一种基于流过式电容去离子法的贵金属回收设备与工艺

摘要

本发明涉及一种基于流过式电容去离子法的贵金属回收设备与工艺，由活性炭纤维电极流过式电容去离子总成等构成；将含贵金属矿稀浆原料送入活性炭纤维电极流过式电容去离子总成,贵金属及贵金属化合物作为可带电微粒在直流电场力的作用下会被吸附并储存在电极表面的双电层中，实现这可带电微粒与不可带电成分即去贵金属矿浆的分离。

说明书

技术领域

本发明属采矿领域，特别涉及一种基于流过式电容去离子法的贵金属回收设备与工艺。

背景技术

贵金属在矿产矿石中含量一般都很低，如黄金在矿产矿石中含量1-20克/吨，现有黄金生产工艺多采用炭浆提金法：将含金的矿砂石粉碎到300目左右，搅拌制成均匀的悬浮矿浆，将氰化钾或氰化钠溶液加入矿浆，生成可溶于水的氰金络离子[Au(CN)2]-, 含氰金络离子的矿浆在串联的吸附槽内与颗粒状活性炭在充分搅拌下接触一定时间, 且矿浆的PH值控制在10-11, 黄金会以Mn+[Au(CN)2]- 形态被吸附到活性炭孔隙中,(Mn+为Na+,K+,Ca2+,Mg2+等); 活性炭采用中孔发达的颗粒椰壳炭，果核炭;从矿浆中筛分出吸附饱和的颗粒载金活性炭,用浓度0.1-1.0%的氰化钠和苛性钠混合液洗脱, 从洗脱液中电解回收黄金, 活性炭再生回用; 也有将吸附饱和的载金活性炭焚烧回收黄金;这种炭浆提金法需要大量消耗剧毒的氰化物, 对人体与环境都有巨大风险, 而且成本也居高不下;

另有一些矿产含有多种伴生贵金属，现有矿产企业的设备与工艺只能回收特定少数品种金属，多种伴生贵金属乃留在矿渣中，因此再从矿渣中回收余下贵金属，乃有很好经济价值；流过式电容去离子法 FTC（Flow Through Capacitor， 又称 CDI: Capacitive Deionization）,CDI的工作原理:当含有一定量可受电场力作用的可带电微粒(如金属、金属离子、盐类等等)的液体经过电容电场时，可带电微粒在直流电场力的作用下会被吸附并储存在电极表面的双电层中，实现这可带电微粒与液体分离,直至电极吸附达到饱和;此时，将直流电源去掉，由于直流电场的消失，储存在双电层中的这可带电微粒又重新回到通道中，随反洗液体排出，实现这可带电微粒回收,电极也由此得到再生;这是在电场力的作用下，直接将液体中相对量很小的这可带电微粒吸附并分离出来，而不是把大量的水从原液体中分离出来，因而无需高温、高压，所以能耗相对较低，成本低。因此利用流过式电容去离子法从含黄金的矿浆水中分离出黄金; 或者从伴生有贵金属矿渣中回收余下贵金属在技术都是可行的；显然黄金也是贵金属，因此以下文述及“贵金属” 一词已包括黄金；从法拉弟电解定律可知, 实现流过式电容去离子需要电解不溶性电极, 并希望有尽量大的比表面积。

发明内容

本发明提出一种基于流过式电容去离子法的贵金属回收设备与工艺；基于流过式电容去离子法的贵金属回收设备由混合泵总成，活性炭纤维电极流过式电容去离子总成, 活性炭纤维过滤总成A, 活性炭纤维过滤总成B, 泵E总成, 泵F总成, 泵G总成, 蓄泥池总成，沉贵金属池总成，中水池总成,含贵金属反洗水H蓄池总成及各联接管道构成, 其特征是各联接管道与各总成之间联结关系如下述：

（a）. 混合泵总成进水管R与含贵金属矿浆原料源联结, 混合泵总成另一进水管S与中水池总成联结, 混合泵总成出水管R与活性炭纤维电极流过式电容去离子总成进水管W联结, 活性炭纤维电极流过式电容去离子总成出水管W与蓄泥池总成进水管C联结;

