王文　宋翔宇　張振　許來福　張紅濤

摘要：活性炭因具有優(yōu)異的吸附性能和來源廣泛等特點，在黃金工業(yè)提金工藝生產中得到廣泛應用。總結了提金活性炭制備材料、結構性能的研究現(xiàn)狀，介紹了活性炭的制備方法及活化手段，其中活化手段主要分為物理活化法、化學活化法和物理-化學聯(lián)合活化法，且化學活化法效果最佳、應用最為廣泛。闡述了氰化浸金體系和非氰浸金體系提金活性炭的應用現(xiàn)狀及新型活性炭吸附材料在提金工藝中的應用，并從提金活性炭廣普適應性、生產原料、選擇吸附效果和機械強度等方面進行了分析和展望。

關鍵詞：活性炭;提金;活化;吸附;改性

中圖分類號：TF831文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2022）01-0083-08doi：10.11792/hj20220114

基金項目：國家自然科學基金項目（51874259）

提金活性炭主要是由果殼類物質經過碳化、活化制備而成，最常見的是椰殼炭。果殼類物質中含有的有機成分在高溫碳化過程中分解并以氣體形式逸出，因此果殼活性炭具有大量孔隙結構。果殼活性炭因具有豐富孔隙結構和較好的強度，且其表面含有多種具有催化活性的官能團，所以對金氰絡合物表現(xiàn)出優(yōu)異的選擇吸附性能，在黃金工業(yè)炭漿吸附提金工藝中得到廣泛應用[1-2]。本文詳細論述了提金活性炭材料的制備技術及應用研究現(xiàn)狀，并對提金活性炭材料的研究方向進行了討論，以期對提金活性炭行業(yè)的發(fā)展提供有益借鑒。

1提金活性炭的性能要求與制備技術

1.1提金活性炭的性能要求

1.1.1炭漿工藝對活性炭的要求

利用活性炭對金氰絡合物的選擇性吸附作用從氰化礦漿中提金的工藝稱為炭漿工藝（Carbon in pulp，CIP）。該工藝主要包括以下幾個步驟：①在氰化浸出槽中加入活性炭從礦漿中吸附金，當吸附結束后通過提炭篩分離出載金炭;②在解吸塔中對載金炭進行解吸，金炭分離，產出含金貴液和貧炭;③利用電積或鋅粉置換等方法處理含金貴液，形成粗金泥產品，再通過電解精煉等工藝生產金錠;④貧炭通過酸洗焙燒等工藝進行再生處理，恢復活性后循環(huán)利用。

提金活性炭首先要具有對含金絡合物的選擇性吸附能力，即在活性炭制備后繼續(xù)采用一些方法提高活性炭的相關性能，使其比表面積更大、微孔比例更高、表面含氧官能團數量更多等[3]。由于在炭漿吸附過程中，活性炭需要加入到攪拌的礦漿中進行吸附作業(yè)，然后采用提炭篩分離出載金炭，所以對活性炭的強度和粒度有一定要求。如果活性炭強度不夠，在炭漿吸附過程中會因為與攪拌槽葉輪及礦石顆粒的摩擦產生大量粉炭，這些粉炭吸附金后會進入尾礦中，從而造成金的流失。炭漿提金工藝中活性炭粒度一般在2～5 mm，粒度過小影響炭漿分離效果，粒度過大易碎產生粉炭。因此，黃金工業(yè)生產通常選用質地堅硬的椰殼、杏殼等果殼類物質制備提金活性炭。

1973年，美國霍姆斯特克金礦第一個應用炭漿工藝進行工業(yè)生產，1985年中國河南靈湖金礦首先應用炭漿工藝進行工業(yè)生產，經過40多年的應用實踐，炭漿工藝得到了較好的完善和發(fā)展，更鑒于該工藝具有操作簡單、金回收率高、綜合成本低等優(yōu)點，已成為黃金工業(yè)生產廣泛應用的重要提金方法[4]。

1.1.2活性炭吸附金的機理

1）活性炭結構與表面性質?；钚蕴烤哂邪l(fā)達的孔隙結構（見圖1）和巨大的比表面積（500～3 000 m2/g），其孔隙按尺寸可以簡單分為大孔（>50 nm）、中孔（2～50 nm）和微孔（<2 nm）3類。活性炭的吸附性能不僅與其孔隙結構相關，還取決于其化學性能，而其化學性能主要由表面官能團的種類（如羧基、羧酐基、羰基、羥基、內酯基等）與數量、表面雜質原子和表面化合物決定[5]。除此之外，活性炭性質穩(wěn)定、耐酸堿、耐高溫、選擇吸附性能優(yōu)異，這使活性炭的用途更加廣泛。

2）活性炭對金氰絡合物的吸附過程（見圖2）。金氰絡合物被吸附到活性炭表面上主要經歷3個過程：①溶液擴散，即金氰絡合物需要克服溶液的阻力，通過溶液薄膜，才可靠近吸附劑表面，此過程屬于物理擴散;②進入吸附劑內部，通過吸附劑的孔隙，此過程的擴散速度會逐漸變慢;③最后在微孔內部負載在吸附劑內表面，經過一段時間，達到吸附平衡。吸附速度由以上3個過程中最慢的過程決定。

