Специфика контроля качества активированных углей для золотодобывающей промышленности
Активированные угли (АУ) применяются в золотодобывающей промышленности для сорбции цианидов золота. При этом могут использоваться различные технологии: CIP, CIL и CIC, однако, вне зависимости от используемых технологий, важно выбрать марку угля, максимально подходящую для технологического процесса. Выбор активированного угля, в первую очередь, должен основываться на его технологических характеристиках.
Основными показателями качества АУ, с учетом специфики его использования на золотодобывающих предприятиях, являются его адсорбционная активность по йоду, фракционный состав, прочность при истирании, зольность, насыпная плотность и содержание примесей металлов.
Наиболее подходящим АУ для золотодобычи являются угли из скорлупы кокосовых орехов, поскольку они обладают повышенной прочностью, по сравнению с другими АУ. Кроме того, они обладают высокой адсорбционной активностью и хорошей регенерируемостью.
Контроль этих параметров может осуществляться как по нормам, действующим на территории Таможенного Союза (по ГОСТ), так и по международным стандартам (ASTM). Для золотодобывающей промышленности это особенно актуально, поскольку активированные угли на кокосовой основе не производятся на территории Таможенного Союза, а только импортируются. В связи с этим возникают сложности из-за расхождения в методах контроля, предусмотренных национальными и международными стандартами, и номенклатуре углей.
Испытательная лаборатория ИНБИ РАН, обладая всем необходимым оборудованием и опытным персоналом, проводила на своей базе ряд исследований, позволивших сравнить российские и международные методы анализа.
Рассмотрим детально некоторые методы испытаний углей по ГОСТ и аналогичные им методы ASTM применительно к золотодобыче.
Адсорбционная активность по йоду – «йодное число» (ГОСТ 6217-74 и ASTM D 4607 – 94).
При определении йодного числа основное отличие заключается в предварительном удалении сульфидов, которые могут оказывать интерферирующее влияние при измерениях. Этот этап отсутствует при испытаниях по ГОСТ, поэтому значения, полученные по ASTM, могут быть выше значений, полученных по ГОСТ.
Показатель адсорбционной активности предельно важен, так как именно он показывает способность активированного угля адсорбировать золото и обуславливает его выход.
Фракционный состав (ГОСТ 16187-70 и ASTM D 2862 – 97).
Принцип метода идентичен, разница только в размере используемых ячеек и способе его исчисления (в мм по ГОСТ и в меш по ASTM). Важно отметить, что размеры ячеек при пересчете не совпадают до последнего знака, что также вызывает трудности при сравнении результатов.
Прочность на истирание (ГОСТ 16188-70 и ASTM D 4058-96).
По ГОСТ определение прочности на истирание проводят с помощью прибора, состоящего из трех независимых цилиндров, внутри каждого из которых находится другой цилиндр меньшего диаметра. После вращения определяют количество угля, оставшегося в неизменном состоянии в %. По ASTM внутри большего цилиндра находится не цилиндр, а перегородка. Сравнение результатов, полученных этими методами, невозможно. Результаты испытаний по ASTM всегда значительно выше значений по ГОСТ.
Прочность на истирание, как и адсорбционная активность по йоду, является основополагающим параметром при выборе активированного угля. Угли, имеющие низкую прочность на истирание, будут крошиться в процессе работы и, кроме того, их последующая регенерация будет затруднительна.
Массовая доля золы (ГОСТ 12596-67 и ASTM D 2866 – 94).
Различие методов заключается в длительности озоления и температуре. По ASTM температура составляет 650 0C, время от 3 до 16 часов. По ГОСТ температура составляет 850 0C, время 2-2,5 часа.
Несмотря на большую продолжительность по времени озоления, значения, полученные по методу ASTM D 2866 могут быть несколько выше, т.к. имеется существенное различие по температурным условиям. В диапазоне температур 650 – 850 0С некоторые металлы и элементы могут испаряться.
Зольность активированного угля тесно связана с показателем, характеризующим содержание примесей металлов. Наличие большого числа примесей металлов будет отрицательно сказываться на адсорбции золота.
Содержание примесей металлов может быть установлено методами ААС по ASTM (в частности, ASTM D6647-01) либо с использованием полярографии и рентген-флуоресцентного анализа (подобные методы уже используются в практике Испытательной лаборатории ИНБИ РАН).
К активированному углю, применяемому на золотодобывающих предприятиях, целесообразно применять строгие требования по этому показателю, так как примеси металлов могут являться интерферирующими агентами при адсорбции золота.
Насыпная плотность (ГОСТ 16190-70 и ASTM D 2854 – 96).
Основное различие состоит в том, что мерный цилиндр при испытании по ГОСТ находится в механическом делителе и подвергается вибрационному воздействию, что приводит к уплотнению угля. При использовании методики ASTM уплотнения в цилиндре не происходит. Насыпная плотность до уплотнения соответствует насыпной плотности по ASTM. Значения насыпной плотности по ASTM всегда ниже, чем по ГОСТ.
Насыпная плотность – показатель, который вместе с содержанием влаги, важен при закупках активированных углей, так как он используется при расчете количества угля по массе, необходимого для заполнения технологических емкостей.
Таким образом, необходимо учитывать имеющиеся различия между методами ГОСТ и ASTM и внимательно относиться к спецификациям АУ, предоставляемым продавцами. В РФ, как в стране-участнице Таможенного союза, целесообразно проводить входной контроль АУ по методам ГОСТ. Это даст возможность сравнивать показатели АУ, поступающих от различных импортеров.
