کربن اکتیو چیست و چه کاربردی دارد ؟
پرکاربردترین مواد حاوی زغال اکتیو که جهت کاربردهای صنعتی استفاده می شوند زغال سنگ، چوب و پوسته نارگیل می باشند. کربن فعال مدتهاست که به عنوان جاذب در صنعت فرآوری طلا برای بازیابی طلا از عملیات استخراج استفاده میشود.
“کربن اکتیو” یک اصطلاح عمومی برای خانواده ای از کربنات بسیار متخلخل است موادی که با فرمول ساختاری یا تجزیه و تحلیل شیمیایی قابل تعریف نیستند. به عبارتی به یک تکه کربن با میلیون ها سوراخ کوچک به هم پیوسته (به نام منافذ) ، کربن اکیتو یا کربن فعال می گویند.
جالب است بدانید که در زیر میکروسکوپ کربن شبیه به اسفنج می باشد و دارای میلیون ها سوراخ به هم پیوسته می باشد و فضایی کوچک در کربن اکتیو را فعال کرده است که این سوراخ ها موجب می شوند تا کربن سطح داخلی بالایی داشته باشد.
کربن فعال در تصفیه در حذف ناخالصی های آلی موثر شناخته شده است. به همین دلیل است که بسیاری از صنایع مانند تصفیه آب، تصفیه گاز و بازیافت طلا در عملیات معدنی از کربن فعال استفاده می کنند.
در فرآیند بازیابی طلا از پوسته نارگیل ۶×۱۲ استفاده می شود. پوسته نارگیل به خصوص ترجیح داده می شود زیرا سخت تر است و سوء استفاده از این فرآیند را کنترل می کند.
سه سیستم عامل اصلی برای بازیابی طلای مدرن
کربن در خمیر: فرآوری کربن در خمیر کاغذ یا CIP زمانی اتفاق میافتد که شستشو در یک مخزن همزن قبل از وارد شدن کربن فعال انجام شود
کربن در لیچ: کربن موجود در لیچ یا CIL زمانی اتفاق می افتد که کربن فعال قبل از هر گونه شستشو به دوغاب اضافه شود. طلا به طور همزمان شسته و جذب می شود.
کربن در ستون: کربن در ستون، یا CIC، یک فرآیند کاملا متفاوت است. پس از شسته شدن، محلول طلا-سیانید به ستونهای عظیم مملو از کربن فعال ریخته میشود.
هر سیستم عاملی مزایا و معایب خاصی دارد، اما همه در نهایت به همان هدف بازیابی طلا عمل می کنند.
عوامل موثر بر جذب طلا
بازیابی طلا به سادگی جذب طلا روی کربن فعال نیست. در شسته شدن طلا تعدادی از عوامل خارجی وجود دارد که بر جذب آن تأثیر می گذارد.
طلا، (منفی و مثبت) :
- راندمان اختلاط
- تراکم پالپ
- اندازه ذرات کربن
- سموم ارگانیک
- سموم غیر آلی
- درجه حرارت
- غلظت سیانید
- PH
- قدرت یونی
- تنور طلا
- زمان تماس
- نوع کربن فعال.
در این مقاله جنبه های عملی بازیابی فلزات گروه پلاتین (PGMs) از محلول لیچ سیانید رقیق حاوی فلزات پایه را به روشی مشابه با روشی که برای استخراج طلا در یک فرآیند CIP معمولی استفاده می شود، بررسی و بر هر دو تمرکز کرده است. مراحل جذب و شستشو استخراج فاز حامل فلزات گرانبها با استفاده از کربن فعال مزایای قابل توجهی نسبت به سایر فرآیندها از نظر سادگی، ضریب پیش تمرکز بالا، جداسازی فاز سریع و هزینه های سرمایه و عملیاتی نسبتاً پایین دارد.
به عنوان یک جاذب، زغال فعال هنوز هم به دلیل مساحت سطح بزرگ، ظرفیت جذب بالا، ساختار متخلخل، سمیت محیطی ناچیز، هزینه کم و استانداردهای خلوص بالا، مهم ترین ماده است. آزمایشهای جذب روی محلول لیچ قلیایی باردار ( ۰.۱۵ ppm Pt، ۰.۳۸ ppm Pd، ۰.۱ ppm طلا) حاصل از استخراج سیانید انجام شده در آزمایشهای لیچ ستونی انجام شد.
سرعت جذب اولیه پلاتین، پالادیم و طلا بسیار سریع بود و بازیابی این سه فلز تقریباً ۹۰ درصد پس از ۲ ساعت و ۱۰۰ درصد برای پلاتین، ۹۷.۴ درصد برای Pd و ۹۹.۹ درصد برای طلا پس از ۷۲ ساعت می باشد. پارامترهایی که بر استخراج PGMها و طلا تأثیر میگذارند برای ارزیابی اهمیت نسبی آنها در طول فرآیند جذب مورد بررسی قرار گرفتند تا مبنایی برای بهینهسازی فرآیند فراهم شود.
غلظت تیوسیانات به عنوان عامل مهمی برای جذب PGMs شناسایی نشد، در حالی که غلظت نیکل مهمترین پارامتر فرآیند استخراج بوده است. کمپلکسهای سیانید فلز پایه جذب و با کمپلکسهای PGM برای مکانهای روی کربن فعال رقابت میکنند، و در حالی که جذب مس را میتوان با تنظیم زمان به حداقل رساند، نیکل تقریباً با همان سرعت PGM جذب میشود و بر ظرفیت بارگذاری و سینتیک جذب تأثیر میگذارد . PGM ها امکان شستشوی مجتمعهای سیانید پلاتین و پالادیوم از کربن اکتیو با استفاده از آنالوگ فرآیند AARL مورد بررسی قرار گرفت. پلاتین و پالادیوم از کربن اکتیو تقریباً تا تکمیل در حجم های ۴ تا ۵ بستر در دمای ۸۰ درجه سانتی گراد شسته می شوند، در حالی که شستشوی طلا در این دما آهسته است و مقدار قابل توجهی از طلا هنوز پس از ۱۶ حجم بستر باید شسته شود. بارگذاری تعادلی طلا در طبیعت گرمازا است (فلمینگ و نیکول، ۱۹۸۴) که منجر به افزایش سینتیک شستشوی طلا با افزایش دما در شرایط پیش تصفیه مشابه می شود. وجه اشتراکی در شستشوی Pt و Pd پیدا شد. مشخص شد که پیش تیمار سیانید تأثیر قابل توجهی بر شستشوی PGM دارد. غلظت سیانید بالاتر در مرحله پیش تصفیه منجر به شستشوی کارآمدتر تا یک نقطه می شود و نتایج احتمال غلظت سیانید بهینه را نشان می دهد که فراتر از آن بازده شستشو به دلیل افزایش قدرت یونی شروع به کاهش می کند.
چه اتفاقی برای کربن فعال استفاده شده می افتد؟
پس از اتمام فرآیند بازیابی طلا، کربن فعال “خرده شده” در نظر گرفته می شود. با این حال، اجازه استفاده مجدد از آن را می دهد. برخی از عملیات بازیابی قادر به فعال سازی مجدد کربن خود هستند، اما بسیاری ترجیح می دهند کربن مصرف شده را برای فعال سازی مجدد به متخصص ارسال کنند.
برترین های کربن اکتیو در استخراج فلزات گران بها
جاکوبی Jacobi توانسته زغال اکتیوهایی در مدل های Goldsorb 4500، Goldsorb 5500 و Goldsorb 6000 جهت استخراج فلزات گران بها از جمله طلا تولید کند.