根據吸附劑與吸附質相互作用方式的不同，吸附過程可分為物理吸附與化學吸附。大多研究認為物理吸附最佳條件是低溫，因為高溫可能導致金氰絡合物在活性炭表面發(fā)生脫附[6]，降低吸附率，且化學吸附是放熱反應，因此吸附條件應為低溫。但是，也有不同的研究觀點認為，適當的升高溫度會加快金氰絡合物在溶液中的擴散，即加快吸附進程，而也有研究表明吸附過程是一個吸熱過程[7-8]。

3）活性炭對金氰絡合物的吸附機理。自1887年氰化法提金技術發(fā)明以來，由于工藝簡單、浸金效果好，其已經發(fā)展成為一項比較成熟的提金工藝。氰化法提金過程中發(fā)生的化學反應主要為式（1），生成的金氰絡合物可用活性炭吸附回收。但是，由于活性炭表面的復雜性與不同浸金體系條件的差異性，活性炭對氰化溶液中金吸附機理眾說紛紜，研究較多的主要有3種：①依靠靜電引力使得金氰絡合物吸附在活性炭表面;②在堿性條件下，[Au（CN）]以離子對形式吸附在活性炭表面[9];③在靜電引力作用下，離子對化合物M[Au（CN）]先進行物理吸附后進行化學吸附，生成難溶物的Au（CN）[10]。另外，也有研究表明，當活性炭與貴液接觸時，[Au（CN）]與活性炭上的陰離子發(fā)生置換，繼而完成吸附[11]。

2Au+4KCN+HO+1/2O一一一

2KAu（CN）+2KOH （1）

1.2提金活性炭制備技術

1.2.1原料

活性炭的原料來源廣泛，如椰殼[12]、秸稈[13]、污泥[14]和煤[15]等含碳物質皆可加工成活性炭。其中，椰殼質地堅硬，制備的活性炭強度可滿足炭漿法提金需求。采用活性炭提金技術產金量占全世界黃金產量的80 %，且椰殼提金活性炭占活性炭總量的90 %以上[16]。但是，中國的椰殼產量較低，而在閩南地區(qū)普遍種植竹子，可以利用竹子加工剩余的邊角料制備活性炭。吳開金[17-18]以竹下腳料為原料，通過正交試驗法制備不定形顆粒炭，經檢測其強度好，可代替椰殼活性炭，并且其原料來源廣泛，價格低廉;采用水蒸氣活化法對竹下腳料制備的提金活性炭性能進行改進，發(fā)現(xiàn)在溫度950 ℃、水蒸氣流量0.2～0.8 L/min的條件下，制備的活性炭具有發(fā)達的微孔、中孔和大孔，且其他性能均有很大提高。李海朝等[19]利用生活中的廢棄物杏殼制備活性炭，得率48.1 %，高于傳統(tǒng)物理法的2倍之多，其可用于提金，大大降低成本。采用澳大利亞堅果殼在不同溫度下通入二氧化碳制備的活性炭比表面積和微孔比例隨著溫度的升高而大幅增加，其雖比商用椰殼活性炭稍差（見表1），但在40 h內吸附金氰絡合物的表現(xiàn)與商用椰殼活性炭不相上下，可以作為椰殼活性炭的替代品[20]。由以上可見，可利用農林廢棄物制備提金活性炭，代替商用活性炭，降低成本。

在中國，煤制活性炭的來源廣、價格低廉、生產工藝簡單，其約占活性炭總量的90 %?；魺ㄈ宓萚21]以太西無煙煤為原料制備的活性炭，在同樣的試驗條件下，其解吸率、耐磨損率、飽和載金量、吸附速度都高于椰殼活性炭，且太西無煙煤來源廣泛、價格低廉，適合廣泛推廣應用。何瑋等[22]通過多種手段對比煤質活性炭與木質活性炭，發(fā)現(xiàn)煤質活性炭吸附金的效果可以與木質活性炭相媲美，其吸附容量達64 g/kg。然而，由于原料煤品種本身性質的差異，以及制造過程的不同，如原料煤的種類、活化氣體和外加礦物質等的影響[23]，活性炭性能明顯不同，這大大限制了煤質活性炭的應用。

1.2.2制備方法

活性炭對金的吸附率和解吸率通常不能兼得，這就需要對活性炭的各方面進行改性來擴大其應用范圍和提高經濟效益。其主要是采用一些活化手段使得活性炭結構或表面官能團的種類和數量發(fā)生變化，即在含碳原料制備活性炭的過程中進行物理活化、化學活化和物理-化學聯(lián)合活化。

1）物理活化法。物理活化法是利用高溫下的二氧化碳[24]、空氣、水蒸氣與含碳物質中的有機物或無序碳原子反應產生氣體，形成大量孔結構以增大比表面積，有時輔以微波輻射[25]。樊希安等[26]利用水蒸氣和微波輻射共同作用制備了提金活性炭，結果表明微波改性后的活性炭有更加明顯的孔隙結構，內部比表面積更大，活性炭得率高，且加工時間短。然而，生產中不能只重視活性炭的吸附性能，而忽略其機械強度，若有部分發(fā)生磨損，不但會造成經濟損失，而且會導致整批活性炭吸附性能下降，引起作業(yè)指標不穩(wěn)定，從而需加大活性炭的投加量[27]。針對黃金礦山企業(yè)氰化工藝特點，制備高吸附性能的活性炭就是需要給活性炭造孔，且在造孔的同時不破壞C—C網孔結構，保持其強度大、碘值高、吸附速度快、吸附容量高、易于再生等特點。北京和榮工程技術有限公司采用高比表面積活化工藝和研發(fā)出的獨特后處理精制技術和工藝，優(yōu)化了活性炭的微孔結構和活化速率，不僅降低了能耗，而且大大提高了成品率[28]。

