在AgCl—NaCl体系中用炭棉吸附银

在AgCl—NaCl体系中用炭棉吸附银 在AgCl—NaCl体系中用炭棉吸附银 — q 贵金属PreciousMetals1997,I8(1) 在AgCI—NaCI体系中用炭棉吸附银 (贵金属研究所,昆明65022I) StudyofAdsorptionofAgwithACFinAgCI—NaCISolution ShuiChengjingandLuYnehua(InstituteofPreciousMetals,Kunming650221) .f.o;z AbstraetAmethodofAdsorptionofsilverwithactivatedcarbonfiher(ACF)from AgCI—NaC1solutionwasdeveloped.Theinfluencesofthefactors,suchastheadditionof thiourea,theconcentrationsofCTU],Ag,Ca,theadsorptiontime,pH,andtempera— turnontheadsorptionofAgweredetermined.Itwasshownbytheexperimentalresults thattheadsorptionrateofAgofmorethan97%andtheadsorptioncapacityof71kg Ag/tfACF)wereobtainedItcanbeforecasedthattheresultswouldbeimprovedundera optimalconditions- SubiectwordsSilverchloride,Adsorption,Silver,Activatedcarbonfiber 片摘要探索了用纱状炭棉从AgCi-NaCi体系中吸附Ag的方法.在现有文献及前期 工作 基础上,考察了硫脲添加方式,硫脲浓度,Ag浓度,吸附时间,溶液酸度,Ca浓度以 及温度对吸附效果的影响.考虑综合经济效益,指出的合理条件为:吸附前采用硫 脲浸泡 炭棉;硫脲浓度:3g/L;Ag十浓度;0.073g/L:吸附时间:1.5h;炭棉浸泡时间: 30min;溶液酸度:自然中性;Ca浓度:1000ppm;吸附温度:室温(25??).以上 条件实验较好的吸附率达到97%,吸附量也达7lkg/t,在优化组合条件下将会有更 好的 吸附效果. 主题词皇矍生 分类号TF111-311 — 1前言 凇滥船崤, 金银的湿法冶金中重要的是如何有效地从浸出液中回收Au,Ag.目前,利用活性炭材料对金 银络合物的选择性吸附来达到此目的.活性炭纤维(ACF)是一种新型高效的吸附材料,较之粒 状或粉状活性炭,具有面积大,孔径分布窄,微孔多,吸附量大,吸附速度快,再生容易等一系 列优异性能,而且对低浓度有害物具有较高吸附率,在工程应用上具有更大的灵活性,可制成纱, 布,毡,蜂窝结构等形式,满足各种用途的要求" 本文针对氯盐浸银的氯络合物中如何提取银的问题,通过硫脲浸泡炭棉吸附Ag的方 法,综合考察了吸附率和吸附量两指标,指出在经济上可行的吸附量及其它条件下,吸附率已 达到要求,并预见在综合实验条件下会取得更可喜的效果. 199s—O1—17收稿 16贵金属 2实验 2.1实验原料:实验用吸附材料是由广州中山大学材料研究所提供的BVACF活性炭纤维 溶液用HNO溶解纯银后用氯化钠沉淀出AgCI,再用饱和NaC1溶液溶解沉淀,得到Ag以氯的 络离子形式存在的AgCI-NaCI体系,通过原子吸收方法标定Ag浓度备用. 2.2仪器及方法:主要仪器有:RDB-TB蠕动泵,78一l磁力加热搅拌器,CS50型超级恒温 器.