(b). 泵E总成进水管E与反洗水源E联结, 泵E总成出水管E与活性炭纤维电极流过式电容去离子总成反洗水进水口w联结, 活性炭纤维电极流过式电容去离子总成反洗水出水口w与沉贵金属池总成进水口T联结, 沉贵金属池总成上清液出水口T与活性炭纤维过滤总成A的进水口J联结, 活性炭纤维过滤总成A的出水口J与中水池总成联结;

(c). 泵G总成进水管G与反洗水源G联结, 泵G总成出水管G与活性炭纤维过滤总成A的反洗水进水口J联结, 活性炭纤维过滤总成A的反洗水出水口J与含贵金属反洗水H蓄池总成联结;

(d). 蓄泥池总成上清液出水口P与活性炭纤维过滤总成B的进水口Q联结, 活性炭纤维过滤总成B的出水口Q与中水池总成联结;

(e). 泵F总成进水管F与反洗水源F联结, 泵F总成出水管F与活性炭纤维过滤总成B的反洗水进水口Q联结, 活性炭纤维过滤总成B的反洗水出水口Q与蓄泥池总成进水管Y联结;

混合泵总成，活性炭纤维电极流过式电容去离子总成, 活性炭纤维过滤总成A, 活性炭纤维过滤总成B, 泵E总成, 泵F总成, 泵G总成, 及各联接管道为公知机械，蓄泥池总成，沉贵金属池总成，中水池总成,含贵金属反洗水H蓄池总成为公知土建工程；优选发明专利“一种流过式电容去离子法的过滤设备与工艺”（201510550081.7）中公开的设备为活性炭纤维电极流过式电容去离子总成；优选发明专利“一种采用平板型活性炭纤维作滤材的过滤设备与工艺”（201610479361.8）中公开的设备为活性炭纤维过滤总成A, 活性炭纤维过滤总成B。

利用上述基于流过式电容去离子法的贵金属回收设备进行贵金属回收工艺如下:

(f) 混合泵总成将40-60%浓度的含贵金属矿浓浆原料与水混合配制成5-10%浓度的含贵金属矿稀浆原料从进水管W送入活性炭纤维电极流过式电容去离子总成, 贵金属及贵金属化合物作为可带电微粒在直流电场力的作用下会被吸附并储存在电极表面的双电层中，实现这可带电微粒与不可带电成分即去贵金属矿浆的分离; 不可带电成分即去贵金属矿浆从活性炭纤维电极流过式电容去离子总成出水管W排出进入蓄泥池总成;

(g). 当活性炭纤维电极流过式电容去离子总成的电极吸附贵金属及贵金属化合物作为可带电微粒饱和后, 切断活性炭纤维电极流过式电容去离子总成的电极电源, 启动泵E总成, 反洗水从活性炭纤维电极流过式电容去离子总成反洗水进水口w进入活性炭纤维电极流过式电容去离子总成内,反洗电极, 洗脱电极上的贵金属及贵金属化合物从反洗水出水口w排出进入沉贵金属池总成; 经沉贵金属池沉淀收集贵金属泥, 用贵金属泥经公知工艺精制贵金属;

(h). 为了进一步回收贵金属, 将沉贵金属池中上清液K从进水口J送入活性炭纤维过滤总成A, 过滤回收贵金属及贵金属化合物，滤过净水M从出水口J送入中水池总成回用; 活性炭纤维滤材过滤吸附饱和后, 启动泵G总成, 反洗水从活性炭纤维过滤总成A的反洗水进水口J进入活性炭纤维过滤总成A内部，反洗活性炭纤维滤材, 洗脱含贵金属反洗水H从反洗水出水口J排出进入含贵金属反洗水H蓄池总成; 含贵金属反洗水H经公知工艺干燥后与上述(g) 工艺中贵金属泥混合经公知工艺精制贵金属;

