研究工作表明,活性炭的结构与石墨类似,是由微小的晶片所构成,晶片的厚度只有几个碳原子厚,直径为微米,而且排列很不规则,具有很多具有分子一般大小的大量开口孔穴的侧壁。因此活性炭是具有发达的细孔结构和巨大吸附表面机的活性物质,它是Au(CN)-良好的吸附剂。活性炭的细孔结构很复杂,由直径介于的微孔和直径大于1000的大孔及介于的过渡孔组成,细孔结构是影响活性炭吸附特性的主要因素。
活性炭表面积是决定其吸附能力的重要指标,通常可用比表面积(米2/克)来表示,活性炭的表面积由颗粒的外表面和由细孔构成的内表面两部分组成,比较起来,由细孔结构构成的内表面积具有极大的面积比例(大于,因而对活性炭的吸附特性更具有决定性作用,研究测定,活性炭的比表面积很大,一般为米2/克,某些甚至高达米2/克。
在提金生产中,要求使用的活性炭必须具有较高的硬度和耐磨性,而吸附活性与耐磨性往往是相互矛盾的。生产实际中往往根据试验与经验来确定使用何种活性炭。
2活性炭的吸附过程
由Au(CN)-向炭粒表面的外扩散,向炭粒内部的内扩散和吸附三个步骤来完成。
3、影响活性炭吸附的因素
3.1、活性炭的类型
椰壳炭与杏核炭的吸附特性远优于煤质炭和焦质炭。
3.2、吸附设备结构
常见吸附槽有轴流式和径流式良种,比较而言,轴流式槽的阻力较小,死区也小,炭磨损率也低,尤其是采用双叶轮时更加明显。
3.3、矿浆性质指矿浆的粒度特性、浓度和粘度、有机物含量、矿浆的PH值等。
矿浆的粒度特性是指矿浆中常含有一些大于级间筛筛孔尺寸的木屑或粗粒矿砂,将会造成级间筛筛孔的堵塞和载金炭的品位下降,另外,含木屑的载金炭的解吸率也不高。 矿浆浓度的大小主要影响矿浆比重和流动性,将直接影响活性炭的漂浮性和分布不平衡,不利于吸附,实践证明一般控制在较好。
矿浆粘度主要受细泥含量多少来决定,泥多,粘度大,流动性差,易造成级间筛的堵塞,同时浸出,吸附效果均不好。
矿浆中的有机物主要指木屑,油类物质、腐植酸、浮选剂等。它们可以被活性炭吸附,影响金的吸附率,并使活性炭中毒,给炭的活化再生带来困难。
3.4、吸附段数和底炭浓度
吸附段数与底炭浓度一般由试验和经验来确定,吸附断数一般为4~6段,底炭浓度则5~25克/升之间控制,采用逆流串炭(间断式和连续式两种)。
3.5、矿浆充气
矿浆充气量过大会降低金的浸出速度和活性炭对金的吸附,充气方式一般有中心充气和管道充气两种,时间证明轴内中心充气法更好。 4提炭设备和工艺操作
4.1、提炭设备
目前使用的是有涡轮泵、射流泵、空气混合室三种。
脱金炭的热再生通常在外热回转炉内完成,其过程包括干燥,炭化和气化几个阶段,它可以起到以下作用:
第一,使有机吸附物在加温阶段解吸挥发;
第二,在℃条件下使有机污染物炭化;
第三,炭形成新的微孔,增加比表面积;
第四 ,在炭的微孔内形成新的活化点,增加活性。
活性炭吸附法广泛使用于在城市活性炭除臭设备、饮用水及工业废水处理。城市活性炭除臭设备废水中的一些有机物是难于为微生物或通常氧化法所氧化分解的,如酚、、石油及其商品、杀虫剂、洗涤剂、合成染料、胺类化合物以及许多人工合成有机物,经生化处理后很难到达对排放请求较高的水体中排放的标准,也严重影响废水的回用,因而需要深度处理。
因为活性炭对有机物的吸附才能大,在废水深度处理中得到广泛的使用,活性炭吸附法具有以下优点:处理程度高,城市污水用活性炭进行深度处理后,BOD可下降,TOC可降到1~3mg/L.使用范围广,对废水中绝大多数有机物都有用,包含微生物难于降解的有机物。惯性强,对水量及有机物负荷的变化有较强的惯功能,可得到安稳的处理作用。粒状炭可进行再生重复使用,被吸附的有机物在再生进程中被烧掉,不发生污泥,可回收有用物质。例如用活性炭处理含酚废水,用碱再生吸附饱满的活性炭,能够回收酚钠盐,设备紧凑、便利。
活性炭吸附法是使用多孔性的活性炭,使水中一种或多种物质被吸附在活性炭表面而去掉的方法,去掉目标包含溶解性的有机物质,合成洗涤剂、微生物、毒和一定量的重金属,并能够脱色、除臭。
活性炭、磺化煤、沸石、焦炭等都是水处理常用的吸附剂,活性炭经过活化后碳晶格构成形状和大小不一的兴旺细孔,大大添加比表面积,提高吸附才能。活性炭的细孔有用半径通常为,小孔半径在以下,过渡孔半径通常为孔半径为、,小孔容积通常为过渡孔面积通常为;大孔容积通常为
影响活性炭吸附的因素
吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。吸附能力的大小是用吸附量来衡量的。而吸附速度是指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。在水处理中,吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。
活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般来说,颗粒越小,孔隙扩散速度越快,活性炭的吸附能力就越强。
污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量,吸附反应通常是放热反应,因此温度低对吸附反应有利。
当然,活性炭的吸附能力与污水浓度有关。在一定的温度下,活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。