实验时抽取一定体积的储备液到容量瓶中,用分析纯饱和NaCI溶液稀释至刻度作为待吸液; 称取适量的ACF,在指定浓度的硫脲溶液中浸泡一段时间后,取出并挤于当中游离的硫脲,将此 ACF装入一只与蠕动循环泵连接的玻璃管内,在设定条件下通过蠕动作用让待吸液连续地通过管 子与ACF接触实现循环吸附过程,到规定时间后从残液中抽取样品用原子吸收法测定残披Ag浓 度;根据吸附前后A浓度的变化,可计算出各种条件下ACF对A的吸附率和吸附量; 3结果与讨论 结合实际目标及现有实验基础,进行下列儿组实验. 3.1硫脲加入方式对吸附的影响:据Roato,Lucia等"报道,用硫脲从Zn浸出渣中回收 Ag,当有活性炭存在时,Ag同时被浸出和吸附在活性炭上,可获得高的回收率.但不主张将硫脲 直接加入浸出液中,而采用硫脲浸泡活性炭的浸出法,提取一吸附银一次完成,以减少硫脲对滤液 的污染. 实验用100rng炭棉在100ml4g/L浓度的溶液中浸泡30rain后取出,用滤纸吸于游离硫脲后 再装入循环管内,对100ml浓度为0.0735g/L的待吸液吸附1.5h,获得Ag吸附率为65%,而同 样条件下往待吸液中直接加入4g/L硫脲液lml时,吸附陡增,已超过98.4%.由此可见,直接 补充少量硫脲液,对吸附效果的影响是显着的.为此,作者提倡在处理具体问题时,根据待吸液中 有价元素的情况,视待吸液经提过银后是否可抛弃或能否设法避免硫脲影响后面处理过程,考虑综 合利用硫脲浸泡炭棉或直接加入待吸液两种之一 3.2硫脲浓度实验:硫脲浓度是指炭棉浸泡于其中的硫脲溶液的浓度.实验在不同的硫脲浓 度下进行了对比研究.其它条件为:待吸液浓度:0.073g/L;体积:100ml;循环速度: 27.5ml/min;常温下吸附1.5h;100mg炭棉浸泡30min.实验结果见图1.由图l可见,硫脲浓 度对吸附效果的影响十分显着,尤其在低浓度区,吸附率,吸附量均随硫脲浓度增大而提高较快, 3.0g/L以后变化缓慢,5.0g/L时吸附率已近98%但在今后的条件试验中,为了使不同条件下 的结果区分明显,采用3.0g/L的浓度,若实际用应时,可综合考虑多种因素,选取合理经济的浓 度条件 3.3Ag浓度实验:条件为硫脲浓度3.0g/L;体积100ml;炭棉100mg;浸泡时间30min; 待吸液体积】00m];循环流量275m]/min;吸跗温度为常温;吸附时间1.5h.实验结果见图2. 由图2可见,吸附率随A浓度增加而降低,吸附量则增加.两曲线在0.O7,0.1g/L处发生较大 转折,当浓度大于此值后,吸附率的降低比吸附量的增加快,所以兼顾二者,对此种炭棉合理的 Ag浓度应取0.07--0.Ig/L之间. 3.4吸附时间:实验在变化吸附时间情况下进行,其余条件同3.2,仅硫脲浓度为3.0g/L, 其结果见图3.由图3易看出,在短时间内,吸附率随时间延长上升很快,但1.5h后,上升缓慢 甚至停滞.故在小试时,采用l5h比较经济,如规模扩大,条件变化时,再具体考察时间对吸附 的影响. 一 赫-. 贵属17 图,硫脲浓度对吸附的影响 Fig.1Influenceoftheconcentrationof thioureaontheadsorptionofAg t,h 图j吸附时间的影响 Fig.3Influenceofadsorptiontime Ag,g/L 图2Ag浓度对吸附的影响 Fig.2Influenceoftheconcentrationof AontheadsorptionofAg t.nlin 暑 ?' 图4炭棉浸泡时间的影响 Fig.4InfluenceofthedippingtimeofACF 图5酸度对吸附的影响 Fig.5Influenceoftheacidity 量- ? .篮 n1'l'啼/t m,l【g/ 18贵金属 3.5炭棉浸泡时间:改变炭棉浸泡时间考察对吸附效果的影响,实验条件同33,结果见图 4.由图4可见,炭棉浸泡在短时间内完成.浸泡10min后,延长时间对吸附的影响已经很小.浸 泡10rain的炭棉对Ag-的吸附率已经达到90%以上,吸附量也趋于稳定水平,约为67.Okg/t.这 与炭棉优良的吸附性能有关,为了可靠起见,以下的实验仍然采用30min的浸泡时间. 