(i). 向蓄泥池总成加入沉淀剂, 沉淀物作为矿渣排出; 上清液P从进水口Q送入活性炭纤维过滤总成B, 收得滤净水N从出水口Q送入中水池回用; 活性炭纤维滤材过滤吸附饱和后, 启动泵F总成, 反洗水从活性炭纤维过滤总成B的反洗水进水口Q进入活性炭纤维过滤总成B内部，反洗活性炭纤维滤材,反洗水Q从反洗水出水口Q排出返回蓄泥池总成。

附图说明

附图1是本发明一种基于流过式电容去离子法的贵金属回收设备中各总成联结示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述，但不是对本发明的限制；

本发明提出一种基于流过式电容去离子法的贵金属回收设备与工艺；基于流过式电容去离子法的贵金属回收设备由混合泵总成（1），活性炭纤维电极流过式电容去离子总成（2）, 活性炭纤维过滤总成A（3）, 活性炭纤维过滤总成B（4）, 泵E总成（5）, 泵F总成（7）, 泵G总成（6）, 蓄泥池总成（8），沉贵金属池总成（9），中水池总成（10）,含贵金属反洗水H蓄池总成（11）及各联接管道构成, 其特征是各联接管道与各总成之间联结关系如下述：

（a）. 混合泵总成（1）进水管R（1-2）与含贵金属矿浆原料源联结, 混合泵总成另一进水管S（1-1）与中水池总成（10）联结, 混合泵总成（1）出水管R（1-3）与活性炭纤维电极流过式电容去离子总成（2）进水管W（2-1）联结, 活性炭纤维电极流过式电容去离子总成（2）出水管W（2-2）与蓄泥池总成（8）进水管C（8-2）联结;

(b). 泵E总成（5）进水管E（5-1）与反洗水源E联结, 泵E总成（5）出水管E（5-2）与活性炭纤维电极流过式电容去离子总成（2）反洗水进水口W(2-3)联结, 活性炭纤维电极流过式电容去离子总成(2)反洗水出水口w(2-4)与沉贵金属池总成(9)进水口T(9-1)联结, 沉贵金属池总成(9)上清液出水口T(9-2)与活性炭纤维过滤总成A(3)的进水口J(3-1)联结, 活性炭纤维过滤总成A(3)的出水口J(3-2)与中水池总成(10)联结;

(c). 泵G总成(6)进水管G(6-1)与反洗水源G联结, 泵G总成(6)出水管G(6-2)与活性炭纤维过滤总成A(3)的反洗水进水口J(3-3)联结, 活性炭纤维过滤总成A(3)的反洗水出水口J(3-4)与含贵金属反洗水H蓄池总成(11)联结;

(d). 蓄泥池总成(8)上清液出水口P(8-1)与活性炭纤维过滤总成B(4)的进水口Q(4-1)联结, 活性炭纤维过滤总成B(4)的出水口Q(4-2)与中水池总成(10)联结;

(e). 泵F总成(7)进水管F(7-1)与反洗水源F联结, 泵F总成(7)出水管F(7-2)与活性炭纤维过滤总成B(4)的反洗水进水口Q(4-3)联结, 活性炭纤维过滤总成B(4)的反洗水出水口Q(4-4)与蓄泥池总成(8)进水管Y(8-3)联结;

混合泵总成(1)，活性炭纤维电极流过式电容去离子总成(2), 活性炭纤维过滤总成A(3), 活性炭纤维过滤总成B(4), 泵E总成(5), 泵F总成(7), 泵G总成(6), 及各联接管道为公知机械，蓄泥池总成(8)，沉贵金属池总成(9)，中水池总成(10),含贵金属反洗水H蓄池总成(11)为公知土建工程；优选发明专利“一种流过式电容去离子法的过滤设备与工艺”（201510550081.7）中公开的设备为活性炭纤维电极流过式电容去离子总成(2)；优选发明专利“一种采用平板型活性炭纤维作滤材的过滤设备与工艺”（201610479361.8）中公开的设备为活性炭纤维过滤总成A(3), 活性炭纤维过滤总成B(4)；

