АДСОРБИРУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ
ADSORBENT COMPOSITION, METHOD OF ITS PRODUCTION AND USE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к адсорбирующим композициям. В частности, настоящее изобретение относится к адсорбирующим композициям, способам их получения и их применениям, например, при отделении драгоценных металлов при переработке руды.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Способы обогащения металлов (например, драгоценных металлов) обычно включают дробление, перетирание, выщелачивание, цианидное выщелачивание и адсорбцию металлов с помощью схем уголь-в-пульпе (CIP) или уголь-в-щелоке (CIL), десорбции, электролиза (EW) и извлечения металла. Популярным способом извлечения металлов из руды является цианирование вследствие его относительно низкой стоимости и высокой степени извлечения металла из различных видов руд. Такой способ особенно часто применяют для руд драгоценных металлов, таких как золотосодержащие руды.
При переработке золотосодержащей руды с помощью цианида золото выщелачивают из руды, затем ионы золота адсорбируют из выщелачивающего раствора на адсорбент, такой как активированный уголь (АС). Нагруженный адсорбент затем отделяют от технологического потока, и ионы золота десорбируют в меньший объем раствора, подходящего для извлечения металла. В схеме цианидного выщелачивания обычно применяют адсорбцию растворенного золота на АС с применением схемы CIP или CIL, или обеих. АС применяют в золотодобывающей промышленности, однако серебро и другие драгоценные металлы также извлекают из их цианидного раствора с помощью АС.
Адсорбция золота на АС является быстрым процессом. Крупнодисперсный АС, который применяют в золотодобывающей промышленности, имеет размер приблизительно 30 меш или более, и его добавляют к суспензии выщелоченного золота в схеме CIP/CIL для адсорбции золота в виде цианида золота. АС разрушается при истирании в схеме, и в ходе этого процесса образуются мелкие частицы угля, которые могут приводить к потерям через сетки в хвосты. Потери АС могут быть отнесены, не ограничиваясь перечисленным, к истиранию зерна угля в системах суспензий (CIP, CIL), истиранию уголь-уголь в системах растворов и суспензий (CIP, CIL, уголь-в-колоннах (СЮ), элюирование и промывка кислотой), истиранию уголь-уголь и уголь-сталь в системах сушки (перемещение, термическая реактивация), разрушению угля во время перемещения (в насосах, эдукторах и на сетках), разрушению вследствие теплового шока во время реактивации и гашения и химического шока или при удалении уголь-неорганических композитов.
Золотосодержащие руды часто измельчают в мелкий порошок, чтобы частицы золота могли высвобождаться из вмещающей породы и растворяться в растворе. Во время стадии растворения золота добавляют крупнодисперсные частицы АС для адсорбции золота из раствора или суспензии. Частицы АС затем собирают с помощью сетки (поскольку они являются относительно крупными, они удерживаются на сетке), в то время как водный раствор и мелкие нерастворенные частицы руды в суспензии проходят через нее. В этот момент нагруженный уголь направляют для извлечения золота в колонку элюирования, затем десорбированный уголь снова активируют в печи и используют повторно. Поскольку АС является хрупким, некоторые частицы разрушаются во время этого процесса, в результате чего они проходят через сетки и оказываются в пустой породе в хвостах. Поскольку эти частицы мелкодисперсного АС имеют большую удельную площадь поверхности, он захватывает больше золота, чем свежий крупнодисперсный АС, добавленный в схему. В результате это приводит к потере золота золотодобывающим предприятием, так как частицы мелкодисперсного АС нагружены золотом.
В результате высоких потенциальных потерь золота, адсорбированного частицами мелкодисперсного АС, на многих предприятиях по производству золота и драгоценных металлов применяют различные способы сбора частиц мелкодисперсного АС, в том числе системы флокуляции и фильтрации. Данные способы являются лишь минимально эффективными. После сбора достаточных количеств мелкодисперсного АС их отправляют за пределы предприятия для извлечения адсорбированного золота выплавлением, данный способ обычно является дорогостоящим. Это, к сожалению, приводит к увеличению затрат (примерно 6-9 процентов и до 13% от стоимости золота в мелкодисперсном АС). Другие способы, такие как смешивание собранного мелкодисперсного АС со свежим крупнодисперсным АС и водным раствором реагента для переноса золота из мелкодисперсного АС в крупнодисперсный АС, включают перемешивание и дополнительное разрушение АС. Значительным источником потери золота является некоторое количество нагруженного АС, который вследствие истирания был измельчен до частиц мелкодисперсного АС (которые относительно больше нагружены золотом), которые проходят через сетки и оказываются в хвостах.
Поэтому существует потребность в разработке композиции и/или способа, который устраняет или уменьшает по меньшей мере один из недостатков, описанных выше, или который обеспечивает подходящую альтернативу.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно одному аспекту изобретения предложена адсорбирующая композиция, содержащая: ядро, обладающее по меньшей мере одним из следующего: (i) износостойкость, (и) стойкость к коррозионному(ым) условию(ям), (Ш) по меньшей мере один термопластичный материал; и (iv) низкая пористость; и по меньшей мере одно покрытие, которое по меньшей мере частично покрывает ядро, где по меньшей мере одно покрытие содержит по меньшей мере один адсорбирующий материал.
2
2
Согласно другому аспекту изобретения ядро обладает износостойкостью. В другом аспекте изобретения ядро обладает стойкостью к коррозионному(ым) условию(ям). В другом аспекте изобретения ядро обладает низкой пористостью. В другом аспекте изобретения ядро является непористым. В другом аспекте изобретения ядро является непористым, так что адсорбирующий материал остается по существу на поверхности ядра. В другом аспекте изобретения ядро является непористым, так что адсорбирующий материал не проникает через поверхность ядра. В другом аспекте изобретения ядро содержит по меньшей мере один термопластичный материал. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит по меньшей мере один полимер, проявляющий свойство перехода в стеклообразное состояние. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования по меньшей мере приблизительно 50°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования по меньшей мере приблизительно 70°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования по меньшей мере приблизительно 100°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования по меньшей мере приблизительно 130°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования от приблизительно 50°С до приблизительно 200°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования от приблизительно 100°С до приблизительно 200°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования от приблизительно 130°С до приблизительно 200°С. В другом аспекте изобретения по меньшей мере один полимер представляет собой непоперечно-сшитый полимер. В другом аспекте изобретения по меньшей мере один полимер выбран из группы, состоящей из полистирола, полиэтилена, поли(метилметакрилата), поливинилхлорида, полиамидов, полиакрилонитрилбутадиенстирола, полиакрилонитрила, поликарбонатов, полифениленсульфида, полиэфирсульфона, полифениленоксида, нейлона, полимолочной кислоты, политетрафторэтилена, полиэтилентерефталата, полипропилентерефталата и их комбинаций. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит полистирол. В другом аспекте изобретения по меньшей мере один полимер представляет собой поперечно-сшитый полимер. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки, придающую ядру более высокую твердость и большую износостойкость. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки не более 20 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки не более 10 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки не более 5 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки не более 1 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки от приблизительно 1 мол. % до приблизительно 20 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки от приблизительно 1 мол. % до приблизительно 10 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки от приблизительно 1 мол. % до приблизительно 5 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер представляет собой полимер, который был поперечно сшит с помощью поперечно-сшивающего агента, выбранного из группы, состоящей из дивинилбензола, дивинилтолуола, диметилдивинилбензола, диметилдивинилтолуола, тривинилбензола, тривинилнафталина, этилакрилата, винилацетата и их комбинаций. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит полистирол, поперечно-сшитый с дивинил бензолом. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит по меньшей мере приблизительно 50% одного полимера. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит по меньшей мере приблизительно 70% одного полимера. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит по меньшей мере приблизительно 80% одного полимера. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит по меньшей мере приблизительно 99% одного полимера. В другом аспекте изобретения термопластичный материал становится липким при нагревании выше его температуры стеклования. В другом аспекте изобретения ядро имеет подходящую форму. В другом аспекте изобретения ядро представляет собой пеллету и/или гранулу. В другом аспекте изобретения ядро имеет средний размер частиц более приблизительно 1 мм. В другом аспекте изобретения ядро имеет средний размер частиц более приблизительно 2 мм. В другом аспекте изобретения ядро имеет средний размер частиц от приблизительно 2 мм до приблизительно 60 мм. В другом аспекте изобретения степень покрытия составляет от приблизительно 10% площади поверхности ядра до приблизительно 100% площади поверхности ядра. В другом аспекте изобретения покрытие по существу покрывает площадь поверхности ядра. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал содержит материал для адсорбции металла(ов) и/или ионов металла. В другом аспекте изобретения металл(ы) и/или ионы металла выбраны из группы, состоящей из драгоценных металлов, ионов драгоценных металлов, переходных металлов, ионов переходных металлов, редкоземельных металлов и ионов редкоземельных металлов. В другом аспекте изобретения металл выбран из группы, состоящей золота, серебра, рения, рутения, родия, палладия, осмия, иридия, платины, меди, никеля и их комбинаций. В другом аспекте изобретения металл представляет собой золото, серебро, платину, медь и/или никель. В другом аспекте изобретения металл представляет собой золото. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал содержит по меньшей мере один неметаллический материал. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал содержит уголь. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал содержит активированный уголь. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал содержит по меньшей мере один металлооксидный материал. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал содержит оксид(ы) металла(ов). В другом аспекте изобретения оксид(ы) металла(ов) выбран(ы) из группы, состоящей из диоксида кремния, оксида алюминия и их комбинаций. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал выбран из группы, состоящей из угля, активированного угля, угля в форме молекулярного сита, диоксида кремния, активированного диоксида кремния, оксида алюминия, активированного оксида алюминия, цеолитов, цеолитов в форме молекулярного сита, полимерных адсорбентов и их комбинаций. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал является пористым. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал имеет средний диаметр пор от приблизительно 0,1 нм до приблизительно 30 нм. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал имеет площадь поверхности от приблизительно 50 м/г до приблизительно 2000 м/г. В другом аспекте изобретения количество ядра составляет более приблизительно 50 масс. % относительно общей массы абсорбирующей композиции. В другом аспекте изобретения количество ядра составляет от приблизительно 99 масс. % до приблизительно 80 масс. % относительно общей массы абсорбирующей композиции. В другом аспекте изобретения количество адсорбирующего материала составляет менее приблизительно 50 масс. % относительно общей массы абсорбирующей композиции. В другом аспекте изобретения количество адсорбирующего материала составляет от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 20 масс. % относительно общей массы абсорбирующей композиции. В другом аспекте изобретения средний размер частиц адсорбирующей композиции составляет более приблизительно 1 мм. В другом аспекте изобретения средний размер частиц адсорбирующей композиции составляет от приблизительно 3 мм до приблизительно 70 мм. В другом аспекте изобретения адсорбирующая композиция не включает связующее(ие) вещество(ва).