2）化學活化法。化學活化法是通過將各種含碳原料與化學藥品均勻混合后，在一定溫度下，經過碳化、活化制備活性炭?；瘜W活化法一般添加氧化劑、堿性或酸性試劑、有機物[29]、金屬鹽[30]。例如：用硫脲和甲醛對活性炭進行改性，改性后的活性炭對金的吸附率與吸附容量顯著增大，而對其他重金屬離子的吸附率不到1/3[31]。用硫脲熱分解化學氣相沉積法改性的活性炭對金硫代硫酸鹽絡合物進行吸附，Au（Ⅰ）與S之間的強親和性、π-π共軛效應和靜電相互作用使得吸附效果較好[32]。郭林中等[33]采用氟化氫銨溶液與強氧化劑硝酸在常規(guī)條件下對活性炭進行浸泡處理，改性活性炭對金的吸附容量有所提高，金回收率為96.6 %～99.1 %。用氯化鋅改性的核桃顆?；钚蕴勘攘姿岣男缘幕钚蕴勘缺砻娣e大，微孔較多，但強度缺陷較大，其對金氰絡合物有著更好的吸附效果，僅2 h吸附率就接近100 %[34]。由此可知，化學試劑可以有效改性活性炭。

3）物理-化學聯(lián)合活化法。其可通過控制浸漬比和浸漬時間制備孔徑分布更合理的活性炭，且所得活性炭既有很高的比表面積又有大量中孔，可顯著提高活性炭對液相中大分子物質的吸附能力[35]。首先采用物理活化法使活性炭產生更多的孔隙結構，然后再采用化學活化法進行孔道的擴孔或者增加表面官能團的種類和數量，進一步提高吸附效果;也可以先經化學活化法處理，然后再進一步用物理活化法（水蒸氣或CO2） 活化[36]。汪沙等[37]利用海南椰子殼為原料，氯化鋅為活化劑，采用微波輻射加熱制備了活性炭，其比表面積為1 395.46 m/g，孔徑集中分布在4～9 nm，具有優(yōu)異的孔隙結構。

2氰化浸金體系中活性炭對金的吸附研究

氰化法自問世以來就受到廣泛關注，加之活性炭對金、銀有選擇吸附性能，使氰化法應用較多。同時，通過有效控制活性炭在吸附、酸洗、活化再生等工藝過程中的影響因素，提高其吸附性能，延長使用周期，從而可提高氰化浸出的吸附率。此外，載金炭解吸工藝簡單，活性炭可循環(huán)利用，降低成本，綠色環(huán)保[38]。

因活性炭的成分多，對金的吸附是物理吸附和化學吸附的復雜結合，且不同來源和制作方式制備的活性炭對金的吸附機理有所不同。為了更加清晰地了解吸附動力學，需要對不同時刻的金濃度進行線性擬合，比較不同擬合公式的相關性，進而確定其吸附動力學類型。陳祝海[39]采用基于Freundlich吸附等溫方程測定氰化法提金工藝用活性炭的吸附金容量，考察了不同影響因素，得出了最佳試驗條件。KHOSRAVI等[40]對影響椰殼活性炭吸附金氰絡合物的變量，如pH、攪拌速率、吸附劑濃度和吸附時間等，利用響應面法建立了吸附過程的二階二次模型，并對變量進行優(yōu)化，在最優(yōu)條件下，吸附率可達89.25 %。董曉偉等[41]采用氧化焙燒—氰化法提金工藝處理陜西某含碳金礦石，在最優(yōu)條件下，金浸出率86.91 %，活性炭吸附率高達99.52 %。目前，阻礙氰化法應用的原因主要是污染大、浸金周期長、對難處理礦浸出效果差等。

3非氰浸金體系中活性炭對金的吸附研究

由于氰化法浸金缺點無法克服，所以非氰化法應運而生，主要包括硫代硫酸鹽法、硫脲法、鹵化法、硫氰酸鹽法等。這些方法不僅比氰化法環(huán)保，而且浸金速率快、效果好。但是，需要解決成本高、活性炭吸附效果或解吸效果差等問題。

3.1活性炭吸附回收[Au（SO） ]

硫代硫酸鹽浸金主要是在氧化物的存在下，用硫代硫酸鹽將金氧化成金硫締合物，其中銅-氨-硫代硫酸鹽體系浸金速率快。有時會添加一些化學試劑，如亞硫酸鈉[42]、腐殖酸[43]、乙烯醇聚磷酸銨[44]、EDTA等，進而減少硫代硫酸鹽消耗或者金鈍化層的生成。在眾多回收方法中，活性炭因其價格低廉、回收工藝簡單成為研究的熱點。

CHEN等[7-8]利用氮含量較高的1-苯基-5巰基四唑與乙醇配制的活性炭改性溶液制備了H-AC，其對金吸附容量可達到25.85 kg/t，12 h的解吸率可達87.6 %，其反應機理見圖3，即金在H-AC上的吸附可能是通過部分或完全的配體交換反應進行的;采用可熱分解為氣體的環(huán)保試劑1-甲基-5-巰基-1，2，3，4-四唑為原料制備了金吸附容量為15.9 kg/t的活性炭，解吸率在12 h時可達到100 %。有研究使用2-巰基苯并噻唑（MBT）對活性炭進行硫接枝，總金吸附容量為18.402 kg/t，并且發(fā)現(xiàn)硫代硫酸鹽和MBT的二硫化物之間可能發(fā)生親核硫酸鹽和二硫化物的交換機制[45]。上述方法主要是通過用富含N或者π電子體系的有機物對活性炭進行接枝，來增大對金硫締合物的吸附容量。

