黄金吸附离子交换树脂

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黄金吸附离子交换树脂

　传统上使用活性碳吸附金子。珍贵的金会被活性碳吸附于表面，再藉由洗涤或直接焚烧以回收金。使用离子交换树脂回收贵金属比活性碳还具有多方面的优势， 因为藉由特殊制造过程中， 我们可以在其结构上的有效官能基上置入具有选择性的离子，以选择性的吸附此贵重金属。因此，由于具有经济考虑优势， 离子交换树脂普遍被使用于贵金属回收。而大部份使用阴离子交换树脂来交换吸附贵金属。

用化物萃取金的过程中， 金会以阴离子的氰化金型式存在，既Au（CN）2- ; 再经由强碱或弱碱的阴离子交换树脂交换回收。如 Tulsion® A-21S（强碱），Tulsion® A-27mp（强碱）及Tulsion® A-2X mp （弱碱） 。
（a） 强碱离子交换树脂方面的应用 :
此型的强碱型阴离子树脂具有四级铵的官能基，在高pH 值的溶液中，藉由交换氯离子的相反离子来吸附Au（CN）2- ; 其反应机构如下：
XxxNR3 *X + Au（CN）2- ----> xxx NR3 * Au（CN）2 + X
再藉由更强的阴离子树脂或是用其它的化学反应， 将吸附的金洗涤出。通常经济实惠的替代反应是用化锌或是用硫代酸盐将金洗出， 如下：
XxxNR3*Au（CN）2 + SCN+ ----> xxxNR3*SCN + Au（CN）2
XxxNR3*Au（CN）2 + Zn（CN）4 2+ ----> [xxxNR3*]2 Zn（CN）4 + 2 Au（CN）2
不管以上是用何种方法洗涤出金错化物，此强酸型阴离子树脂终都用硫酸或硫酸铁将其转换回硫酸盐型式，以利下一次的金吸附的反应机构模式。其回复的反应机构如下：
XxxNR3*Au（CN）2 + SC（NH2）2 + 2H2SO4 --> xxxNR3*HSO4 + 2 HCN+[Au{SC（NH2）2}2]+HSO4-
b） 弱碱型阴离子交换树脂的应用 :
另一种是用弱碱型的阴离子交换树脂。由于此弱碱型的阴离子树脂都是以自由基型式存在， 所以
先用酸处理之后， 再用来吸附金。其反应机构如下：
XxxNR2 + HX ----> xxxNR2H*X-.
XxxNR2 H+X + Au（CN）2 ----> XxxNR2 H+Au（CN）2 +XXxxNR2
H+Au（CN）2 + NaOH ----> XxxNR2 + Na+Au（CN）2 + H2O
因为离子交换树脂的高交换容量且可以得到较高的处理量， 对于小型的操作系统模式， 通常都会用焚烧来取代洗涤的方式来回收金。
Tulsion® A-21 S 是一款聚苯乙烯架构的强碱型阴离子交换树脂。它具有的化学性能的特殊的铵官能基，并且由于其天然的无裂纹特性而具有的操作性能。对于弱酸，强无机酸和卤化物等具有的操作性能。广泛的应用于金矿，电镀，废电子回收金等行业，具有高交换容量，低泄露，强选择性等优势，甚至可以在搞钴镍等的环境下，提取吸附化金等贵金属。


典型特性（TYPICAL CHARACTERISTICS）： Tulsion® A-21 S
型式/Type 强碱性阴离子交换树脂/Strong base anion exchange resin
主体结构/Matrix structure 交联聚苯乙烯/Cross-Linked Polystyrene
物理型式/Physical form 湿润球状/Moist Spherical beads
离子型式/Ionic form 氯/Chloride
总交换容量/Total exchange capacity 1.3 meq/ml
目数/Screen size USS（wet） 16 to 50
粒径/Particle size 0.3 - 1.2 mm
湿度/Moisture content 54±3%
PH范围/PH range 0 - 14
反洗密度/Backwash settled density 42 - 44lbs/ft3（670 - 710 g/L）
溶解性/Solubility 不溶/Insoluble in all common solvents


操作条件特性（TYPICAL OPERATING CONDITIONS）： Tulsion® A-21 S
大操作温度/ Max Operating temperature 60℃
树脂床高度/Resin bed depth 800 mm
大流速/Maximum service flow 60 m2/hr/m2
逆洗膨胀空间/Backwash expansion space 60 - 75%
逆洗流速/Backwash flow rate 5 - 10 m?/hr/m?
再生剂/Regenerant NaOH
再生程度/Regeneration level 40 - 160 g/l
再生剂浓度/Regenerant concentration 4-5%
再生流速/Regeneration flow rate 5- 10 m?/hr/m?
再生时间/Regeneration Contact time 30- 60 min
再生慢流速/Regeneration slow rinse 2 BV minimum
慢冲洗流速/Slow rinse flow rate 再生流速/At regeneration flow rate
快/Fast 工作流速/At service flow rate
快冲洗量/Fast Rinse Volume 4- 6 BV


测试（TESTING）： Tulsion® A-21 S
离子交换树脂的抽样和测试是按标准的测试程序，即ASTMD - 2187和IS - 7330，1998.