В другом аспекте изобретения предложен способ получения адсорбирующей композиции, включающий объединение по меньшей мере одного ядра и по меньшей мере одного адсорбирующего материала, при котором адсорбирующий материал по меньшей мере частично покрывает по меньшей мере одно ядро, с получением адсорбирующей композиции.
В другом аспекте изобретения предложен способ получения адсорбирующей композиции, включающий объединение по меньшей мере одного ядра и по меньшей мере одного адсорбирующего материала в по меньшей мере одном растворителе, при котором адсорбирующий материал по меньшей мере частично покрывает по меньшей мере одно ядро, с получением адсорбирующей композиции. В другом аспекте изобретения по меньшей мере одно ядро содержит ядро, обладающее по меньшей мере одним из следующего: (i) износостойкость, (ii) стойкость к коррозионному(ым) условию(ям), (iii) термопластичный материал; и (iv) низкая пористость.
В другом аспекте изобретения предложен способ получения адсорбирующей композиции, включающий нагревание по меньшей мере одного ядра и по меньшей мере одного адсорбирующего материала в по меньшей мере одном растворителе, при котором адсорбирующий материал по меньшей мере частично покрывает по меньшей мере одно ядро, с получением адсорбирующей композиции. В другом аспекте изобретения по меньшей мере одно ядро содержит ядро, обладающее по меньшей мере одним из следующего: (i) износостойкость, (ii) стойкость к коррозионному(ым) условию(ям), (iii) термопластичный материал; и (iv) низкая пористость.
2
2
В другом аспекте изобретения под воздействием нагревания по меньшей мере одно ядро становится липким, так что адсорбирующий материал прилипает по меньшей мере к одному ядру, по меньшей мере частично окружая по меньшей мере одно ядро. В другом аспекте изобретения под воздействием растворителя по меньшей мере одно ядро становится липким, так что адсорбирующий материал прилипает к по меньшей мере одному ядру, по меньшей мере частично окружая по меньшей мере одно ядро. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал прилипает посредством сил Ван-дер-Ваальса и/или механической адгезии. В другом аспекте изобретения по меньшей мере одно ядро нагревают выше его температуры стеклования, так что оно становится липким. В другом аспекте изобретения растворитель представляет собой жидкость. В другом аспекте изобретения растворитель содержит неорганические и/или органические растворители, способные содействовать прилипанию адсорбирующего(их) материала(ов) к ядру (ядрам). В другом аспекте изобретения растворитель содержит по меньшей мере один растворитель, действующий на ядро (ядра) как поверхностно-активное вещество. В другом аспекте изобретения растворитель содержит замещенные и незамещенные ациклические и циклические углеводороды, замещенные и незамещенные ациклические и циклические кетоны, замещенные и незамещенные ациклические и циклические гетероциклические соединения и их комбинации. В другом аспекте изобретения растворитель содержит ацетон, этилацетат, метиленхлорид, дихлорэтан, циклогексанон, метилэтилкетон, метилбензол, тетрагидрофуран и их комбинации. В другом аспекте изобретения растворитель содержит воду. В другом аспекте изобретения растворитель является перегретым. В другом аспекте изобретения растворитель постоянно перемешивают в течение некоторого времени. В другом аспекте изобретения на стадии объединения смесь постоянно перемешивают в течение некоторого времени. В другом аспекте изобретения растворитель нагревают до температуры от приблизительно 100°С до приблизительно 200°С. В другом аспекте изобретения растворитель нагревают до температуры от приблизительно 120°С до приблизительно 200°С. В другом аспекте изобретения растворитель нагревают до температуры от приблизительно 120°С до приблизительно 170°С. В другом аспекте изобретения растворитель нагревают до температуры от приблизительно 120°С до приблизительно 150°С. В другом аспекте изобретения растворитель нагревают до температуры от приблизительно 140°С до приблизительно 145°С. В другом аспекте изобретения способ осуществляют при давлении от приблизительно 30 psi (фунтов на квадратный дюйм) до приблизительно 50 psi. В другом аспекте изобретения давление составляет от приблизительно 40 psi до приблизительно 50 psi. В другом аспекте изобретения нагревание происходит в течение от приблизительно 50 минут до приблизительно 70 минут. В другом аспекте изобретения нагревание происходит в течение от приблизительно 50 минут до приблизительно 60 минут. В другом аспекте изобретения используют любые подходящие количества адсорбирующего(их) материала(ов) и ядра (ядер). В другом аспекте изобретения количество адсорбирующего(их) материала(ов) является таким, что агломерация ядра (ядер) в способе сведена к минимуму. В другом аспекте изобретения массовые процентные соотношения между адсорбирующим материалом и ядром (ядрами) составляют от приблизительно 50:50 масс/масс. % до приблизительно 1:99 масс/масс. % относительно общей массы абсорбирующей композиции. В другом аспекте изобретения массовые процентные соотношения между адсорбирующим материалом и ядром (ядрами) составляют от приблизительно 1:99 масс/масс. % до приблизительно 40:60 масс./масс. %, от приблизительно 5:95 масс./масс. % до приблизительно 30:70 масс./масс. % или от приблизительно 1:90 масс/масс. % до приблизительно 20:80 масс/масс. %. В другом аспекте изобретения по меньшей мере одно ядро имеет низкую пористость. В другом аспекте изобретения по меньшей мере одно ядро является непористым. В другом аспекте изобретения ядро является непористым, так что адсорбирующий материал остается по существу на поверхности ядра. В другом аспекте изобретения ядро является непористым, так что адсорбирующий материал не проникает через поверхность ядра. В другом аспекте изобретения ядро содержит по меньшей мере один термопластичный материал. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит по меньшей мере один полимер, проявляющий свойство перехода в стеклообразное состояние. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования по меньшей мере приблизительно 50°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования по меньшей мере приблизительно 70°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования по меньшей мере приблизительно 100°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования по меньшей мере приблизительно 130°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования от приблизительно 50°С до приблизительно 200°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования от приблизительно 100°С до приблизительно 200°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования от приблизительно 130°С до приблизительно 200°С. В другом аспекте изобретения по меньшей мере один полимер представляет собой непоперечно-сшитый полимер. В другом аспекте изобретения по меньшей мере один полимер выбран из группы, состоящей из полистирола, полиэтилена, поли(метилметакрилата), поливинилхлорида, полиамидов, полиакрилонитрилбутадиенстирола, полиакрилонитрила, поликарбонатов, полифениленсульфида, полиэфирсульфона, полифениленоксида, нейлона, полимолочной кислоты, политетрафторэтилена, полиэтилентерефталата, полипропилентерефталата и их комбинаций. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит полистирол. В другом аспекте изобретения по меньшей мере один полимер представляет собой поперечно-сшитый полимер. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки, придающую ядру более высокую твердость и большую износостойкость. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки не более 20 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки не более 10 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки не более 5 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки не более 1 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки от приблизительно 1 мол. % до приблизительно 20 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки от приблизительно 1 мол. % до приблизительно 10 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки от приблизительно 1 мол. % до приблизительно 5 мол. %. В другом аспекте изобретения поперечно-сшитый полимер представляет собой полимер, который был поперечно сшит с помощью поперечно-сшивающего агента, выбранного из группы, состоящей из дивинилбензола, дивинилтолуола, диметилдивинилбензола, диметилдивинилтолуола, тривинилбензола, тривинилнафталина, этилакрилата, винилацетата и их комбинаций. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит полистирол, поперечно-сшитый с дивинилбензолом. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит по меньшей мере приблизительно 50% одного полимера. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит по меньшей мере приблизительно 70% одного полимера. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит по меньшей мере приблизительно 80% одного полимера. В другом аспекте изобретения термопластичный материал содержит по меньшей мере приблизительно 99% одного полимера. В другом аспекте изобретения термопластичный материал становится липким при нагревании выше его температуры стеклования. В другом аспекте изобретения ядро имеет подходящую форму. В другом аспекте изобретения ядро представляет собой пеллету и/или гранулу. В другом аспекте изобретения ядро имеет средний размер частиц более приблизительно 1 мм. В другом аспекте изобретения ядро имеет средний размер частиц более приблизительно 2 мм. В другом аспекте изобретения ядро имеет средний размер частиц от приблизительно 2 мм до приблизительно 60 мм. В другом аспекте степень покрытия составляет от приблизительно 10% площади поверхности ядра до приблизительно 100% площади поверхности ядра. В другом аспекте изобретения покрытие по существу покрывает площадь поверхности ядра. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал содержит материал для адсорбции металла(ов) и/или ионов металла. В другом аспекте изобретения металл(ы) и/или ионы металла выбраны из группы, состоящей из драгоценных металлов, ионов драгоценных металлов, переходных металлов, ионов переходных металлов, редкоземельных металлов и ионов редкоземельных металлов. В другом аспекте изобретения металл выбран из группы, состоящей золота, серебра, рения, рутения, родия, палладия, осмия, иридия, платины, меди, никеля и их комбинаций. В другом аспекте изобретения металл представляет собой золото, серебро, платину, медь и/или никель. В другом аспекте изобретения металл представляет собой золото. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал содержит по меньшей мере один неметаллический материал. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал содержит уголь. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал содержит активированный уголь. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал содержит по меньшей мере один металлооксидный материал. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал содержит оксид(ы) металла(ов). В другом аспекте изобретения оксид(ы) металла(ов) выбран(ы) из группы, состоящей из диоксида кремния, оксида алюминия и их комбинаций. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал выбран из группы, состоящей из угля, активированного угля, угля в форме молекулярного сита, диоксида кремния, активированного диоксида кремния, оксида алюминия, активированного оксида алюминия, цеолитов, цеолитов в форме молекулярного сита, полимерных адсорбентов и их комбинаций. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал является пористым. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал имеет средний диаметр пор от приблизительно 0,1 нм до приблизительно 30 нм. В другом аспекте изобретения адсорбирующий материал имеет площадь поверхности от приблизительно 50 м/г до приблизительно 2000 м/г. В другом аспекте изобретения количество ядра составляет более приблизительно 50 масс. % относительно общей массы абсорбирующей композиции. В другом аспекте изобретения количество ядра составляет от приблизительно 99 масс. % до приблизительно 80 масс. % относительно общей массы абсорбирующей композиции. В другом аспекте изобретения количество адсорбирующего материала составляет менее приблизительно 50 масс. % относительно общей массы абсорбирующей композиции. В другом аспекте изобретения количество адсорбирующего материала составляет от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 20 масс. % относительно общей массы абсорбирующей композиции. В другом аспекте изобретения средний размер частиц адсорбирующей композиции составляет более приблизительно 1 мм. В другом аспекте изобретения средний размер частиц адсорбирующей композиции составляет от приблизительно 3 мм до приблизительно 70 мм. В другом аспекте изобретения способ не включает применение связующего(их) вещества (веществ).
В другом аспекте изобретения предложена адсорбирующая композиция, полученная способом, описанным в настоящем документе.
В другом аспекте изобретения предложено применение адсорбирующей композиции, как описано в настоящем документе, для адсорбции по меньшей мере одного металла и/или иона металла.
В другом аспекте изобретения предложено применение адсорбирующей композиции, как описано в настоящем документе, в переработке металлической руды. Согласно другому аспекту изобретения переработка металлической руды включает процессы CIP, CIL и/или десорбции.
В другом аспекте изобретения предложен способ адсорбции по меньшей мере одного металла и/или иона металла, включающий применение адсорбирующей композиции, как описано в настоящем документе, для адсорбции по меньшей мере одного металла и/или иона металла.
В другом аспекте изобретения предложен способ переработки металлической руды, включающий применение адсорбирующей композиции, описанной в настоящем документе, на по меньшей мере одной стадии переработки металлической руды. В другом аспекте изобретения адсорбирующая композиция адсорбирует по меньшей мере один металл и/или ион металла. В другом аспекте изобретения переработка металлической руды включает процессы CIP, CIL и/или десорбции.
В другом аспекте изобретения предложен способ переработки металлической руды, включающий замену на адсорбирующую композицию, как описано в настоящем документе, на по меньшей мере одной стадии переработки металлической руды, на которой применяют адсорбирующий материал для адсорбции по меньшей мере одного металла и/или иона металла. Согласно другому аспекту изобретения адсорбирующая композиция адсорбирует по меньшей мере один металл и/или ион металла. Согласно другому аспекту изобретения переработка металлической руды включает процессы CIP, CIL и/или десорбции.
В другом аспекте изобретения предложен способ переработки металлической руды, включающий превращение адсорбирующего материала, применяемого в процессе, и/или нагруженного адсорбирующего материала, полученного в результате процесса, в адсорбирующую композицию, как описано в настоящем документе.
В другом аспекте изобретения предложен способ переработки металлической руды, включающий превращение адсорбирующего материала, применяемого в процессе, и/или нагруженного адсорбирующего материала, полученного в результате процесса, в адсорбирующую композицию с применением способа, как описано в настоящем документе.
Описанные выше аспекты могут быть объединены в любой подходящей комбинации.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут ясны из нижеследующего подробного описания изобретения. Следует, однако, понимать, что подробное описание изобретения и конкретные примеры, демонстрирующие варианты осуществления изобретения, приведены только для иллюстрации, поскольку различные изменения и модификации в рамках сущности и объема изобретения будут очевидны специалистам в области техники из подробного описания изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Далее будут описаны варианты осуществления только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые графические материалы, где:
На фиг. 1 показаны результаты испытания адсорбции золота для примера 1;
На фиг. 2 показаны результаты испытания адсорбции золота, показывающие сравнение между гранулами полистирола (PS)/AC и гранулами только из активированного угля для примера 2;
На фиг. 3 показаны изображения гранул, взятых из (А) образца, полученного при 130°С, 30 мин, (В) образца, полученного при 145°С, 30 мин, и (С) образца, полученного при 140°С, 1400 об/мин, 70 мин из примера 4;
На фиг. 4 показано изображение фрагмента гранулы, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) (увеличение в 200 раз);
На фиг. 5 показано СЭМ изображение (увеличение в 1400 раз) поверхности гранулы наряду с данными полного анализа изображения;
На фиг. 6 показано СЭМ изображение (увеличение в 250 раз) поверхности гранулы наряду с данными полного анализа изображения;
На фиг. 7 показано СЭМ изображение (увеличение в 100 раз) поверхности гранулы наряду с данными полного анализа изображения;
На фиг. 8 показано СЭМ изображение трубчатых пор свежего угля;
На фиг. 9 показано СЭМ изображение гранулы PS, покрытой диоксидом кремния, наряду с данными полного анализа спектра;
На фиг. 10 показано СЭМ изображение полистирольной гранулы, покрытой диоксидом кремния, из спектра 1, наряду с данными анализа спектра 1;
На фиг. 11 показано СЭМ изображение полистирольной гранулы, покрытой диоксидом кремния;
На фиг. 12 показана схема технологического процесса обогащения золотосодержащей руды;
На фиг. 13 показана схема технологического процесса выщелачивания и CIP/CIL;
На фиг. 14 показана схема технологического процесса десорбции;
На фиг. 15 показана схема технологического процесса электролиза и аффинажа;
На фиг. 16 показана мини-колонка для элюирования;
На фиг. 17 показана схема мини-колонки для элюирования в точках отбора проб;
На фиг. 18A-D показан анализ методом СЭМ и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (ЭДС) золота, нагружающего гранулы PS/АС; и
На фиг. 19A-D показан анализ методом СЭМ и ЭДС золота, нагружающего гранулы PS/AC.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
При описании композиций, способов и применений следующие термины имеют следующие значения, если не указано иное.
В настоящем документе термин «пористый» обозначает пространства, пустоты или промежутки, создающие каналы, пути или проходы, через которые может течь жидкость. Следовательно, непористый материал означает материал, который в основном может быть непористым, таким образом, жидкость не будет покрывать, блокировать, забивать или заполнять поры в какой-либо значительной степени. Пористый материал имеет «микро», «мезо» и/или «макро» поры, которые, согласно Международному союзу чистой и прикладной химии, представляют собой классификации, рекомендованные для пор размером менее приблизительно 2 нм, от приблизительно 2 до приблизительно 50 нм и более приблизительно 50 нм, соответственно. Термин «пористый» в настоящем документе включает поры всех размеров, в том числе открытые или закрытые поры. Термин «непористый» означает, что содержание пор составляет приблизительно 1% или менее, как определено с помощью сканирующей электронной микроскопии поверхности частиц (поперечного сечения) при увеличении в 5000 раз. Термин «низкопористый материал» означает, что пористость материала препятствует затеканию значительного количества жидкости в материал. Например, и не ограничиваясь указанным, низкопористый материал, используемый в металлургических процессах, таких как извлечение золота, будет иметь пористость, препятствующую затеканию в материал значительного количества жидкости и осаждению целевого металла, затрудняющему извлечение целевого металла.
В настоящем документе термин «покрытие» относится к частичному или полному покрытию поверхности компонента (например, ядра).