在H-AC上的吸附機理有時也采用金屬鹽負載法，如氰化亞銅浸漬改性活性炭法，改性活性炭對[Au（SO）]有很強的吸附能力，其吸附過程分為2步：①金硫締合物吸附到改性活性炭表面;②Au與Cu發(fā)生離子交換，在改性活性炭表面主要存在單質金，即改性活性炭對[Au（SO）]的吸附是發(fā)生了離子交換反應和金在活性炭表面的還原反應[30]。

相較于氰化法，硫代硫酸鹽浸金速度快、綠色環(huán)保，符合當下綠色發(fā)展的理念。雖然其工藝復雜，活性炭吸附效果差，但隨著各方面技術的提高，硫代硫酸鹽法將會成為主要的浸金法之一。

3.2活性炭吸附回收Au[CS（NH）]

硫脲浸金一般在酸性條件下進行，并需要加入合適的氧化劑，如Fe，但如果配比不當，硫脲（TU）易轉變成單質硫沉積在活性炭的孔隙中，可能會降低活性炭的選擇性和吸附容量。目前，對堿性條件下硫脲浸金的研究較少，大部分研究是在酸性條件下進行，然后采用活性炭吸附金硫脲絡合物。

有研究表明金通常以[Au（TU）]的形式吸附在活性炭上，溶液中的Ag和Cu可能在活性炭表面與金硫脲絡合物形成競爭，使載金量降低，而若Fe過量（5 g/L）也會降低吸附速率[46]。在適合的條件下，吸附60 min后活性炭對金的吸附率達到98 %，后用乙醇和氫氧化鈉進行解吸，在90 ℃下解吸3 h，總解吸率可達98.8 %[47]。采用HF浸泡過的活性炭吸附[Au（TU）]Cl，隨著體系酸性的增大，活性炭吸附容量增加，且會加速單質金以顆粒形式主要沉積在活性炭表面層，尤其是凹坑和棱邊處[48]。雖然硫脲浸金效果好，比氰化法選擇性高、速度快，但需要在pH值為1.0～1.5酸性條件下進行，對設備有腐蝕性、藥劑消耗量較大、回收工藝不完善、對堿性礦石的浸出效果差[49]，且硫脲在60 ℃時會發(fā)生分解[50]，故有時還需要進行預處理[51]，關鍵是體系的復雜因素會間接影響活性炭對金硫脲絡合物的回收，這都大大限制了活性炭的應用。

3.3活性炭吸附回收鹵素浸出液中的金

鹵化浸金主要是利用鹵素單質或者其含氧化合物對礦石進行氧化浸出，其產物一般為AuX或AuX2種形式。采用該方法即使從高硫高砷碳質難浸礦石中浸金，也無需任何預處理[52]，且浸金速率較快。朱冬冬等[53]研究表明活性炭纖維對氯金酸的吸附率最高達96 %。陳青川[54]認為活性炭吸附碘化亞金離子是一種“交換”，當絡合物靠近活性炭表面時，活性炭表面的OH-會被絡合物取代，活性炭上形成的“空穴”有利于吸附（見式（2）），這也從側面印證了在堿性條件下活性炭對鹵素浸出金的吸附效果差，在酸性條件下正好相反。

CHOH+[AuCl]?CH[AuCl]+OH（2）

WOJNICKI等[55]研究認為[AuCl]在特定活性炭上發(fā)生不可逆吸附并且伴隨酚羥基表面基團對離子的還原，動力學數據表明其是一級動力學且控速步驟為粒子內擴散。采用活性炭從溴化物浸金液中回收金時，金以單質形式吸附在活性炭上，符合朗格繆爾等溫吸附，控速步驟為金的擴散，在適當條件下，金吸附率可達95 %[56]。碘化法浸金速率甚至比氰化法和硫氰酸鹽法要快并且無毒，在SO-Ⅰ-HO體系中，當4 g活性炭吸附金4 h后，金回收率為85.6 %[57]。目前，限制鹵化浸金方法應用的主要原因是：氯化法藥劑用量較大，溴化法中溴化物可能會與其他物質結合生成有毒物質且其運輸與安全存儲難度大[58]，而碘化法的成本較高。

3.4活性炭吸附回收[Au（SCN）]

硫氰酸鹽在堿性或者中性條件下會發(fā)生氧化分解，并且浸金效率會隨著pH的增大而降低[59]，故需在酸性（pH=0～2）條件下進行浸金。其主要把單質金氧化成三價金，形成[Au（SCN）]。有研究認為活性炭回收硫氰酸鹽浸出液中的金是發(fā)生了離子交換反應（見圖4），在水溶液中活性炭可在其表面形成雙電層，[Au（SCN）]和活性炭表面的OH-進行交換，從而被活性炭吸附，此過程是放熱反應，但OH濃度不能過大，而且一定濃度鐵離子的存在對吸附沒有明顯影響[60]。相較于氰化鈉，硫氰酸鹽的毒性小且浸金速率相近，但仍會對環(huán)境和人產生一定危害，需要對廢水進行處理[61]。雖然活性炭對金硫氰酸鹽絡合物的吸附率達到98 %[62]，但對其解吸能力差（小于15 %[63]），需加入額外的化學試劑，且會浪費較多的硫氰酸鹽，增加成本，故沒有離子交換樹脂法[59]應用廣泛。