包装（PACKING）： Tulsion® A-21 S

Super Sack


1000 lit


Super Sack


35 cft

MS drums


180 lit.


MS drums


7 cft

HDPE lines Bags


25 lit.


HDPE lines Bags


1 cft



测试说明： Tulsion A-21S



1. 前言

对于实验室用于测试A-21S树脂的吸附氰化金效果及交换容量的实验 , 一般均是采用直立式透明的玻离管 。于进口及出口管端加上控制流量的阀门以能调节流量来测试及决定A-21S的操作交换容量 , 然后计算出实际的吸附氰化金树脂使用量及桶槽的规格等。上端的 Connector 可以用来转换成逆洗(Backwash)及采水。

测试用溶液或是清洗用的水分别用不同的管子 (Tube) 连结到此设备 , 然后以重力方式经由控制阀门 (Screw Clip Valve) 送到此玻离管并藉由微量的流量计来计录及计算流量 。(请参考以下的实验用图 B)

测试用的溶液样本以瓶子或烧杯填装 , 每次取样的时间以不超过1Hrs 为理想 。Tulsion A-21S离子交换树脂为交联聚苯乙烯单体 ,具有吸附氰化金等的官能基。此树脂为吸附化金等树脂，其官能基对于化金等离子的吸附具有很强的电子亲和力(Affinity) , 因此绝大部分的化金等离子都会被此树脂吸附掉。 测试用的溶液分别以批次分别慢慢的倒入已装填A-21S的玻璃管, 来当成是连续性的采水部骤。整个氰化金交换反应在上层的树脂床是快的, 直到上层A-21S的交换容量慢慢耗尽后 ,才由下层的A-21S树脂继续交换其它剩余的化金等离子 。因此当测试用的溶液由上往下经过树脂床时 ,会有一个有效的交换区 , 直到所有的A-21S树脂的交换容量完全耗尽为止。 下图A显示每个交换过程。

2. 测试A-21S的交换容量过程

此测试步骤为决定A-21S的吸附氰化金操作交换容量 ,以运用于正式的工业用途。并可藉此步骤决定A-21S的交换终点及效果。如下 :

Ø 决定交换化金离子的交换容量

Ø 如何使用A-21S

Ø 决定采水流量

Ø 使用过后的树脂特性

目的 :

终目的是测试A-21S吸附化金的效果，并计算出A-21S吸附化金的总工作交换容量 , <化金 gms / A-21S ml >

实验器材及步骤 :

1. 玻璃管的尺寸 :取 1”直径及120 cm 高 , 或是更大的直径120 cm的玻璃管；

2. ,先用纯水填满玻璃管到一半的高度 , 取适当的欲测试的A-21S数量 , 慢慢填入此玻璃管 (注意 : 请务纯水来填充A-21S 。请务必小心填充树脂 , 以避免树脂外漏到管外, 减少误差。

3. 连接额外的管路 (如图 B所示) 到此玻璃管 , 并以纯水逆洗此树脂床至少40%的树脂床高度 , 逆洗10 – 15 分钟 (mins)(请使用原厂的A-21S样本)

4. 逆洗过后 , 排掉纯水 ,让树脂静置沉降过后 , 请小心记录树脂床高度

5. 分析原水水质

6. 出水水质的氰化金含量标准 , 请自订

7. 采水流速 : 5–20 BV/Hr

8. 开始采水测试直到预先设定的出水水质的化金含量标准为止。

9. 记录此采水流量。按预先设定的固定时间,分析此处理过后的水质;或按预先设定的出水水质要求,分段分析此水质。

10. 当水质达到预先设定的标准时,终止此采水。然后计算此A-21S的总工作交换容量

11. 计算此工作交换容量并转换成 <可交换金克数 (mgs) / 每公升(Liter)A-21S树脂>计算公式如下 : A-21S工作交换容量<金g/L A-21S> =（原水总氰化金含量ppm x总采水量）/(总 ml of A-21S 数量)

12. 测试几次采水 (Cycle) 求平均数

13. 在每次采水 (Cycle) 后 , 以预先设定的逆水总水量及纯水 , 先逆洗树脂床 10 mins.
表 B (Table B) 所列为取样1000 ml 的A-21S, 出水水质为 2 ppb化金, 所作的测试表格。实际决定的树脂量 , 将会有所改变。可以参考其表格制作

Table "A" Operating Parameters
Step
Liquid Flow BV/H
Volume BV/H Time (min)
Backwash


DM Water

(CCR)
Till 40% expansion 2 10-15
Slow Rise

DM Water

CO-CU

4 4 10
Service Flow

Influent


5-20 Test Test

Table "B" Operating Parameters

Cycle No: A-21S Volume:1000 mL

Date: Bed high: 1200 mm

Start time: Termination time:

Sample

Sr.No.


Service Flow

BV/H


Volume

collected Lits
金

ppb
Others
1
2
3
4

Total Volume
Liters

注意 : a) 请每隔1小时再取原水水样作重复测试 。

b) 所有的测试数据 , 请以表 B 做为记录参考依