В настоящем документе термин «липкий» относится к липкости поверхности ядра (ядер), так что адсорбирующий материал может к нему прилипать.
Термин «перегретый растворитель» относится к растворителю, который нагревают под давлением, позволяя ему достигать температур, превышающих его точку кипения.
Термин «температура стеклования» относится к температуре, при которой изменяются механические свойства термопластичного материала. Выше его температуры стеклования физические свойства термопластичного материала изменяются без соответствующего изменения фазы.
При толковании объема настоящей заявки определенные и неопределенные артикли, а также термин «указанный», предназначены для обозначения существования одного или нескольких элементов, если специально не указано иное. Использование «или» обозначает «и/или», если специально не указано иное. Кроме того, термин «содержащий» и его производные в настоящем документе предназначены для обозначения неограничивающих терминов, которые определяют наличие указанных признаков, элементов, ядер, групп, целых чисел и/или стадий, но не исключают наличия других неуказанных признаков, элементов, ядер, группы, целых чисел и/или стадий. Вышеуказанное также относится к словам, имеющим сходные значения, таким как термины «включающий», «имеющий» и их производным.
Следует понимать, что любые аспекты, описанные как «содержащий», также могут быть описаны как «состоит из» или «по существу состоит из», где «состоящий из» имеет закрытое или ограничивающее значение, а «по существу состоящий из» обозначает включение указанных компонентов или стадий, но исключение других компонентов или стадий, кроме материалов, присутствующих в форме примесей, неустранимых материалов, присутствующих вследствие процессов, и компонентов, добавленных в целях, отличных от достижения технического результата настоящего изобретения. Например, композиция, определенная с использованием фразы «по существу состоящая из», включает в себя набор компонентов, которые содержат менее 5 масс. %, обычно менее 3 масс. %, обычно менее 1 масс. % неуказанных компонентов.
Следует понимать, что любой признак, определенный в настоящем документе как включенный, может быть явным образом исключен из заявленного изобретения посредством условий или отрицательного ограничения.
Кроме того, все диапазоны, приведенные в настоящем документе, включают в себя границы диапазонов, а также любые промежуточные значения диапазона, независимо от того, указаны они явным образом или нет.
Наконец, термины, обозначающие степень, такие как «по существу», «примерно», «значительно» и «примерно» в настоящем документе обозначают разумное отклонение от измененного термина, так что конечный результат существенно не изменяется. Данные термины, обозначающие степень, следует толковать как включающие отклонение на величину по меньшей мере плюс или минус 5% от измененного термина, если это отклонение не будет опровергать значение слова, которое оно изменяет.
В настоящем документе описаны адсорбирующие композиции, способы получения композиций и их применения.
В различных вариантах осуществления адсорбирующие композиции, описанные в настоящем документе, можно применять в качестве заменителя чистого активированного угля для снижения потерь золота в результате образования частиц мелкодисперсного угля в процессах CIP и CIL. В частности, их можно применять в качестве заменителя чистого активированного угля для достижения эффективного извлечения золота из растворов с высокой концентрацией золота, таких как выщелачивающие растворы, и из растворов с низкой концентрацией золота, таких как шахтные сточные воды.
Адсорбирующие композиции
В одном варианте осуществления адсорбирующая композиция содержит ядро, имеющее по меньшей мере одно покрытие, которое по меньшей мере частично покрывает ядро. Ядро обладает по меньшей мере одним из следующего: (i) износостойкость, (ii) стойкость к коррозионному(ым) условию(ям), (iii) термопластичный материал; и (iv) низкая пористость. По меньшей мере одно покрытие содержит по меньшей мере один адсорбирующий материал.
Следовательно, ядро может иметь свойства износостойкости, стойкости к коррозионному(ым) условию(ям), например, кислотным или щелочным условиям, иметь по меньшей мере один термопластичный материал или иметь низкую пористость, или любую их комбинацию. В конкретном варианте осуществления ядро является износостойким и содержит по меньшей мере один термопластичный материал. В другом конкретном варианте осуществления ядро имеет низкую пористость, является износостойким и содержит по меньшей мере один термопластичный материал. В обычном варианте осуществления ядро является износостойким, стойким к коррозионному(ым) условию(ям), имеет по меньшей мере один термопластичный материал и имеет низкую пористость. Как правило, ядро является непористым. В частных вариантах осуществления ядро является непористым, так что адсорбирующий материал остается по существу на поверхности ядра (т.е. не проникает в ядро).
Термопластичный материал может содержать по меньшей мере один полимер, проявляющий свойство перехода в стеклообразное состояние. По меньшей мере один полимер может представлять собой по меньшей мере один непоперечно-сшитый полимер, по меньшей мере один поперечно-сшитый полимер или их комбинации. Примеры термопластичных материалов включают, не ограничиваясь перечисленным, полистирол, полиэтилен, поли(метилметакрилат), поливинилхлорид, полиамиды, полиакрилонитрилбутадиенстирол, полиакрилонитрил, поликарбонаты, полифениленсульфид, полиэфирсульфон, полифениленоксид, нейлон, полимолочную кислоту, политетрафторэтилен, полиэтилентерефталат, полипропилентерефталат или их комбинации. Таким образом, термопастичные материалы могут включать ионообменные смолы.
Без ограничения какой-либо теорией полагают, что термопластичный материал содержит независимые полимерные цепи в аморфной спагеттиподобной структуре. При нагревании выше температуры стеклования сегменты этих полимерных цепей, которые находятся на/вблизи поверхности, становятся в некоторой степени подвижными, поскольку вторичные связи, которые закрепляют их на поверхности ядра, ослабляются молекулярными колебаниями. Эти части полимерных цепей доступны для присоединения к компонентам, которые вступают с ними в контакт. При дальнейшем нагревании цепи могут вибрировать, отделяясь с образованием вязкой жидкости. С другой стороны, высоко поперечно-сшитая гранула представляет собой термоотверждаемый материал. Полимерные цепи не могут двигаться независимо, поскольку они связаны между собой первичными углерод-углеродными связями в жесткую макромолекулу. Когда эти типы полимеров нагревают, они, как правило, разрушаются, когда тепловые колебания разрушают первичные связи, удерживающие их вместе. Следовательно, при включении или выборе поперечно-сшитых полимеров для нагревания, эти полимеры, как правило, являются в невысокой степени поперечно-сшитыми, чтобы проявлять свойство перехода в стеклообразное состояние.
В конкретных вариантах осуществления термопластичный материал содержит по меньшей мере приблизительно 50% одного полимера, по меньшей мере приблизительно 70% одного полимера, по меньшей мере приблизительно 80% одного полимера или по меньшей мере приблизительно 99% одного полимера.
В конкретном варианте осуществления термопластичный материал становится липким при нагревании выше его температуры стеклования. В конкретных вариантах осуществления термопластичных материалов, термопластичный материал может иметь температуру стеклования, составляющую по меньшей мере приблизительно 50°С, по меньшей мере приблизительно 70°С, по меньшей мере приблизительно 100°С или по меньшей мере приблизительно 130°С. В более конкретном варианте осуществления термопластичный материал имеет температуру стеклования от приблизительно 50°С до приблизительно 200°С. В другом варианте осуществления термопластичный материал имеет температуру стеклования от приблизительно 100°С до приблизительно 200°С. В другом аспекте изобретения термопластичный материал имеет температуру стеклования от приблизительно 130°С до приблизительно 200°С.
Что касается поперечно-сшитых полимеров, степень сшивки может быть такой, чтобы ядро было более твердым и более износостойким. Поперечно-сшитый полимер может иметь степень сшивки не более 20 мол. %, не более 10 мол. %, не более 5 мол. % или не более 1 мол. %. В некоторых вариантах осуществления поперечно-сшитый полимер имеет степень сшивки от приблизительно 1 мол. % до приблизительно 20 мол. %, от приблизительно 1 мол. % до приблизительно 10 мол. % или от приблизительно 1 мол. % до приблизительно 5 мол. %.
Примеры поперечно-сшитых полимеров включают, не ограничиваясь перечисленным, полимер, поперечно-сшитый с применением поперечно-сшивающего агента, выбранного из группы, состоящей из дивинилбензола, дивинилтолуола, диметилдивинилбензола, диметилдивинилтолуола, тривинилбензола, тривинилнафталина, этилакрилата, винилацетата и их комбинаций.
В конкретных вариантах осуществления термопластичный материал содержит полистирол. В другом варианте осуществления термопластичный материал содержит полистирол, поперечно-сшитый с дивинилбензолом.
Ядро может быть любого подходящего размера и формы. Ядро, в конкретном варианте осуществления, может представлять собой пеллету и/или гранулу. Размер ядра зависит от применения адсорбирующей композиции. Например, если композиция предназначена для применения в способе экстракции в металлургии, ядро, как правило, может иметь средний размер частиц более приблизительно 1 мм или более приблизительно 2 мм. Более конкретно, ядро может иметь средний размер частиц от приблизительно 2 мм до приблизительно 60 мм. Даже более конкретно, ядро может иметь средний размер частиц от приблизительно 3 мм до приблизительно 50 мм. Более конкретно, ядро имеет средний размер частиц от приблизительно 3 мм до приблизительно 70 мм, от приблизительно 3 мм до приблизительно 60 мм или от приблизительно 3 мм до приблизительно 50 мм.