3.5活性炭吸附回收多硫化物及石硫合劑法浸出液中的金多硫化物法是在堿性溶液中利用具有氧化性的多硫離子（S，x= 2～6）將礦石中的金氧化成Au，然后主要形成五元或六元環(huán)螯合物[64]，但多硫離子不穩(wěn)定，消耗較高[65]。石硫合劑法主要是多硫化物與硫代硫酸鹽的配合使用，其中很多離子均可與Au形成絡合物，促進反應向金氧化方向進行，故浸金速率較高。石硫合劑法對難浸金精礦的適應性良好，采用二段浸出工藝，金浸出率可達99 %[66];對高硫、高鉛、高砷等難浸金礦的浸出效果優(yōu)于常規(guī)氰化法，且其適應性也比氰化法強[67]?；罨蟮幕钚蕴繉?、銀有良好的選擇吸附性，同時具有很強的耐磨性，可用于吸附石硫合劑浸出液中的金[68]。石硫合劑法中有效浸金成分不穩(wěn)定，且石硫合劑的制備和存儲條件都有嚴格的要求，同時活性炭對其浸出液中金的吸附效果差，后續(xù)回收工藝也不夠完善，這都大大限制了石硫合劑法浸金的應用。

4新型活性炭吸附材料研究現(xiàn)狀

黏膠基活性炭纖維是最早出現(xiàn)的活性炭纖維（ACF），其可用于溶劑回收、水凈化、防護、催化、重金屬離子回收。ACF的制備方法是將人造纖維物浸入化學藥品中，之后進行碳化、活化。與顆粒活性炭相比，ACF吸附容量大，吸附效果好[69]，且對金屬離子有較強的氧化還原能力[70]。ACF對氰化溶液中金的吸附速率快，并且比椰殼活性炭、杏殼活性炭的耐磨性能高，再生性能好，同時載金炭布作為陽極直接電解海綿金工藝可縮短流程、降低成本[71]。崔振峰等[72]制備的PAN基活性炭納米纖維，當吸附25 min時，吸附率可達到99.9 %，且適合強酸下吸附，吸附容量高達24.8 mg/g。ACF對貴金屬優(yōu)異的吸附性能，使其具有一定的應用前景[73]。劉旭坤等[74]采用ACF、鋅粉2種材料相結合形成的吸附-還原法可對高品位氰化溶液中的金、銀進行分析檢測，其結果準確且穩(wěn)定性好。ACF吸附速率快、飽和吸附容量大、耐強酸、再生容易，但其制備復雜、價格昂貴、不能大規(guī)模工業(yè)應用是其致命缺點。

石墨作為元素碳的同素異形體，是由層狀結構堆積而成的三元結晶，其中層狀結構是由按一定順序排列的碳原子所形成的基底規(guī)則性結構（見圖5-a）），其化學性質穩(wěn)定，具有一定的吸附性能;而活性炭呈現(xiàn)的是亂層結構（見圖5-b））[75]。劉鵬[76]分別用活性炭和石墨吸附金絡合物，發(fā)現(xiàn)活性炭適合酸性硫脲浸金體系，吸附率達到92 %;而石墨適合堿性硫代硫酸鹽浸金體系，吸附率達82 %。有研究用石墨制備石墨烯并進行氨基化處理，再將活性炭負載在功能化石墨烯上，所制備的復合材料對金的吸附容量可達200 mg/g，遠高于活性炭對金的吸附容量（60 mg/g），即功能化石墨烯/活性炭復合材料對金氰絡合物的吸附效果更好，但其所用吸附液初始濃度較高[77]。

有研究賦予活性炭磁性，即在活性炭表面負載磁化劑，再于室溫下干燥即可得到磁性活性炭，其應用于炭漿法提金中可減少金的流失，提金得率提高4百分點。此方法成本低，可大規(guī)模應用[78]。

5結論與展望

近年來，隨著復雜難選冶金礦資源的逐步開發(fā)，黃金礦山企業(yè)浸金體系中各種離子成分變得越來越復雜。另外，由于國內外越來越重視環(huán)境保護，對環(huán)境友好的非氰提金工藝研究也越來越多，最終勢必會有非氰提金工藝實現(xiàn)工業(yè)化生產應用。因此，研究制備對多種金絡合物具有優(yōu)良吸附性能的活性炭材料具有重要意義。從現(xiàn)階段黃金生產及研究情況來看，活性炭材料的研發(fā)方向主要包括以下幾個方面：

1）對多種金絡合離子具有廣普適應性的活性炭的研發(fā)。例如：雖然目前硫代硫酸鹽浸金工藝已比較成熟，將來有可能得到大規(guī)模應用，但現(xiàn)有活性炭對大尺寸金硫代硫酸鹽絡合物的吸附效果卻差強人意，因此研制對大尺寸金絡合離子具有較好吸附效果的活性炭，對硫代硫酸鹽浸金工藝的應用具有重大推動作用。

