活性炭和石墨對金的吸附性能的影響研究

劉 鵬

（貴州大學，貴州 貴陽 550025）

在人類的活動中，黃金的用途很廣泛。在早期，黃金很多時候是用于首飾、裝飾飲食器皿、工藝品以及貨幣之中，而隨著現代科學技術的飛快發展，金因其良好的物化性質，被廣泛應用于電子技術、宇航工業、化工技術、醫療技術、軍事領域以及測量技術等領域[1]。

1 活性炭和石墨性質

1.1 活性炭性質分析

活性炭可以作為一種吸附劑，而且這種吸附劑具有很強的優越性，這種吸附劑的吸附性能的強弱關鍵取決于活性炭的孔隙結構以及及活性炭的表面的化學特性，試驗所用活性炭粒度為1mm～2mm。

1.2 石墨性質分析

石墨，其為元素碳的同素異形體，石墨的碳原子的周圍都連結三個碳原子，所以石墨的排列就是呈一種蜂巢式的六邊形的組合，而且石墨每層中間都會有一些微弱的范德華引力。化學性質不活潑，具有耐腐蝕性。試驗用石墨粒度為-0.27mm，膨脹度250，純度為98%。

2 活性炭對金吸附性能的試驗研究

本節主要考察活性炭對硫代硫酸鹽中金吸附的條件試驗，分析活性炭在這些溶液中吸附金絡合物的性能及影響因素。

（1）活性炭用量條件試驗。硫代硫酸金絡合物溶液為200mL，在攪拌時間為2h，金濃度為1μg/mL條件下，考察活性炭用量對硫代硫酸鹽溶液中金吸附率的影響。試驗數據如表1所示。

表1 活性炭用量試驗

（2）金濃度條件試驗。硫代硫酸金絡合物溶液為200mL，在攪拌時間為2h，活性炭用量為0.2g條件下，考察溶液初始金濃度對硫代硫酸鹽溶液中金吸附率的影響。試驗數據如表2所示。

表2 活性炭吸附試驗

金的吸附量隨著金濃度的增大而上升，金濃度為2μg/mL～6μg/mL時，其吸附量隨金濃度增大而快速上升，當金濃度達到6μg/mL后，其吸附量開始緩慢上升，并在金濃度達到10μg/mL時吸附量最高，吸附金的含量為368μg。同時其增幅在不斷減小，并在8μg/mL～10μg/mL時趨于平緩，再繼續增加金濃度對提高活性炭的吸附量意義不大，而活性炭對金的吸附率隨金濃度的增大而下降，其下降幅度也在逐漸下降，金的初始濃度越高，其吸附率也就越低。

3 石墨對金的吸附性能的試驗研究

目前常見的非氰環保浸金法有硫代硫酸鹽法、硫脲法、碘溶液法及石硫合劑法等，本節主要考察石墨對硫代硫酸鹽中金吸附的條件試驗，分析石墨在這些溶液中吸附金的性能及影響因素。

（1）石墨用量條件試驗。硫代硫酸金絡合物溶液為100mL，在攪拌時間為2h，溶液初始金濃度為2μg/mL條件下，考察石墨用量對硫代硫酸鹽溶液中金吸附率的影響。試驗數據如表3所示。

表3 石墨用量試驗

（2）金濃度條件試驗。硫代硫酸金絡合物溶液為100mL，在攪拌時間為2h，石墨用量為0.2g條件下，考察溶液初始金濃度對硫代硫酸溶液中金吸附率的影響。

在改變溶液中金濃度的條件下，石墨對金的吸附性能由圖4所示，金的吸附量隨著金濃度的增大基本呈線性快速上升。當金的初始濃度達到5μg/mL時，其吸附量上升24μg達到120μg，吸附率達到60%。而石墨對金的吸附率隨金濃度的增大而下降，其下降幅度也在逐漸下降，在金的初始濃度為1μg/mL～3μg/mL階段時，石墨的吸附率減幅較大，當初始濃度超過3μg/mL之后，吸附率降低速率變緩，最終跌至24%。

4 總結

常溫常壓下，通過這一系列單因素條件試驗考察了浸金溶液、活性炭或石墨用量、浸金溶液初始金濃度以及吸附時間對吸附性能的影響規律。根據試驗結果得到以下結論：

（1）在硫代硫酸鹽溶液中，控制不同的活性炭用量時，吸附率先隨著活性炭用量的增加而增大，后降低，過程中吸附率最高可以達到63%；控制不同的初始金溶液濃度時，吸附率隨著濃度的增加而降低；不同的時間吸附率隨著時間的增加而增加，最高吸附率為68%。所以對于活性炭吸附金的影響來看，其最佳的控制條件為：在酸性硫脲浸金溶液中，以Fe3+為氧化劑，金的初始濃度為2μg/mL，活性炭用量為1.0g，攪拌速度控制在150r/min～250r/min，吸附時間為2h的條件下，活性炭吸附金的吸能最佳，吸附量達到184μg，吸附率達92%。

（2）在硫代硫酸鹽溶液中，吸附率先隨著石墨用量的增加而增大，過程中吸附率最高可以達到82%；吸附率隨初始金溶液著濃度的增加而降低；吸附率隨著時間的增加而增加，最高吸附率為32.5%。所以石墨吸附金的最佳條件為：在堿性硫代硫酸鹽浸金溶液中，以Cu2+為催化劑，金的初始濃度為2μg/mL，石墨用量為1.0g，攪拌速度控制在150r/min～250r/min，吸附時間為2小時的條件下，石墨吸附金的吸能最佳，吸附量達到164μg，吸附率達82%[3]。