Могут быть использованы любые подходящие размеры частиц адсорбирующей композиции, в зависимости от области ее применения. В некоторых вариантах осуществления средний размер частиц составляет более приблизительно 1 мм или более приблизительно 2 мм. В конкретных вариантах осуществления средний размер частиц составляет от приблизительно 3 мм до приблизительно 70 мм, от приблизительно 3 мм до приблизительно 60 мм или от приблизительно 3 мм до приблизительно 50 мм.
В конкретном варианте осуществления ядро представляет собой полистирольную смолу в форме гранул, покрытых адсорбирующим материалом. Полистирол походит для металлургических процессов, так как он является химически стойким к растворам сильных щелочей и кислот и имеет высокую температуру плавления. Полистирол также может быть поперечно-сшитым, образуя сополимерное ядро. Поперечно-сшитые полимеры подвергаются меньшему набуханию при помещении в раствор. Поперечная сшивка может уменьшить ионообменную емкость, скорость ионного обмена и стойкость к истиранию, но увеличить механическую прочность смол и ионообменную селективность. Поэтому степень сшивки будет зависеть от желаемого применения и используемого процесса. В конкретных вариантах осуществления добавление относительно небольших количеств сшивающего агента, такого как DVB (дивинилбензол), делает ядра более твердыми и более износостойкими.
Адсорбирующие материалы, которые можно применять, включают любой материал, способный адсорбировать металл(ы) и/или ионы металлов. Металл(ы) и/или ионы металлов могут быть выбраны из, например, драгоценных металлов, ионов драгоценных металлов, переходных металлов, ионов переходных металлов, редкоземельных металлов и ионов редкоземельных металлов. Металл может быть выбран из группы, состоящей из золота, серебра, рения, рутения, родия, палладия, осмия, иридия, платины, меди, никеля и их комбинаций. Более конкретно, металл может представлять собой золото, серебро, платину, медь и/или никель. В процессах извлечения золота из металлических руд адсорбирующий материал способен адсорбировать золото. Адсорбирующий материал может, таким образом, представлять собой ионообменный материал.
В конкретных вариантах осуществления адсорбирующий материал сам по себе содержит по меньшей мере один неметаллический материал, по меньшей мере один металлооксидный материал или их комбинации. Как правило, адсорбирующий материал является пористым.
2
Адсорбирующий материал может включать, не ограничиваясь перечисленным, уголь, активированный уголь, уголь в форме молекулярного сита, диоксид кремния, активированный диоксид кремния, оксид алюминия, активированный оксид алюминия, цеолиты, цеолиты в форме молекулярного сита, полимерные адсорбенты и любую их комбинацию. Активированный уголь может быть выделен из ряда углесодержащих источников, включая, но не ограничиваясь перечисленным, каменный уголь, древесину, растительный материал, кокосовый орех и ореховую скорлупу. Активированный уголь представляет собой уголь, который был обработан для придания углю высоких абсорбирующих свойств. Уголь обычно получают путем пиролиза углеродсодержащего материала, а затем подвергают соответствующему процессу активации. Активацию обычно проводят путем нагревания при высоких температурах (650°С - 900°С), в результате чего образуется уголь в форме частиц. Обычно тонкоизмельченный уголь имеет площадь поверхности от приблизительно 200 до приблизительно 2000 м/г.
Адсорбирующий материал может иметь любые подходящие средние диаметры пор. В некоторых вариантах осуществления средний диаметр пор составляет от приблизительно 0,1 нм до приблизительно 30 нм, от приблизительно 0,1 нм до приблизительно 25 нм, от приблизительно 0,1 нм до приблизительно 20 нм, от приблизительно 0,1 нм до приблизительно 10 нм, от приблизительно 0,1 нм до приблизительно 5 нм, от приблизительно 0,3 нм до приблизительно 1 нм или от приблизительно 1 нм до приблизительно 5 нм.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Адсорбирующий материал может иметь любые подходящие площади поверхности. В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности составляет от приблизительно 50 м/г до приблизительно 2000 м/г, от приблизительно 50 м/г до приблизительно 1500 м/г, от приблизительно 80 м/г до приблизительно 1200 м/г, от приблизительно 100 м/г до приблизительно 1000 м/г, от приблизительно 200 м/г до приблизительно 900 м/г, от приблизительно 200 м/г до приблизительно 700 м/г или от приблизительно 400 м/г до приблизительно 700 м/г.
Ядро и адсорбирующий материал можно применять в любых подходящих массовых долях. Некоторые варианты осуществления включают от приблизительно 99 масс. % до приблизительно 50 масс. % ядра относительно общей массы абсорбирующей композиции. Более конкретные варианты осуществления включают от приблизительно 99 масс. % до приблизительно 65 масс. % ядра, от приблизительно 95 масс. % до приблизительно 75 масс. % ядра или от приблизительно 95 масс. % до приблизительно 85 масс. % относительно ядра. Некоторые варианты осуществления включают от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 50 масс. % абсорбирующего материала относительно общей массы абсорбирующей композиции. Более конкретные варианты осуществления включают от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 20 масс. % абсорбирующего материала, от приблизительно 1 масс. % до приблизительно 15 масс. % абсорбирующего материала или от приблизительно 10 масс. % до приблизительно 15 масс. % абсорбирующего материала.
Можно применять любое подходящее покрытие ядра (ядер) адсорбирующим материалом. Покрытие само по себе по меньшей мере частично покрывает ядро. В некоторых вариантах осуществления покрытие полностью покрывает ядро. Покрытие может покрывать большой диапазон площади поверхности ядра. Например, степень покрытия может составлять от приблизительно 10% площади поверхности ядра до приблизительно 100% площади поверхности ядра и любые проценты в пределах этого диапазона. В некоторых вариантах осуществления адсорбирующий материал покрывает по меньшей мере приблизительно 50% поверхности ядра, но в зависимости от желаемого применения могут подходить и другие степени покрытия. В других вариантах осуществления адсорбирующий материал покрывает по меньшей мере приблизительно 60% поверхности ядра, по меньшей мере приблизительно 70% поверхности ядра, по меньшей мере приблизительно 80% поверхности ядра, по меньшей мере приблизительно 90% поверхности ядра или по меньшей мере приблизительно 95% поверхности ядра.
В частном варианте осуществления полистирольная гранула покрыта активированным углем. Как правило, применение угля для извлечения золота является предпочтительным, так как уголь имеет большую площадь поверхности, высокую адсорбционную емкость, пористую структуру, высокие стандарты чистоты и низкую стоимость. Адсорбирующий материал, как правило, покрывает по меньшей мере приблизительно 90% поверхности ядра, но в зависимости от желаемого применения могут подходить и другие степени покрытия.
Исходя из вышеуказанного специалистам в данной области техники на основе описания, представленного в настоящем документе, будут очевидны другие подходящие ядра и адсорбирующие материалы, которые могут применяться в адсорбирующей композиции.
Адсорбирующая композиция, описанная в настоящем документе, может адсорбировать ионы золота из растворов с низкой концентрацией, таких как шахтные сточные воды, а также из выщелоченных растворов на золотодобывающих предприятиях.
Способ получения адсорбирующих композиций
В общем варианте осуществления получения адсорбирующей композиции, описанной в настоящем документе, способ включает объединение по меньшей мере одного ядра и по меньшей мере одного адсорбирующего материала, при котором адсорбирующий материал по меньшей мере частично покрывает по меньшей мере одно ядро, с получением адсорбирующей композиции.
В одном варианте осуществления получения адсорбирующей композиции, описанной в настоящем документе, способ включает нагревание по меньшей мере одного ядра и по меньшей мере одного адсорбирующего материала в по меньшей мере одном растворителе, при котором адсорбирующий материал по меньшей мере частично покрывает по меньшей мере одно ядро, с получением адсорбирующей композиции.
Ядро (ядра) и адсорбирующий(ие) материал(ы) могут быть такими, как описано выше для адсорбирующей композиции.
В конкретных вариантах осуществления по меньшей мере одно ядро нагревают таким образом, что оно становится липким, и адсорбирующий(ие) материал(ы) прилипает(ют) к по меньшей мере одному ядру. Без ограничения какой-либо теорией полагают, что адсорбирующий материал прилипает за счет сил Ван-дер-Ваальса. Например, дисперсионная адгезия является движущей силой для образования покрытия на ядре при определенных температурах, но после охлаждения ядер полимер и покрытие также соединяются за счет «механической адгезии». В обычных вариантах осуществления ядро (ядра) и адсорбирующий(ие) материал(ы) имеют достаточную прочность сцепления, так что целостность сцепления по существу сохраняется, когда адсорбирующая композиция выполняет необходимую функцию. По меньшей мере одно ядро можно нагревать выше его температуры стеклования, таким образом оно становится липким и адсорбирующий материал прилипает к нему.
В отношении нагревания ядра (ядер) и адсорбирующего(их) материала(ов) в по мере одном растворителе, в конкретном варианте осуществления способ включает нагревание ядра (ядер) и адсорбирующего(их) материала(ов), диспергированных в растворителе (например, газе и/или жидкости). Растворитель, применяемый в описанных в настоящем документе способах, может представлять собой любой подходящий растворитель. Растворитель может представлять собой органический(ие) и/или неорганический(ие) растворитель(и), способные содействовать прилипанию адсорбирующего(их) материала(ов) к ядру (ядрам). Растворитель обычно представляет собой жидкость. Примеры включают, не ограничиваясь перечисленным, воду, спирты, кетоны, органические кислоты, углеводороды и их комбинации. Однако для суспендирования ядра (ядер) и адсорбирующего(их) материала(ов) можно применять газы, такие как инертные газы.
