單質金而沉澱、分離;電解則是往溶液中通入直流電，電解使金沉積在電極上。但是，當溶液中其他雜質離子濃度高時，以及金離子濃度較低時，使用此法的成本甚至會超過所回收的黃金價值;另外，本方法的回收率較低，回收物的濃度不夠高，還需進一步提煉。
2、溶劑萃取法。這是US№4297134和JPNo56-93836提出的，它將含金物料或金礦石溶於王水或濃鹽酸中，用乙醚、甲基異丁基酮等有機溶液萃取，然後加入氫氧化鈉溶液使金呈氫氧化物形態反萃，再用鹽酸將氫氧化金轉化為氯金酸，最後用還原劑亞硫酸鈉處理得出單質金，經過濾、乾燥和熔煉成產品。此方法的操作步驟多，黃金容易在萃取、反萃過程中損失，另由於使用有機溶劑萃取，設備複雜，且會帶來廢液處理或汙染問題，此外本法不適用於濃度較低的含金溶液。
3、離子交換法。這是US.№4168971提出的，是以含金溶液通過離子交換樹脂或纖維(陰、陽、螯合)使金吸附於樹脂上，然後用溶劑洗滌樹脂，使金解吸，再採用其他方法從解吸液中回收金。本方法的缺點是離子交換樹脂的製備比較複雜，尤其是陰離子型、螯合型樹脂，成本高;且離子交換樹脂對金的選擇性不高，其他雜質離子也同時被吸附;交換容量不高。另者，還得用溶劑把已交換吸附的金進行解吸，解吸液也要經其他方法才能提煉出金。
4、蛋白質材料吸附。US.№4289531提出利用羊毛或價格低廉的纖維蛋白質材料，如毛髮、角、蹄、羽毛與含金屬的稀水溶液接觸而吸附金屬，經灼燒後得到回收物。這方法雖其工藝簡便，經濟成本低，同樣適用於黃金的回收，尤其是含金稀溶液。但由於這些蛋白質材料對金的吸附沒有選擇性，所以還需再用其他方法把金與其他吸附物分開;並蛋白質材料在強酸條件下會腐蝕、分解，故此法不適合於冶金工業中從含酸量高的濃金溶液中提取黃金。
本發明的目的在於研究一種從含金溶液中回收、提取金的簡便方法。本發明的關鍵是選擇和使用吸附率高的活性碳纖維材料(ACF)與含金溶液直接接觸而吸附提取黃金。
本發明採用的活性碳纖維有劍麻基活性碳纖維，它由劍麻纖維製成，其比表面積為1265m2/g;苧麻基活性碳纖維，它由苧麻纖維製成，其比表面積為1000-1200m2/g;粘膠基活性碳纖維，它由粘膠纖維製成，其比表面積為1480m2/g;聚丙烯腈活性碳纖維，它由聚丙烯腈纖維製成，其比表面積為519m2/g，瀝青基活性碳纖維，它由瀝青基纖維製備，其比表面積為1300m2/g。本發明採用的活性碳纖維(ACF)是以一般的有機纖維或天然纖維為原料，經900～1000℃溫度碳化，然後在800～900℃溫度範圍內用氧化性氣體活化而製得的一種多孔型(平均孔徑為十幾個埃)的高效吸附材料。當活性碳纖維投入於含金溶液中時，由於活性碳纖維表面的特殊性能使金離子在其表面發生氧化-還原反應，金離子被還原成為單質金後並沉積在碳纖維表面，而對於其他的雜質離子，如賤金屬離子等，由於不能在碳纖維表面發生氧化-還原反應而不被吸附，這就使活性碳纖維對金的吸附具有高度選擇性。此外，由於金離子的吸附是一種化學反應過程，被吸附後的金是沉積於活性碳纖維表面而與液相分離。因此，溶液中含有的金離子能完全地被還原、吸附回收。由活性碳纖維吸附處理完畢，經過濾即得到含金的碳纖維。由於活性碳纖維是由碳、氫、氧等元素組成，容易在高溫下分解，故只須用已知的灼燒法處理即可得到純的黃金。一般情況下在金的熔點溫度灼燒即可得到金塊，而在活性碳纖維的碳化溫度下灼燒即得到金粉。
附
圖1至3為本發明所採用的活性碳纖維的特性曲線。圖1為活性碳纖維的比表面積(m2/g)與它在含金溶液中的單位重量吸附的金量(gAu/gAcF)的關係，從中可看出活性碳纖維的比表面積越大，它的單位重量在含金溶液中所吸附的金量越大。但在具體使用時，還應考慮各種活性碳纖維的製備和價格等諸因素，一般來說劍麻基活性碳纖維和苧麻基活性碳纖維的價格較便宜，約為100～200元/公斤。圖2為本發明所採用的活性碳纖維在各種酸度的含金溶液中的單位重量的吸附金量(mgAu/gAcF)的關係，從曲線可看出，活性碳纖維在各種酸度的含金溶液中的單位重量的吸附金量的變化不是很大。圖3為本發明所採用的活性碳纖維在不同溫度下在含金溶液中的單位重量的吸附金量(gAu/gACF的關係，從曲線中可看出在開頭的一段時間內，吸附是很快的，但一般超過2小時以後吸附量的增加就緩慢了。