2）提高活性炭的選擇性吸附能力。由于復雜難選冶金礦石浸出時使得貴液中的離子成分更加復雜，因此提高活性炭對金絡合離子的選擇性吸附能力，減少雜質離子的影響，對提高吸附效率、降低生產成本具有重要意義。

3）拓展活性炭生產原料的來源。目前，國內外提金用活性炭的生產原料主要是果殼類，來源相對較窄，研究利用其他農林廢棄物、煤粉等廉價物質生產活性炭，是降低活性炭成本的有效途徑。

4）研制具有良好機械強度的活性炭。由于黃金工業(yè)常用的果殼類活性炭通常具有棱角多、易磨損產生粉炭等缺點，因此研制具有規(guī)則形狀和良好耐磨性的活性炭，能有效防止或減少在吸附及解吸過程中因活性炭磨損而導致的金流失。

5）加強新型活性炭材料的研發(fā)。例如：石墨烯具有很高的載金吸附能力，金吸附容量可以達到300 kg/t以上，是普通活性炭吸附容量的80～100倍，將石墨烯這類具有高吸附性能的材料有效引入用于制造活性炭吸附材料也是一個很好的途徑。

[參 考 文 獻]

[1]張磊，郭學益，田慶華，等.溶液中金回收的研究進展[J].黃金，2020，41（11）：56-61.

[2]王倩雯，張麗，劉東方，等.改性活性炭吸附濕法冶金高鹽廢水中有機物的研究[J].工業(yè)水處理，2020，40（6）：64-67.

[3]任行，李艷紅，沙乃慶，等.活性炭改性研究進展[J].廣東化工，2020，47（3）：89-90.

[4]周中定.碳漿法及其提金效果[J].中南冶金地質，1991（2）：69-74.

[5]王鵬，張海祿.表面化學改性吸附用活性炭的研究進展[J].炭素技術，2003（3）：23-28.

[6]傅獻彩，沈文霞，姚天揚.物理化學[M].4版.北京：高等教育出版社，2004：934-971.

[7]CHEN Y L，ZI F T，HU X Z，et al.The use of new modified activated carbon in thiosulfate solution：a green gold recovery technology[J].Separation and Purification Technology，2020，230：115834.

[8]CHEN Y L，ZI F T，HU X Z，et al.The first effective utilization of activated carbon in gold thiosulfate system：a more eco-friendly，easier method for gold recovery and material regeneration[J].Minerals Engineering，2020，155：106441.

[9]ADAMS M D，F(xiàn)LEMING C A.The mechanism of adsorption of aurocyanide onto activated carbon[J].Metallurgical Transactions B，1989，20（3）：315-325.

[10]李欣.蘭炭基活性炭的制備及其在處理提金廢水中的應用[D].西安：西安建筑科技大學，2015.

[11]甘胤，吳建存.高銅載金炭脫銅技術研究進展[J].黃金，2015，36（11）：57-60.

[12]TAUETSILE P J，ORABY E A，EKSTEEN J J.Activated carbon adsorption of gold from cyanide-starved glycine solutions containing copper.Part 2：kinetics[J].Separation and Purification Technology，2019，211：290-297.

[13]柴紅梅，任宜霞，孫雪花，等.油菜花秸稈活性炭的制備及對污染物的吸附比較[J].離子交換與吸附，2020，36（3）：231-241.

[14]WU H Y，CHEN S S，LIAO W S，et al.Assessment of agricultural waste-derived activated carbon in multiple applications[J].Environmental Research，2020，191：110176.

[15]林國鑫，于馨凝，劉少俊，等.煤質成分對煤基活性炭活化成孔的影響機制[J].燃燒科學與技術，2020，26（1）：81-86.

[16]楊坤彬.提金活性炭制備新技術的研究及孔結構解析[D].昆明：昆明理工大學，2005.

[17]吳開金.竹下腳料制備吸附黃金用活性炭[J].世界竹藤通訊，2007（4）：28-31.

[18]吳開金.竹節(jié)制備提金活性炭及其表征[J].林業(yè)科學，2009，45（12）：124-128.

[19]李海朝，張世潤.提高果殼活性炭得率研究[J].林產化工通訊，2002（3）：12-14.

[20]POINERN G E J，SENANAYAKE G，SHAH N，et al.Adsorption of the aurocyanide，Au（CN）-2 complex on granular activated carbons derived from macadamia nut shells—A preliminary study[J].Mine-rals Engineering，2011，24（15）：1 694-1 702.

[21]霍煥儒，許普查.煤質活性炭與椰殼活性炭提金性能的對比研究[C]∥中國金屬學會炭素材料分會.中國金屬學會炭素材料分會第二十九屆學術交流會論文集.吉林：中國金屬學會炭素材料分會，2015：5.

[22]何瑋，高琳，盧振偉，等.煤質和木質吸金活性炭的結構與性能研究[J].化學試劑，2011，33（3）：245-249，285.

[23]楊媛，吳元勇，劉偉.煤基活性炭的制備及其性能影響因素的研究進展[J].貴陽學院學報（自然科學版），2018，13（2）：73-76.

[24]張蕾.水蒸汽活化蘭炭末制備活性炭及處理含氰廢水的研究[D].西安：西安建筑科技大學，2017.

[25]楊懷成，莫緒串.微波加熱茶籽殼氯化鋅活化法制備活性炭的工藝研究[J].山東化工，2015，44（9）：1-2，6.

[26]樊希安，彭金輝，秦文峰，等.微波輻射水蒸氣法制備提金活性炭的研究[J].黃金，2003，24（7）：30-33.