3.6pH值的影响:在炭棉吸附的过程中,溶液酸度会随吸附过程而变化,同时pH值也会影 响吸附效果;这可以通过ACF的吸附机理即氧化还原机理得到一些解释符若文等就此进行 研究,测定了ACF氧化还原反应前后溶液pH值的变化及相应的氧化还原容量,发现反应后溶液 的pH值总是降低,但是不同金属离子与不同ACF反应后溶液pH值降低的程度与氧化还原容量 之间的关系并无一定规律.这说明ACF与金属离子反应时,并非只有>c—oH基团参与反应,还 有>c—H或>C=0参与反应.由于不同样品反应时,各种基团参与反应的程度不同,而生成的新 基团酸性又不一样,所以出现了反应后pH值下降及其氧化还原容量关系无一定规律的结果 作者考察了酸性范围内,同3.2的条件下,硫脲浓度为3.0g/L,改变pH对吸附的影响,结 果见图5.由图可见,在酸性范围内,pH值对吸附的影响近似于线性变化,pH值越太,吸附效 果越佳.与作者的前期研究结果是一致的,同时前期工作还表明,在碱性范围内,pH值影响 已不明显,且介于碱性pH>12后,ACF的某些性能会被破坏,故以下实验中待吸液均采用自然 中性 3.7ca浓度的影响:银在炭棉上的吸附,与吸附介质中的其它离子浓度和性质有关,如 Pb,Ca,Na都会对吸附有不同程度的影响.从所作的实际工作"和文献0知,Ca:阳离子 的影响比较显着,针对实际目标体系浸出Ag过程引人了大量ca,故重点考察Ca2+的影响. 实验采用3.0g/L硫脲浓度,其余条件同3.2,改变c浓度,其结果示于图6.由图可见, 吸附率及吸附量都随ca浓度有较大变化,超过1000ppm后变化较缓慢,考虑到cJ浓度过高反 而会引起沉淀及影响综台经济效益,ca浓度采用IO00ppm比较合理. [Ca2】,ppm 图6(C口)对吸附的影响 Fig.6Influenceof(Ca)ontheadsorption 3.8温度的影响:温度变化对吸附介质,添加剂等的性质有影响,显而易见,温度是影响吸 附效果的重要因素.本实验采用3Og/L硫脲浓度,其余条件同3.2改变温度对吸附效果的影响见 图7.由图可见,室温至4O?之间,吸附率及吸附量随温度升高而缓慢降低,而>4O?,吸附率及 吸附量急剧下降.这种变化规律可从文献上找到依据.因为硫脲对吸附的影响至关重要,而加 布拉的研究指出,温度>60?时硫脲开始分解,使得溶液中硫脲量降低,影响吸附.故应采用 室温,既可提高效果,又可简化操作. 暑. l【? 贵金属 4结论 T.? j图7温度对吸附的影响 Fg?"n."ce..... 4.1试验考察了硫脲掭加方式硫脲浓度A浓度,吸附时闸,炭棉浸泡时间溶液酸度, Ca浓度吸附温度8个影响因素,得出的合理条件为:用硫脲浓度3,0g/L的溶液浸泡炭棉 30min,吸前液A浓度0.073g/L;吸附时问1.5h;溶液为自然中性;Ca浓度1000ppm;吸附 温度为室温.单因素条件实验最佳效果为吸附率97.95%,吸附量71.5kg/t 4.2条件实验表明,影响较大的因素为:硫脲浓度,Ag浓度Ca浓度,温度等,有待进行 动力学研究. 4.3针对本期工作提出:?在单因素实验基础上,进行优化组合实验,为实际应用提供更充分 的依据;?对重要影响因素进行动力学方面的探索工作;@有针对性地考虑实际目标体系中的多种影 响因素. 4.4现有的工作可以说明,硫脲浸泡炭棉提取Ag应用前景大,值得加强研究. 参考文献 】曾汉民,鄣锅坤,中太科研情报,】98l,(1],l 2北原文雄,色材学会志,】970.43.494 3桑原伊腾.色材学会志,l972.45.638 4Rosato,lucia等.株冶科技.1992,(3) 5欧洲专刊.ZP0257548 6符若文.曾汉民.台成纤维工业.1990,13(3, 7陆跃华水承静.利用活性炭纤维(ACF)从含金渍中吸附金.(待发表),]994 8谢宁涛(译).贵金属,1978.(2)j64 9黎鼎鑫等编,贵金属提取与精炼,中南工业大学出版社,长沙,1991.205