本發明對所採用的活性碳纖維對各種濃度度和不同組成的含金溶液進行試驗各取100mg的ACF分別投入50ml廣州電鍍廠的排放廢水(含金濃度為0.49PPm)、50ml硫脲溶液浸泡金礦液(含金濃度為10.4PPm)、50ml王水溶解的Au、Zn、Cu合金溶液(含金濃度為992PPm)，50ml〔AuCl4〕-溶液(含金濃度為91.2PPm)，吸附6小時後的結果列於表1。
說明ACF對於各種濃度的含金溶液的金的吸附率是很高的。
取43.2mg的ACF投入於以王水溶解的銅、鋅、金的溶液中，在常溫下振動6小時後，經ACF的吸附處理後的溶液中其他金屬離子的濃度基本沒有變化，ACF只吸附Au，吸附量為0.98gAu/gACF，其結果列於表2。
說明活性碳纖維對於金的吸附選擇性高，對於一般金屬的吸附很小。
以活性碳纖維(ACF)與普遍的活性碳(AC)對〔AuCl4〕-溶液中金的吸附作用進行比較，其結果列於表3。
表3
試驗，以1000PPm的含金溶液用ACF吸附32天後，纖維材料增重5.05倍，且溶液中金的濃度降為0.16PPm，由此可見本方法的吸附能還能提高。
從以上的數據分析可見，治性碳纖維的抗腐蝕性能好，在強酸、強鹼的溶液中其性能不發生改變，能在強酸條件下穩定使用，故在冶金工業上的提取黃金工藝和工業廢水中回收黃金都可採用本發明的方法，本發明所採用的活性碳纖維對金的吸附選擇性好，吸附量高。並活性碳纖維可在0～200℃的溫度範圍內使用和可使用較高或較低的壓力，但在常溫常壓使用是最為方便的。
如使用25mg的活性碳纖維投入於50ml濃度為91.2PPm的〔AuCl4〕-溶液中，溶液的PH值為4～5，振動使活性碳纖維吸附1小時後，活性碳纖維已能100%地吸附金。過濾後把含金的活性碳纖維在約1000℃溫度下灼燒，即得到純的金塊，也可在高於500℃的溫度下灼燒製得金粉。
本發明的活性碳纖維在含金溶液中的吸附時間主要根據所投入的活性碳纖維量、溶液中金的濃度和溶液的量決定。一般在根據溶液中的金的含量，投入1克金1克活性碳纖維的情況，於常溫常壓和溶液振動時，2小時就可基本把溶液中的金吸附完畢。
本發明的實施方法簡便，所用的設備少，適用範圍廣，能廣泛地推廣在工業生產中並取得顯著的經濟效果。
權利要求
1.一種從含金溶液中提取黃金的方法，其特徵是根據溶液的含金量和投入的活性碳纖維的重量比投入活性碳纖維，活性碳纖維與溶液接觸並吸附金，接觸一段時間後溶液中的金離子與活性碳纖維結合生成不溶於水的物質，然後把已吸附了金的活性碳纖維進行過濾與溶液分離，吸附了金的活性碳纖維經高溫灼燒得到黃金。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是活性碳纖維與溶液含金量的投入重量比在1∶1情況，碳纖維與含金溶液的接觸時間為1至2小時。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵是對吸附了金的活性碳纖維的高溫灼燒可在金的熔點溫度灼燒或在活性碳纖維的碳化溫度以上灼燒。
全文摘要
用活性碳纖維回收、提取黃金。本發明是一種從含金物料中提取黃金的方法。本發明是將活性碳纖維與各種濃度的含金溶液接觸以吸附金，接觸一段時間後把吸附材料與溶液分離，經灼燒後得到黃金。本發明的方法簡便，所用設備少，適用範圍廣，經濟效益顯著。
文檔編號C22B3/24GK1043161SQ8810827
公開日1990年6月20日 申請日期1988年12月5日 優先權日1988年12月5日
發明者曾漢民, 朱世平, 陸耘 申請人:中山大學