利用上述基于流过式电容去离子法的贵金属回收设备进行提贵金属回收工艺如下:

(f) 混合泵总成(1)将40-60%浓度的含贵金属矿浓浆原料与水混合配制成5-10%浓度的含贵金属矿稀浆原料从进水管W(2-1)送入活性炭纤维电极流过式电容去离子总成(2), 贵金属及贵金属化合物作为可带电微粒在直流电场力的作用下会被吸附并储存在电极表面的双电层中，实现这可带电微粒与不可带电成分即去贵金属矿浆的分离; 不可带电成分即去贵金属矿浆从活性炭纤维电极流过式电容去离子总成(2)出水管W(2-2)排出进入蓄泥池总成;

上述管道阀门状态: 进水管W(2-1) 开，出水管W(2-2) 开， 反洗水进水口w(2-3) 关， 反洗水出水口w(2-4) 关;

(g). 当活性炭纤维电极流过式电容去离子总成(2)的电极吸附贵金属及贵金属化合物作为可带电微粒饱和后, 切断活性炭纤维电极流过式电容去离子总成(2)的电极电源, 启动泵E(5)总成, 反洗水从活性炭纤维电极流过式电容去离子总成(2)反洗水进水口w(2-3)进入活性炭纤维电极流过式电容去离子总成(2)内,反洗电极, 洗脱电极上的贵金属及贵金属化合物从反洗水出水口w(2-4)排出进入沉贵金属池总成(9); 经沉贵金属池沉淀收集贵金属泥, 用贵金属泥经公知工艺精制贵金属;

上述管道阀门状态: 进水管W(2-1) 关，出水管W(2-2) 关， 反洗水进水口w(2-3) 开， 反洗水出水口w(2-4) 开;

(h). 为了进一步回收贵金属, 将沉贵金属池(9)中上清液K从进水口J(3-1)送入活性炭纤维过滤总成A(3), 过滤回收贵金属及贵金属化合物, 滤过净水M从出水口J(3-2)送入中水池总成(10)回用;

上述管道阀门状态:进水口J(3-1) 开, 出水口J(3-2) 开， 反洗水进水口J关，反洗水出水口J(3-4) 关;

活性炭纤维滤材过滤吸附饱和后, 启动泵G总成(6), 反洗水从活性炭纤维过滤总成A(3)的反洗水进水口J(3-3)进入活性炭纤维过滤总成A(3)内部，反洗活性炭纤维滤材, 洗脱含贵金属反洗水H从反洗水出水口J(3-4)排出进入含贵金属反洗水H蓄池总成(11); 含贵金属反洗水H经公知工艺干燥后与上述(g) 工艺中贵金属泥混合经公知工艺精制贵金属;

上述管道阀门状态:进水口J(3-1) 关, 出水口J(3-2) 关， 反洗水进水口J开，反洗水出水口J(3-4) 开;

(i). 向蓄泥池总成(8)加入沉淀剂, 沉淀物作为矿渣排出; 上清液P从进水口Q(4-1)送入活性炭纤维过滤总成B(4), 收得滤净水N从出水口Q(4-2)送入中水池(10)回用;

上述管道阀门状态: 进水口Q(4-1) 开， 出水口Q(4-2) 开， 反洗水进水口Q(4-3) 关， 反洗水出水口Q(4-4) 关;

活性炭纤维滤材过滤吸附饱和后, 启动泵F总成(7), 反洗水从活性炭纤维过滤总成B(4)的反洗水进水口Q(4-3)进入活性炭纤维过滤总成B(4)内部反洗活性炭纤维滤材,反洗水Q从反洗水出水口Q(4-4)排出返回蓄泥池总成(8);

上述管道阀门状态: 进水口Q(4-1) 关， 出水口Q(4-2) 关， 反洗水进水口Q(4-3) 开， 反洗水出水口Q(4-4) 开。