Температура, выбранная для нагревания ядра (ядер) и адсорбирующего(их) материала(ов) в по меньшей мере одном растворителе, будет зависеть от материала(ов), применяемых для ядра (ядер). В обычных вариантах осуществления ядро (ядра) и адсорбирующий(ие) материал(ы) в растворителе нагревают до температуры от приблизительно 100°С до приблизительно 200°С. Температуры могут включать определенную температуру или диапазон от приблизительно 120°С до приблизительно 200°С, от приблизительно 120°С до приблизительно 170°С, от приблизительно 120°С до приблизительно 150°С или от приблизительно 140°С до приблизительно 145°С.
В дополнительных вариантах осуществления растворитель имеет температуру от приблизительно 130°С до приблизительно 150°С, например, от приблизительно 130°С, приблизительно 135°С, приблизительно 140°С или приблизительно 145°С до приблизительно 135°С, приблизительно 140°С, приблизительно 145°С или приблизительно 150°С.
Нагревание можно производить в аппарате высокого давления, таком как автоклав.
В обычных вариантах осуществления способ может также включать перемешивание смеси. В частности, ядро (ядра) и адсорбирующий(ие) материал(ы) в по меньшей мере одном растворителе можно постоянно перемешивать в течение некоторого времени. Продолжительность перемешивания будет различаться и зависеть от времени, необходимого для прилипания адсорбирующего(их) материала(ов) к по меньшей мере части ядра (ядер).
Продолжительность нагревания и/или перемешивания представляет собой любой подходящий период времени и может зависеть от необходимой степени покрытия адсорбирующим(и) материалом(ами). Специалист в данной области техники сможет определить подходящую продолжительность. В некоторых вариантах осуществления период времени может составлять от приблизительно 40 до приблизительно 80 минут. Как правило, период времени составляет от приблизительно 50 до приблизительно 70 минут.
Способ можно осуществлять при любом подходящем давлении. Например, растворитель может быть перегретым, при этом давление может быть равно равновесному давлению паров растворителя при температуре, необходимой для того, чтобы ядро стало липким. В других вариантах осуществления выбранное давление представляет собой любое подходящее давление, так что, например, адсорбирующий материал по меньшей мере частично покрывает ядро (ядра) с получением адсорбирующей композиции. Некоторые обычные величины давления включают, но не ограничены перечисленным, от приблизительно 30 до приблизительно 50 psi. Как правило, способ проводят при давлении от приблизительно 40 psi до приблизительно 50 psi. В конкретных вариантах осуществления давление зависит от растворителя, применяемого для получения перегретого растворителя.
Способ может дополнительно включать охлаждение и/или фильтрацию адсорбирующей композиции, полученной посредством указанного способа. Адсорбирующая композиция может дополнительно быть промыта по меньшей мере одним подходящим растворителем, таким как, например, любой из указанных выше растворителей для данного способа.
В способе можно применять любые подходящие количества адсорбирующего(их) материала(ов) и ядра (ядер). Как правило, количество адсорбирующего(их) материала(ов) представляет собой такое количество, что агломерация ядра (ядер) в способе получения адсорбирующей композиции сведена к минимуму. Любой избыток адсорбирующего(их) материала(ов), оставшийся после проведения способа, можно применять еще раз при повторном проведении способа.
Следовательно, можно применять любые подходящие массовые процентные соотношения между адсорбирующим материалом и ядром (ядрами). Некоторые варианты осуществления соотношения между адсорбирующим материалом и ядром (ядрами) включают от приблизительно 50:50 масс./масс. % до приблизительно 1:99 масс/масс. % ядра относительно общей массы абсорбирующей композиции. Более конкретные варианты осуществления соотношений включают от приблизительно 1:99 масс/масс. % до приблизительно 40:60 масс./масс. %, от приблизительно 5:95 масс/масс. % до приблизительно 30:70 масс/масс. % или от приблизительно 1:90 масс/масс. % до приблизительно 20:80 масс/масс. %.
Описание, приведенное выше в разделе, касающемся адсорбирующей композиции, может быть применено к способу, описанному в настоящем документе, включая масс. %, размеры частиц, типы и т.д.
В частных вариантах осуществления способ включает нагревание суспензии по меньшей мере одного ядра и по меньшей мере одного адсорбирующего материала в жидкости. Ядро содержит по меньшей мере один термопластичный материал, и адсорбирующий материал содержит неметаллический материал и/или металлооксидный материал, где адсорбирующий материал по меньшей мере частично покрывает по меньшей мере одно ядро с получением адсорбирующей композиции. Ядро представляет собой полистирол и/или сополимеры полистирол-дивинилбензол. Адсорбирующий материал представляет собой активированный уголь, а жидкость представляет собой воду. Воду перегревают, и ядро (ядра) суспендируют в воде с избытком активированного угля. Смесь постоянно перемешивают и нагревают выше температуры стеклования термопластичного материала, но ниже температуры плавления термопластичного материала. В результате активированный уголь по меньшей мере частично покрывает по меньшей мере одно ядро с получением адсорбирующей композиции. Ядро (ядра), как правило, представляет(ют) собой гранулы.
Хотя в способе, описанном в настоящем документе, для обеспечения прилипания адсорбирующего материала к ядру (ядрам) применяют нагревание, может быть достаточным применение растворителя, который по существу приводит к липкости поверхности ядра (ядер) без использования нагревания. Можно применять любые подходящие растворители, которые могут приводить к липкости поверхности ядра. Примеры таких растворителей включают замещенные и незамещенные ациклические и циклические углеводороды, замещенные и незамещенные ациклические и циклические кетоны, замещенные и незамещенные ациклические и циклические гетероциклические соединения. Более конкретные примеры включают ацетон, этилацетат, метиленхлорид, дихлорэтан, циклогексанон, метилэтилкетон, метилбензол, тетрагидрофуран и их смеси. Примеры включают любой растворитель, действующий на ядро (ядра) (т.е., термопластичный материал) как поверхностно-активное вещество, включая неорганические вещества, такие как кислоты или основания, или органические поверхностно-активные вещества.
Хотя в описанном в настоящем документе способе применяют растворитель, способ также можно осуществлять и без растворителя. В одном варианте осуществления способ включает смешивание и нагревание по меньшей мере одного ядра и по меньшей мере одного адсорбирующего материала, при котором адсорбирующий материал по меньшей мере частично покрывает по меньшей мере одно ядро, с получением адсорбирующей композиции.
В обычных вариантах осуществления адсорбирующая композиция и способ ее получения не включают применение связующего(их) вещества (веществ) для прилипания адсорбирующего материала к ядру (ядрам).
Применения адсорбирующих композиций
Адсорбирующую композицию, описанную в настоящем документе, можно применять при переработке любой металлической руды. В вариантах осуществления адсорбирующую композицию можно применять для адсорбции металла(ов), таких как, например, драгоценные металлы и переходные металлы.
В вариантах осуществления обычный промышленный способ обогащения золота включает дробление, перетирание, выщелачивание и адсорбцию золота с помощью схем CIP или CIL, десорбции, EW и извлечения золота. На фиг. 12-15 представлена переработка материала при производстве золота (http://www.summit-vallely.com/ecell, Summit Valley настоящий документ посредством ссылки).
Одним из обычных способов извлечения золота из руды является цианирование вследствие его относительно низкой стоимости и высокой степени извлечения из различных видов руд. Реакция между цианидом и драгоценными металлами была предложена многими исследователями. Наиболее важные реакции показаны ниже (Yannopoulos, J. The Extractive Metallurgy of Gold. Van. Nostrand Renibold, 1991, включена в настоящий документ посредством ссылки):
Суммарное уравнение из 3 и 4 аналогично уравнению Эльснера.
При переработке золотосодержащей руды с применением цианида ионы золота сначала можно адсорбировать из выщелачивающего раствора на описанную в настоящем документе адсорбирующую композицию. Затем нагруженный адсорбирующий материал отделяют от технологического потока, и ионы золота десорбируют в меньший объем раствора, подходящего для извлечения металла. В схеме цианидного выщелачивания можно применять адсорбцию растворенного золота на адсорбирующую композицию в схеме CIP или CIL, состоящей из ряда перемешиваемых резервуаров, количество которых зависит от пропускной способности линии и качества руды.
Например, золотосодержащие руды часто измельчают до тонкого порошка, чтобы частицы золота могли быть высвобождены из вмещающей породы и растворены в растворе. Золото выщелачивают из окисленных руд с помощью раствора цианида. После растворения золото выделяют из выщелачивающего раствора, используя адсорбирующую композицию для адсорбции комплексов цианида золота. Затем следует десорбция комплекса цианистого золота из адсорбирующей композиции после их загрузки в колонну десорбции путем приведения в контакт с горячим раствором каустической соды. Так получают концентрированный раствор золота, из которого золото выделяют электролизом. В процессах CIP и CIL адсорбирующую композицию смешивают с измельченной выщелоченной золотосодержащей рудой в ряде резервуаров с перемешиванием. Нагруженную адсорбирующую композицию в CIP и CIL и руду отделяют от выгружаемого материала из каждого резервуара (обычно путем отсева), причем адсорбирующую композицию перемещают в предыдущий резервуар, в то время как суспензию руды перемещают в следующий резервуар противоточным образом. Растворенный цианид золота адсорбируется на адсорбирующей композиции. Поэтому описанная в настоящем документе адсорбирующая композиция подходит для адсорбции золота на обычных стадиях выщелачивания и десорбции в обычных колоннах десорбции. Аналогичным образом, адсорбирующая композиция подходит для адсорбции металлов при переработке любой металлической руды.
