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树脂浆法提金工艺

发布时间:2019-01-22 浏览数:35

离子交换树脂中,结构最简单的是“海绵”型离子交换树脂。按照现代化学观点,离子的交换反应动力来自交换的离子在树脂相和溶液相中的化学位差。当“海绵”型树脂浸入溶液中时,由于“海绵”孔隙中游动的反离子A浓度高,而会竭力向浓度低的溶液中扩散,而使树脂的电中性遭到破坏。为了回复树脂的初始电中性状态,就要从溶液中吸附相应量的电荷符号相同而不同类的离子,达到各离子重新分布的动力学平衡。

每一种离子交换树脂的吸附等温饱和曲线是它在离子交换过程中所具有的最重要特性。这种曲线是在恒定温度和给定条件下离子交换达到平衡时(图1)测定的,它表示离子交换树脂吸附离子的容量与溶液中该离子平衡浓度的关系。该曲线是设计吸附过程所选择吸附工艺条件的一种依据。


图1  AM(下)、AM-2B(上)树脂吸附金的等温线

离子的交换过程可设想有如下的几个步骤:(1)溶液中的离子向树脂颗粒表面扩散;(2)离子向树脂颗粒内部扩散;(3)进行离子交换反应;(4)被交换出的反离子从树脂颗粒内部向表面扩散;(5)反离子向溶液中扩散。在这5个步骤中,(1)和(5)、(2)和(4)是相同的,只是离子不同,移动的方向相反。由于离子交换过程是多步骤过程,因而它的总速度(过程交换速度)是由进行得最慢的那一步骤决定的。

大量研究证明,交换的化学反应步骤(3)一般是很快的,故它不决定离子交换过程的总速度,而在离子交换动力学中起决定作用的是扩散过程。研究数据表明,离子交换速度与树脂粒度有关。当减小粒度时,交换过程速度就会加快。可见,离子交换的速度是由树脂颗粒内的离子扩散或树脂颗粒周围液体不动层(液膜)中的离子扩散速度所决定。前者通称胶层扩散,后者通称膜层扩散。其中,胶层扩散多半比膜层扩散进行得慢些。故从矿浆中回收金的离子交换过程中,交换速度主要取决于离子的胶层扩散。但在载金树脂的金、银解吸过程中,离子交换速度大概受膜层扩散控制,因为此过程是在没有搅拌的树脂因定床层中进行的。此时,膜层厚度大,膜层内外界面溶液的浓度差和离子的扩散速度都小。尽管为加快膜层的扩散可以提高溶液的温度,但由于树脂的热稳定性差,故液温一般小宜超过50~60℃。超过此温度范围就会损坏树脂的活性基团而降低树脂的吸附容量。