活性炭是一族吸附物的总称。活性炭的种类较多,按原料来源主要分三大类:煤质炭、果壳类和木质类。世界各国生产的活性炭品种多达数千种,其中许多品种为专用炭,也有不少是用于脱色、脱臭和脱除有害组分的制药、制糖、味精、冶金、化工和环保等用炭。用于从氰化浸出矿浆中吸附回收金、银的专用炭起步较晚,现今的最佳品种是椰壳炭,但各国也有几十个牌号。其次是杏核、橄榄核、桃核等果核炭以及多种人工合成炭。
在活性炭的诸多特性中,孔穴大小是一项重要指标。由于炭能吸附碘分子的孔穴直径最小为1.Onm,它与活性炭从氰化液中吸附金要求的孔穴直径相近,故碘值是衡量提金活性炭的一个重要指标。且提金炭必须具有小的孔穴直径、大的孔穴体积和很高的比表面积。此外,品质优良的提金炭必须具有良好的耐磨性,能在恶劣的操作环境中,多次和长时间经受剪切、压缩、碰撞等作用力而保持结构完整,和尽可能小的磨削损失。选择活性炭的种类时,主要考虑炭质强度、吸附速度和吸附容量等。对其活性、孔径、表面积、孔容积等特点都有严格要求,选用原则取决于技术上适用,经济上便宜及货源上有保证。
由于现今各国生产的椰壳活性炭有几十个牌号,能用于从炭浆法中提金的椰壳炭(其他品种炭可参照)其物理性质和化学吸附特性列于表2。
表2 典型提金椰壳活性炭的物理、化学特性 | ||
分类 | 技术特性 | 数值 |
物理性质 | 颗粒密度(汞置换法测定)/(g·mL-1) | 0.8~0.85 |
堆密/(g·mL-1) | 0.48~0.54 | |
孔穴大小/mm | 1.0~2.0 | |
孔穴容积/(mL·g -1) | 0.7~0.8 | |
球盘硬度(ASTM,即美国实验材料标准)/% | 97~99 | |
粒度①/mm(目) | 1.16~2.36(14~8) | |
灰分/% | 2~4 | |
水分/% | 1~4 | |
化学吸附特性 | 比表面积(N2,BET.,即布伦纳-埃米特-特勒氮测定法)/(m2·g -1) | 1050~1200 |
碘值/(mg·g -1) | 1000~1150 | |
四氯化碳/% | 60~70 | |
苯值/% | 36~40 | |
①用细粒炭吸附效率高,随着磨矿细度的提高和筛分技术的改进,现今用炭多为-2.36~+0.83mm。 |
我国活性炭种类、性能见表3。目前,我国炭浆工艺多选用杏核炭(国外广泛使用椰壳炭)。至于从溶液中吸附金(活性炭柱)则用煤质炭也可以。
表3 国产活性炭种类性能 | ||||||
炭种类 | 粒度/mm | 金吸附率/% | 金吸附量/(g·t-1) | 强度磨损率/% | ||
30min | 60 min | 90 min | ||||
CH-16型杏核炭 | 1.7~0.6 | 55.32 | 61.7 | 73.4 | 6075 | 5.4 |
CH-15型杏核炭 | 0.71~0.3 | 73.3 | 84.9 | 87.1 | 6860 | / |
大粒椰壳炭 | 1.7~0.6 | 42.13 | 58.54 | 70.37 | 8045 | 8.03 |
小粒椰壳炭 | 0.71~0.3 | 67.8 | 81 | 83.5 | 7700 | / |
ZX-15煤质炭 | Φ1.5×3 | 33.6 | 45.54 | 54.05 | / | 15.12 |
橄榄核炭 | 0.6~0.3 | 70.74 | 85.11 | 88.33 | 7285 | / |
棒状木质炭 | Φ3×3 | 33.33 | 38.89 | 38.89 | / | / |
球状煤质炭 | 1.7~0.6 | 17.02 | 23.4 | 39.79 | 5610 | / |