[27]馬振佳，陳雯，朱云，等.椰殼活性炭在炭漿法吸金階段的吸附性能變化[J].礦冶，2014，23（5）：52-55.

[28]劉玉雷，張永林.活性炭品質在氰化提金工藝中的影響及改進方向[C]∥中國黃金報社.2016中國黃金（有色金屬）行業(yè)實用技術創(chuàng)新成果推廣交流大會論文集.北京：中國黃金報社，2016：202-210.

[29]余洪.活性炭改性及其對金硫代硫酸根絡離子吸附特性研究[D].昆明：昆明理工大學，2016.

[30]YU H，ZI F T，HU X Z，et al.Adsorption of the gold-thiosulfate complex ion onto cupric ferrocyanide（CuFC）-impregnated activated carbon in aqueous solutions[J].Hydrometallurgy，2015，154：111-117.

[31]伍喜慶，黃志華.改性活性炭吸附金的性能[J].中國有色金屬學報，2005，15（1）：129-132.

[32]WANG C W，CHEN S L，CHEN Y L，et al.Modification of activated carbon by chemical vapour deposition through thermal decomposition of thiourea for enhanced adsorption of gold thiosulfate complex[J].Separation and Purification Technology，2020，241：116632.

[33]郭林中，韋瑞杰，王海潮，等.改性活性炭的制備及其對金吸附性能的研究[J].巖礦測試，2014，33（4）：528-534.

[34]MAPONGA T C，MAHAMADI C.Efficient [Formula：see text] adsorption using peach stone-derived granular activated carbon[J].Scientific Reports，2019，9（1）：3 373.

[35]魏娜，趙乃勤，賈威.活性炭的制備及應用新進展[J].材料科學與工程學報，2003（5）：777-780.

[36]孫龍梅，張麗平，薛建華，等.活性炭制備方法及應用的研究進展[J].化學與生物工程，2016，33（3）：5-8.

[37]汪沙，姚伯元，張一凡，等.微波輻射制備椰殼活性炭的研究[J].廣東化工，2012，39（2）：16-17.

[38]黃衛(wèi)平.活性炭在氰化浸出提金工藝中應用[J].新疆有色金屬，2015，38（2）：85-86.

[39]陳祝海.基于Freundlich吸附等溫方程測定氰化提金工藝用活性炭的吸附金容量[J].冶金分析，2020，40（2）：29-35.

[40]KHOSRAVI R，AZIZI A，GHAEDRAHMATI R，et al.Adsorption of gold from cyanide leaching solution onto activated carbon originating from coconut shell—Optimization，kinetics and equilibrium studies[J].Journal of Industrial and Engineering Chemistry，2017，54：464-471.

[41]董曉偉，陳永明，楊聲海，等.含碳金礦氧化焙燒—氰化法提金工藝研究[J].有色金屬（冶煉部分），2016（10）：44-47.

[42]郭學益，張磊，田慶華，等.添加劑作用下鐵粉協(xié)同還原酸性硫脲浸金液中金的研究[J].黃金，2020，41（9）：81-85.

[43]XU B，YANG Y B，JIANG T，et al.Improved thiosulfate leaching of a refractory gold concentrate calcine with additives[J].Hydrometal-lurgy，2015，152：214-222.

[44]LIU X L，XU B，MIN X，et al.Effect of pyrite on thiosulfate leach-ing of gold and the role of ammonium alcohol polyvinyl phosphate（AAPP）[J].Metals，2017，7（7）：278.

[45]CHEN Y L，ZI F T，HU X Z，et al.Grafting of organic sulfur-containing functional groups on activated carbon for gold（I） adsorption from thiosulfate solution[J].Hydrometallurgy，2019，185：102-110.

[46]ZHANG H G，RITCHIE I M，BROOY S R L.The adsorption of gold thiourea complex onto activated carbon[J].Hydrometallurgy，2004，72（3/4）：291-301.

[47]張云，楊建元，胡承祥.活性炭從硫脲浸出液中回收金的工藝研究[J].礦物巖石，1999（2）：99-101.

[48]陸大鈞.活性炭吸附硫脲溶液中的金離子之形態(tài)[J].貴金屬，1993（1）：1-8.

[49]賈玉娟，王曉輝，程偉，等.難處理金礦非氰浸金研究進展[J].工程科學學報，2019，41（3）：307-315.

[50]任傳裕.含砷難處理金礦生物預氧化渣酸性體系硫脲浸金機理及工藝研究[D].北京：北京有色金屬研究總院，2020.

[51]嚴永謀，孟奇，崔毅琦，等.硫脲浸金技術研究現(xiàn)狀[J].黃金，2014，35（2）：50-53.

[52]WANG Q，HU X Z，ZI F T，et al.Extraction of gold from refractory gold ore using bromate and ferric chloride solution[J].Minerals Engineering，2019，136：89-98.

[53]朱冬冬，胡玉才，于會弟，等.活性炭纖維對貴金屬離子吸附性能的研究[J].當代化工，2008（2）：136-138.

[54]陳青川.活性炭對碘化亞金離子的富集[J].黃金地質科技，1993（3）：68-71.

[55]WOJNICKI M，LUTY-BLOCHO M，SOCHA R P，et al.Kinetic studies of sorption and reduction of gold（Ⅲ） chloride complex ions on activated carbon Norit ROX 0.8[J].Journal of Industrial and Engineering Chemistry，2015，29：289-297.

