活性炭對(duì)硫代硫酸金的回收率，通過在活性炭的多孔結(jié)構(gòu)中添加硫醇基團(tuán)提高硫代硫酸金的回收率。

　　怎么用活性炭回收金，氰化法是濕法冶金金回收中常用的技術(shù)，礦漿由活性炭吸附解吸來提取金。由于氰化物具有高毒性，因此對(duì)環(huán)境也很危險(xiǎn)。本次介紹的是一種替代方法，使用硫代硫酸鹽浸出金，再使用活性炭進(jìn)行吸附解吸來提取金，這是一種可能替代氰化物的創(chuàng)新且環(huán)保的替代方法。此外，硫代硫酸鹽比氰化物便宜。金可以在室溫下以氧氣和硫代硫酸鹽為配體溶解，但反應(yīng)較慢。銅和氨可以改善金的溶解并將反應(yīng)速率提高20倍。所以本次研究用硫代乙醇酸浸漬在微孔活性炭上以測(cè)試活性炭對(duì)金的吸附能力。

　　在活性炭?jī)?nèi)添加硫代乙醇酸

　　活性炭在室溫下液相浸漬。通過將硫代乙醇酸在異丙醇中攪拌48小時(shí)，將活性炭浸入硫代乙醇酸。然后，將碳過濾并用去離子水洗滌幾次。再次過濾活性炭，并在70°C的烤箱中干燥4小時(shí)。未改性的活性炭也要在表征之前進(jìn)行洗滌和干燥，在吸附研究中浸漬和未改性的活性炭均用作吸附劑。此外，硫醇浸漬的活性炭的結(jié)構(gòu)，形態(tài)和元素分析是通過具有X射線色散微量分析儀(SEM-EDS)的掃描電子顯微鏡進(jìn)行的。圖1中的SEM圖像顯示連續(xù)的微孔和中孔，它們應(yīng)在硫代乙醇酸浸漬中起重要作用，能促進(jìn)金的轉(zhuǎn)移。

　　圖1：硫醇浸漬的活性炭的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。

　　活性炭對(duì)金吸附的影響

　　圖2a示出了關(guān)于用硫醇浸漬的活性炭進(jìn)行的吸附測(cè)定的金回收曲線。該曲線顯示了所測(cè)活性炭濃度的大致線性趨勢(shì)。但是，隨著碳濃度的增加，預(yù)計(jì)該曲線將漸近。在水溶液中攪拌的硫醇和活性炭中浸漬的硫醇之間的金吸附?jīng)]有差異。實(shí)際上，兩種活性炭均達(dá)到91%的金回收率，這與不具有回收金能力的未改性活性炭形成鮮明對(duì)比。但是，當(dāng)活性炭量減少時(shí)硫醇浸漬的活性炭的金回收率較低。金回收率的這種差異可以通過可與金反應(yīng)的硫醇量來解釋。一方面，當(dāng)巰基乙醇酸在水性介質(zhì)中時(shí)，可立即進(jìn)入以形成金絡(luò)合物，并且金的回收過程更為有效。另一方面，當(dāng)將巰基乙酸浸漬在活性炭表面上時(shí)，硫金硫酸鹽絡(luò)合物必須首先到達(dá)活性炭的表面，然后金才能在活性炭?jī)?nèi)轉(zhuǎn)移。因此，傳質(zhì)阻力被添加到吸附過程。圖2b中所示的等溫線也證明了這種行為。在吸收率上觀察到的這種改善與浸漬活性炭中的硫醇的當(dāng)量濃度有關(guān)，其大約為0.02mol·L-1。

　　圖2：浸有硫代乙醇酸的活性炭吸附金(a)金的回收曲線(b)等溫線。

　　活性炭對(duì)金回收率的測(cè)試方法

　　使用具有硫醇浸漬的活性炭，以50 g·L-1的溶液比率和30 rpm的攪拌速度進(jìn)行洗脫測(cè)試24小時(shí)。洗脫過程完成后，進(jìn)行過濾，從洗脫的活性炭中分離出濃溶液。然后，用去離子水洗滌活性炭以洗脫剩余的金。使用原子吸收分光光度法分析強(qiáng)溶液。將洗脫的活性炭干燥，并通過火法評(píng)估保留的金。

　　活性炭對(duì)硫代硫酸金的吸附機(jī)理

　　黃金在活性炭中的吸附顯然與巰基乙酸的存在有關(guān)。硫醇基團(tuán)，特別是巰基乙酸鈉，可以還原二硫鍵，隨后，它們可以通過插入過渡金屬離子而被重新氧化。該特性用于獲得角蛋白金屬配合物的納米顆粒。從這個(gè)意義上講，巰基乙酸根陰離子的巰基可能會(huì)破壞硫代硫酸金絡(luò)合物的二硫鍵(SS)。因此，兩個(gè)中間物種可以形成和重排，形成金巰基乙復(fù)雜和亞硫酸氫鈉。四個(gè)明顯不同的化學(xué)環(huán)境中硫基團(tuán)在活性炭上的插入。這些是硫醇，二硫化物，亞磺酸和磺酸。隨后，由于金的吸附，巰基和二硫鍵的結(jié)合能增加，這意味著只有這兩個(gè)基團(tuán)才賦予活性炭從硫代硫酸鹽溶液中回收金的能力。表明吸附過程可能涉及硫代硫酸鹽和巰基乙酸鹽之間的配體交換，如圖3所示。

　　圖3：在水溶液中與硫代乙醇酸一起攪拌的未改性活性炭回收金的建議機(jī)理。

　　對(duì)于硫代硫酸金配合物在硫醇修飾的活性炭上的吸附過程。活性炭能回收溶液中91%的金。洗脫測(cè)試表明巰基乙酸金復(fù)合物對(duì)活性炭具有很強(qiáng)的親和力。基于紫外可見光譜和循環(huán)伏安法，證明了一種新的硫醇金配合物的存在。該絡(luò)合物負(fù)責(zé)用活性炭回收金，并且是由巰基乙酸根離子和硫代硫酸金絡(luò)合物之間的相互作用形成的。硫醇基團(tuán)可能破壞硫代硫代硫酸鹽絡(luò)合物的二硫鍵并形成新的金絡(luò)合物。未來使用活性炭對(duì)硫代硫酸金的回收可能代替氰化法回收金。

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