活性炭和石墨对金的吸附性能的影响研究

刘 鹏

（贵州大学，贵州 贵阳 550025）

在人类的活动中，黄金的用途很广泛。在早期，黄金很多时候是用于首饰、装饰饮食器皿、工艺品以及货币之中，而随着现代科学技术的飞快发展，金因其良好的物化性质，被广泛应用于电子技术、宇航工业、化工技术、医疗技术、军事领域以及测量技术等领域[1]。

1 活性炭和石墨性质

1.1 活性炭性质分析

活性炭可以作为一种吸附剂，而且这种吸附剂具有很强的优越性，这种吸附剂的吸附性能的强弱关键取决于活性炭的孔隙结构以及及活性炭的表面的化学特性，试验所用活性炭粒度为1mm～2mm。

1.2 石墨性质分析

石墨，其为元素碳的同素异形体，石墨的碳原子的周围都连结三个碳原子，所以石墨的排列就是呈一种蜂巢式的六边形的组合，而且石墨每层中间都会有一些微弱的范德华引力。化学性质不活泼，具有耐腐蚀性。试验用石墨粒度为-0.27mm，膨胀度250，纯度为98%。

2 活性炭对金吸附性能的试验研究

本节主要考察活性炭对硫代硫酸盐中金吸附的条件试验，分析活性炭在这些溶液中吸附金络合物的性能及影响因素。

（1）活性炭用量条件试验。硫代硫酸金络合物溶液为200mL，在搅拌时间为2h，金浓度为1μg/mL条件下，考察活性炭用量对硫代硫酸盐溶液中金吸附率的影响。试验数据如表1所示。

表1 活性炭用量试验

（2）金浓度条件试验。硫代硫酸金络合物溶液为200mL，在搅拌时间为2h，活性炭用量为0.2g条件下，考察溶液初始金浓度对硫代硫酸盐溶液中金吸附率的影响。试验数据如表2所示。

表2 活性炭吸附试验

金的吸附量随着金浓度的增大而上升，金浓度为2μg/mL～6μg/mL时，其吸附量随金浓度增大而快速上升，当金浓度达到6μg/mL后，其吸附量开始缓慢上升，并在金浓度达到10μg/mL时吸附量最高，吸附金的含量为368μg。同时其增幅在不断减小，并在8μg/mL～10μg/mL时趋于平缓，再继续增加金浓度对提高活性炭的吸附量意义不大，而活性炭对金的吸附率随金浓度的增大而下降，其下降幅度也在逐渐下降，金的初始浓度越高，其吸附率也就越低。

3 石墨对金的吸附性能的试验研究

目前常见的非氰环保浸金法有硫代硫酸盐法、硫脲法、碘溶液法及石硫合剂法等，本节主要考察石墨对硫代硫酸盐中金吸附的条件试验，分析石墨在这些溶液中吸附金的性能及影响因素。

（1）石墨用量条件试验。硫代硫酸金络合物溶液为100mL，在搅拌时间为2h，溶液初始金浓度为2μg/mL条件下，考察石墨用量对硫代硫酸盐溶液中金吸附率的影响。试验数据如表3所示。

表3 石墨用量试验

（2）金浓度条件试验。硫代硫酸金络合物溶液为100mL，在搅拌时间为2h，石墨用量为0.2g条件下，考察溶液初始金浓度对硫代硫酸溶液中金吸附率的影响。

在改变溶液中金浓度的条件下，石墨对金的吸附性能由图4所示，金的吸附量随着金浓度的增大基本呈线性快速上升。当金的初始浓度达到5μg/mL时，其吸附量上升24μg达到120μg，吸附率达到60%。而石墨对金的吸附率随金浓度的增大而下降，其下降幅度也在逐渐下降，在金的初始浓度为1μg/mL～3μg/mL阶段时，石墨的吸附率减幅较大，当初始浓度超过3μg/mL之后，吸附率降低速率变缓，最终跌至24%。

4 总结

常温常压下，通过这一系列单因素条件试验考察了浸金溶液、活性炭或石墨用量、浸金溶液初始金浓度以及吸附时间对吸附性能的影响规律。根据试验结果得到以下结论：

（1）在硫代硫酸盐溶液中，控制不同的活性炭用量时，吸附率先随着活性炭用量的增加而增大，后降低，过程中吸附率最高可以达到63%；控制不同的初始金溶液浓度时，吸附率随着浓度的增加而降低；不同的时间吸附率随着时间的增加而增加，最高吸附率为68%。所以对于活性炭吸附金的影响来看，其最佳的控制条件为：在酸性硫脲浸金溶液中，以Fe3+为氧化剂，金的初始浓度为2μg/mL，活性炭用量为1.0g，搅拌速度控制在150r/min～250r/min，吸附时间为2h的条件下，活性炭吸附金的吸能最佳，吸附量达到184μg，吸附率达92%。

（2）在硫代硫酸盐溶液中，吸附率先随着石墨用量的增加而增大，过程中吸附率最高可以达到82%；吸附率随初始金溶液着浓度的增加而降低；吸附率随着时间的增加而增加，最高吸附率为32.5%。所以石墨吸附金的最佳条件为：在碱性硫代硫酸盐浸金溶液中，以Cu2+为催化剂，金的初始浓度为2μg/mL，石墨用量为1.0g，搅拌速度控制在150r/min～250r/min，吸附时间为2小时的条件下，石墨吸附金的吸能最佳，吸附量达到164μg，吸附率达82%[3]。