[56]胡潔雪，龔乾，孔令慶.溴化物溶液中活性炭吸附金的研究[J].黃金，1994，15（8）：44-49.

[57]WANG Q，LIU T，CHEN Y L，et al.Eco-friendly and economical extraction of gold from a refractory gold ore in iodide solution using persulfate as the oxidant[J].Hydrometallurgy，2020，198：105502.

[58]SOUSA R，F(xiàn)UTURO A，F(xiàn)I'UZA A，et al.Bromine leaching as an alternative method for gold dissolution[J].Minerals Engineering，2018，118：16-23.

[59]KHOLMOGOROV A G，KONONOVA O N，PASHKOV G L，et al.Thiocyanate solutions in gold technology[J].Hydrometallurgy，2002，64（1）：43-48.

[60]龐捷.硫氰酸鹽提金法活性炭吸附金的研究[J].河南冶金，1995（4）：45-47，51.

[61]BOENING D W，CHEW C M.A critical review：general toxicity and environmental fate of three aqueous cyanide ions and associated ligands[J].Water，Air，and Soil Pollution，1999，109（1/2/3/4）：67-79.

[62]LI J S，SAFARZADEH M S，MOATS M S，et al.Thiocyanate hydrometallurgy for the recovery of gold.Part V：process alternatives for solution concentration and purification[J].Hydrometallurgy，2012，113/114：31-38.

[63]KONONOVA O N，KHOLMOGOROV A G，DANILENKO N V，et al.Recovery of silver from thiosulfate and thiocyanate leach solutions by adsorption on anion exchange resins and activated carbon[J].Hydrometallurgy，2007，88（1）：189-195.

[64]郭學益，張磊，田慶華，等.氧壓渣非氰體系浸金及其機理[J].中國有色金屬學報，2020，30（5）：1 131-1 141.

[65]徐超，高騰躍，張文平，等.綠色生態(tài)黃金礦山建設綜述[J].中國資源綜合利用，2018，36（12）：94-95.

[66]郁能文，張箭.用石硫合劑（LSSS）法從高鉛金精礦浸出金[J].貴金屬，1994（1）：10-14.

[67]楊丙雨，蘭新哲，張箭，等.石硫合劑的提金原理及應用[J].貴金屬，1997（2）：60-63.

[68]周丹桂，宋旭俊，宋濤.一種新型無氰提金工藝[J].云南冶金，2017，46（4）：49-53，62.

[69]高磊.活性碳纖維的應用現(xiàn)狀及建議[J].合成纖維，2016，45（12）：23-25.

[70]衛(wèi)振興，鄭經堂.活性炭纖維改性綜述[J].兵器材料科學與工程，2013，36（2）：126-129.

[71]張春樹，寧光穎，孫學義.活性炭釬維織物（炭布）在氰化液中吸附金銀直接電解金試驗研究[J].黃金，1992，13（1）：27-34.

[72]崔振峰，屈學儉.PAN基活性炭納米纖維的制備及其對金的吸附研究[J].化工新型材料，2008，36（12）：71-72.

[73]張騫，鐘宏，王帥，等.聚酯基硫脲樹脂改性活性炭纖維布吸附金的性能[J].稀有金屬，2010，34（3）：425-430.

[74]劉旭坤，朱宗波，李春.吸附-還原法測定高品位氰化液體中金、銀含量[J].中國有色冶金，2018，47（5）：56-60.

[75]何瑋.煤質活性炭在氰溶液體系中對金的吸附研究[D].北京：北京工業(yè)大學，2010.

[76]劉鵬.活性炭和石墨對金的吸附性能的影響研究[J].世界有色金屬，2019（2）：222-223.

[77]SHAHRIVAR J，GHARABAGHI M.Separation of AuCN-2 by activated carbon and functionalized graphene/activated carbon compo-site[J].Advanced Powder Technology，2020，31：4 648-4 656.

[78]崔兆玉，劉守新，張世潤.磁性活性炭的一種制備方法[J].林產化工通訊，2002（4）：9-10.

作者簡介：王文（1998—），女，河南商丘人，碩士研究生，研究方向為浮選金精礦物理脫藥機理與工藝;鄭州市金水區(qū)文化路97號，鄭州大學化工學院，450003;E-mail：1325206602@qq.com

通信作者，E-mail：sxy5268@163.com，13673616299

王文，宋翔宇，張振，許來福，張紅濤（鄭州大學化工學院）

Preparation of activated carbon adsorption materials for gold extraction and its research statusWang Wen，Song Xiangyu，Zhang Zhen，Xu Laifu，Zhang Hongtao

（School of Chemical Engineering，Zhengzhou University）

Abstract：Due to the excellent adsorption performance and wide sources of activated carbon，it is widely applied in the gold extraction process in gold industry.The research status of the preparation，structure and performance of activated carbon materials for gold extraction is summarized.The preparation methods and activation methods of activated carbon are introduced.The activation methods mainly include physical activation，chemical activation and physical-chemical activation.The chemical activation has the best performance and is most widely used.At the same time，the application status of activated carbon for gold extraction in cyanide leaching system and non-cyanide leaching system and the application of new carbon adsorption materials in gold extraction process are described.Analysis and prospects are conducted from the aspects of universality，source，selective adsorption effect and mechanical strength of gold extraction activated carbon.

Keywords：activated carbon;gold extraction;activation;adsorption;modification