Адсорбирующая композиция, описанная в настоящем документе, может действовать как ионообменная композиция, в которой адсорбирующий материал способен селективно адсорбировать ионы металлов. Ядро (ядра) обеспечивает структурную основу, а адсорбирующий материал действует как функциональная группа, которая отвечает за взаимодействие с представляющими интерес ионами в металлургическом процессе извлечения металлов из растворов. Адсорбция металла (например, золота) на адсорбирующем материале представляет собой процесс, обратный элюированию металла (например, золота) из адсорбирующего материала. На адсорбцию могут влиять многие факторы. К ним относятся, не ограничиваясь перечисленным, температура, рН раствора, ионная сила и концентрация других металлов. Без ограничения какой-либо теорией, полагают, что скорость адсорбции/десорбции можно контролировать посредством массопереноса ионов металлов (например, цианида золота) через пленки раствора вокруг адсорбирующего материала, посредством переноса растворенных веществ в заполненных раствором порах посредством диффузии или посредством реакций адсорбции/десорбции, и переноса адсорбированных ионов (например, ионной пары цианида золота) в поре с помощью поверхностной диффузии.
Известно применение цианида цинка, тиомочевины и тиоцианата в элюирующих системах для извлечения золота из смол. После применения в металлургическом процессе адсорбирующую композицию десорбируют, и она может быть регенерирована после завершения процесса элюирования для извлечения адсорбированных частиц металла из адсорбирующего материала и обеспечения повторного применения композиции в металлургических процессах (например, для адсорбции золота). Например, абсорбирующую композицию помещают в колонку для элюирования. Цикл десорбции проводят в течение определенного периода времени при постоянной скорости потока, температуре и давлении, и адсорбирующую композицию извлекают из дна колонки для элюирования.
При применении адсорбирующей композиции, описанной в настоящем документе, в вариантах осуществления адсорбирующая композиция обеспечивает адсорбцию золота без существенного истирания адсорбирующего материала и последующей потери золота в хвосты. На золотодобывающем предприятии, когда применяют только активированный уголь, активированный уголь среднего размера удерживается на «защитных сетках». Этот удержанный уголь называют «частицами мелкодисперсного угля» и его отбрасывают, поскольку он не может оставаться в схеме, так как любое дальнейшее уменьшение размера позволит ему проходить через сетки и попадать в хвосты, и его невозможно обработать в колонне десорбции.
Адсорбирующую композицию, описанную в настоящем документе, можно применять на любой подходящей стадии переработки металлической руды. Например, ее можно добавлять в резервуары CIP и CIL, и в сосуд десорбции для переработки металлической руды в схеме десорбции. Она будет частью участка обработки угля, непосредственно после последнего резервуара выщелачивания при переработке металлической руды (например, переработки золота). Также в схемах с использованием угля слив из резервуара-отстойника угля поступает в схему CIP, где некоторое количество нагруженных частиц мелкодисперсного угля теряется в хвостах. Таким образом, слитые нагруженные частицы мелкодисперсного угля можно применять для получения адсорбирующей композиции, которая может быть возвращена в схему через резервуары CIP и CIL. Другими словами, активированный уголь можно применять при извлечении металла в сочетании с адсорбирующей композицией, причем нагруженные частицы мелкодисперсного угля можно применять для получения описанной в настоящем документе адсорбирующей композиции, где адсорбирующий материал уже нагружен золотом и прилипает к ядру (ядрам) с получением адсорбирующей композиции.
В вариантах осуществления предложен способ адсорбции по меньшей мере одного металла и/или иона металла. Способ включает применение адсорбирующей композиции, описанной в настоящем документе, для адсорбции по меньшей мере одного металла и/или иона металла. На по меньшей мере одной стадии переработки металлической руды, на которой можно применять адсорбирующий материал для адсорбции по меньшей мере одного металла и/или иона металла, вместо этого применяют адсорбирующую композицию, описанную в настоящем документе, для адсорбции по меньшей мере одного металла и/или иона металла.
В других вариантах осуществления в способе переработки металлической руды адсорбирующий материал, применяемый в процессе, и/или нагруженный адсорбирующий материал, полученный в результате процесса, превращают в адсорбирующую композицию, описанную в настоящем документе. Например, адсорбирующий материал, применяемый в процессе, и/или нагруженный адсорбирующий материал, полученный в результате процесса, применяют в любом из способов получения адсорбирующей композиции, описанной в настоящем документе. Кроме того, полученную адсорбирующую композицию применяют в переработке металлической руды.
В вышеприведенном описании в целом описано настоящее изобретение. Более полное понимание можно получить со ссылкой на следующие конкретные примеры. Примеры приведены исключительно в иллюстративных целях и не предназначены для ограничения объема изобретения. В зависимости от обстоятельств рассматриваются изменения в форме и замена эквивалентов. Хотя в настоящем документе используются определенные термины, такие термины приведены в описательном смысле, а не в целях ограничения.
ПРИМЕРЫ
Получение полистирольных гранул, покрытых АС:
Полистирольные гранулы покрывали частицами мелкодисперсного активированного угля с получением функционализированных активированным углем ионообменных гранул. Это осуществляли путем добавления полистирольных гранул к избытку активированного угля в сверхчистой деионизированной воде в титановом автоклаве. Автоклав герметизировали и нагревали до температуры выше температуры стеклования полистирола, но ниже температуры плавления полистирола. Для поддержания суспензии полистирольных гранул и активированного угля применяли постоянное перемешивание, чтобы препятствовать агломерации гранул. Частицы мелкодисперсного активированного угля прилипал к внешней поверхности гранул, в результате чего получали полистирольные гранулы, покрытые активированным углем (PS/AC).
Испытания загрузки золота:
Емкость свежего активированного угля и гранул PS/АС для адсорбции золота из промышленных золото-цианидных выщелачивающих растворов измеряли с применением технологического регламента (SOP) компании Goldcorp, называемого «испытанием активности», который проводили на золотообрабатывающих предприятиях Мусселвайт (Musselwhite) и Ред Лейк (Red Lake). Тест включал помещение фиксированного количества активированного угля или гранул PS/АС в бутылку из HDPE (полиэтилена высокой плотности) вместе с приблизительно 1 л выщелачивающего раствора, содержащего золото, который был собран из схемы. Затем бутылку помещали на устройство, осуществляющее вращение бутылок, которое вращало бутылки со скоростью 40 об/мин, чтобы обеспечить перемешивание. Образцы по 100 мл собирали из каждой вращаемой бутылки через приблизительно 30 минут, один час и два часа, и фильтровали под действием силы тяжести с применением бумажного фильтра. Также приблизительно через 5 часов собирали образец объемом 500, соответствовавший окончанию «испытания активности». Во всех образцах раствора определяли концентрацию растворенного золота с помощью абсорбционной спектрофотометрии с пламенной атомизацией (FAAS). Эти значения мгновенной концентрации золота сравнивали с концентрацией золота в исходном растворе для расчета извлечения золота из выщелачивающего раствора на активированный уголь в зависимости от времени. В конце испытания сами гранулы, нагруженные золотом, также извлекали, промывали и анализировали на содержание золота посредством пробирного анализа, чтобы непосредственно рассчитать извлечение золота и проверить результаты «мокрого» анализа. После получения результатов всех анализов строили графики зависимости адсорбции золота от времени.
Собирали выщелачивающий раствор, содержащий золото, использованный в качестве источника комплексов золота для загрузки на образцы активированного угля и гранул PS/АС. С помощью 20-литровых пластиковых ведер собирали образцы суспензии, подаваемой в первый резервуар схемы CIP. Затем суспензию фильтровали с использованием фильтра под давлением с получением образца процеженного выщелачивающего раствора, называемого «хвостовым выщелачивающим раствором». Количество ведер собранной суспензии зависело от количества проведенных испытаний. Обычно для получения от приблизительно 5 л до приблизительно 6 л процеженного выщелачивающего раствора требовалось две половины ведра (3,5 галлона США) суспензии. Количество хвостового выщелачивающего раствора, необходимое для каждого испытания активности, составляло 1 л. Также собирали меньшие количества выщелачивающего раствора (обычно объемом 500 мл) для анализа рН и исходных концентраций золота и цианида. рН раствора в одном из 500 мл образцов измеряли с помощью измерительного прибора от компании YSI модели 4010-1 MultiLab с интеллектуальными цифровыми датчиками (IDS), оснащенного термокомпенсированным датчиком рН от компании YSI модели 4110. Измерительный прибор калибровали с применением двухточечного автоматического метода калибровки рН, как описано в руководстве по эксплуатации прибора, используя набор буферов с рН 7 и 10 (YSI). Концентрацию цианида определяли титрованием нитратом серебра с помощью 0,01 М раствора нитрата серебра. Методика титрования на свободный цианид (выщелачивание/сгуститель перетирания/CIP) включала: фильтрование образца раствора через фильтровальную бумагу для качественного анализа Whatman#l (11 мкм), отмеривание 10 мл пробы отфильтрованного раствора и добавление их в чистый стакан объемом 50 мл, добавление к образцу 5 капель индикатора роданина и перемешивание; изменение цвета раствора на желтый/оранжевый, регистрацию исходного объема (мл) раствора нитрата серебра в бюретке, медленное титрование образца раствором нитрата серебра при перемешивании образца и прекращение титрования сразу после приобретения образцом бледно-розового цвета (конечная точка) и запись конечного объема (мл) нитрата серебра в бюретке.
-1
-1
-1
-1
-1
-
Все собранные влажные образцы анализировали на содержание золота посредством FAAS. Используемая атомно-абсорбционная установка представляла собой PinAAcle 500 от компании Perkin Elmer, которую устанавливали на длине волны 242,8 нм. Применяли калибровочные стандарты: 5,0, 10,0, 20,0 и 30,0 млн Au, которые получали путем отмеривания пипеткой необходимых количеств основного раствора 1000 млн Au в мерные колбы емкостью 1000 мл и добавления 100 мл концентрированной соляной кислоты, 30 мл концентрированной азотной кислоты, и заполнения дистиллированной водой. Раствор золота, применяемый в испытаниях загрузки, обычно содержал от приблизительно 5,0 до приблизительно 6,3 млн золота, Au (от 5,0 до 6,3 г/т), от приблизительно 340 млн до приблизительно 390 млн цианида, CN, и имел рН от приблизительно 10,5 до приблизительно 10,9.
Испытания десорбции золота:
Испытания десорбции проводили с помощью мини-колонны десорбции для десорбции нагруженных частиц мелкодисперсного активированного угля и гранул PS/AC, как показано на фиг. 16. Мини-колонка для элюирования (МЕС) была изготовлена из нержавеющей стали с внутренним диаметром 3 дюйма (7,6 см) и длиной 21 дюйм (53,34 см). Рабочее давление составляло приблизительно 517 кПа (75 psi), а рабочая температура составляла от приблизительно 100°С до приблизительно 140°С. Расчетное давление составляло приблизительно 1034 кПа (150 psi), тогда как расчетная температура составляла 175°С. Установку снабжали двумя 3-дюймовыми (7,6 см) пробками с квадратным гнездом (фильтровальный диск) с высверленными отверстиями размером 600 мкм. Горячий раствор каустической соды применяли для элюирования золота из нагруженных частиц мелкодисперсного угля и гранул PS/АС. Раствор нагревали с помощью котельной установки, поддерживая высокое давление внутри колонки. Всю систему контролировали через регуляторы, а для наблюдения за скоростью потока, давлением и температурой использовали систему программируемого контроллера (PLC).
Образцы в точках отбора проб подаваемого потока и хвостов собирали регулярно. На фиг. 17 приведена схема системы колонки для элюирования. Систему разрабатывали для использования существующего горячего обеззолоченного раствора из схемы для элюирования нагруженных образцов угля или покрытых гранул. Систему также можно переключить на использование резервуара с желаемым смешанным раствором для десорбции образцов мелкодисперсного угля или гранул PS/АС. Собранные образцы отбирали после прохождения выгруженного раствора через систему охлаждения. Все собранные образцы анализировали на содержание Au посредством FAAS, как указано выше. Также проводили анализы угля и гранул PS/АС на содержание золота и других металлов.
Пример 1 - Получение гранул PS/AC
В данном примере частицы мелкодисперсного активированного угля наносили в качестве покрытия на полистирольные гранулы с получением гранул PS/АС. Это осуществляли путем добавления приблизительно 15 г полистирольных гранул (гранул с размером частиц от приблизительно 4 мм до приблизительно 4,7 мм) и приблизительно 2 граммов активированного угля в приблизительно 400 мл сверхчистой деионизированной воды (система Barnstead RO pure LP, оснащенная фильтром тонкой очистки Nano pure II) в титановом автоклаве емкостью 1 л от компании Parr, модель 4382. Автоклав герметично закрывали и нагревали до приблизительно 140°С при постоянном перемешивании со скоростью приблизительно 1400 об/мин в течение приблизительно 70 минут и при давлении приблизительно 40 psi, используя одну 4-лопастную мешалку, установленную на конце перемешивающего вала. Частицы мелкодисперсного активированного угля прилипали к внешней поверхности гранул, в результате чего получали полистирольные гранулы, покрытые активированным углем (PS/АС). Эти гранулы были подобны обычным ионообменным гранулам.
Аналогичные гранулы получали во всем 4 наборе факториальных экспериментов в условиях, указанных в следующей таблице:
Соотношение, составляющее приблизительно 35,5, может относиться к загрузке в автоклав приблизительно 70 граммов полистирольных гранул и приблизительно 2 граммов мелкодисперсного активированного угля, тогда как соотношение, составляющее приблизительно 42,5, может относиться к загрузке приблизительно 85 граммов полистирольных гранул и приблизительно 2 граммов мелкодисперсного активированного угля.
Результаты показали, что в пределах испытанных диапазонов переменных на полученные гранулы были покрыты в среднем приблизительно 0,63 г угля на приблизительно 71 г полистирольных гранул. Поэтому качество полученных гранул в плане степени покрытия углем не зависело от условий получения в пределах испытанных диапазонов переменных.
Изображения и анализы также представлены на фиг. 4-9 для образцов гранул, покрытых активированным углем, и свежего активированного угля (для сравнения). На фиг. 4 показаны изображения образцов гранул, полученных при (А) 130°С, 30 мин, (В) 145°С, 30 мин и (С) 140°С, 1400 об/мин, 70 мин.
Аналогичные эксперименты проводили с полистирольными гранулами, покрытыми диоксидом кремния. Изображения гранул, покрытых диоксидом кремния, показаны на фиг. 10-12.
Способы, описанные в настоящем документе, можно применять для покрытия ядра (например, гранулы) любым другим адсорбирующим материалом.
Пример 2 - Адсорбция золота на гранулах PS/AC
В данном примере испытывали образцы гранул PS/АС на предмет способности сорбировать золото. Для испытания гранулы PS/АС, полученные при 140°С в примере 1, добавляли в три емкости, содержащие раствор цианида золота. Анализировали образцы раствора золота в трех емкостях (образцы 1-3). Результаты представлены в таблице 2 и на фиг. 1.
С целью сравнения гранулы PS/АС из примера 1 сравнивали только с активированным углем. Поскольку в стандартных «испытаниях активности» использовали 2 г угля, чтобы сравнить функциональные характеристики гранул PS/АС только с активированным углем в испытаниях на кислотность использовали 225 г гранул PS/AC, так как эти гранулы содержали приблизительно 2 г угля (0,63 г на 71 г сырых гранул).
Результаты показаны в таблице 3 и на фиг. 2. Результаты показывают, что кинетика адсорбции также была быстрее для 225 г гранул PS/АС по сравнению с 2 граммами угля.
Пример 3 - Характеристика гранул PS/АС, нагруженных золотом
Морфологию нагруженных и ненагруженных гранул PS/АС изучали с применением СЭМ и ЭДС. Образцы нагруженных и ненагруженных гранул PS/AC анализировали посредством СЭМ и ЭДС. Все образцы изготавливали с соотношением приблизительно 35,5, при приблизительно 140°С под давлением в течение приблизительно 70 минут при 1400 об/мин, и формировали в титановом автоклаве Parr на 600 мл. Структуру поверхности гранул PS/АС до и после адсорбции золота анализировали посредством СЭМ с помощью автоэмиссионного СЭМ Hitachi Su-70. Изображения, полученные с помощью СЭМ/ЭДС, показаны на фиг. 18 и 21. На всех образцах для анализа посредством ЭДС выбирали несколько мест, продемонстрировавших наличие кластеров золота, что подтвердило наличие золота. Это было позднее подтверждено анализом поверхности с помощью ToF-SIMS (времяпролетной масс-спектрометрии вторичных ионов). СЭМ демонстрирует гладкую поверхность ненагруженных гранул PS/АС, как показано на фиг. 18 А-С. Микроснимки СЭМ для нагруженных гранул PS/AC демонстрируют частицы, собранные вместе, с порами, как показано на фиг. 19 А-В. Микроснимки СЭМ для гранул PS/АС до и после адсорбции золота продемонстрировали, что поверхность угля является неоднородной гладкой поверхностью. На фиг. 18 и 19 представлены спектры гранул PS/АС, нагруженных золотом, полученных путем адсорбции при комнатной температуре с раствором цианида золота. На этих спектрах показаны пики золота.
Следует понимать, что вышеизложенное описание является лишь иллюстративным и пояснительным, и следует понимать, что такие подробности предназначены исключительно для этой цели, и что настоящее изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, а, наоборот, охватывает модификации и эквивалентные схемы, которые находятся в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. В качестве примера следует понимать, что в настоящем изобретении предполагается, что, по возможности, один или несколько признаков любого варианта осуществления могут быть объединены с одним или несколькими признаками любого другого варианта осуществления.
Все документы или части документов, процитированные в настоящей заявке, включая, но не ограничиваясь перечисленным, патенты, патентные заявки, статьи, книги и научные труды, полностью включены в настоящее описание посредством ссылки во всей их полноте для любых целей. В случае если в одном или нескольких из включенных литературных и аналогичных материалов определение термина противоречит определению этого термина в настоящей заявке, настоящая заявка имеет преимущество.