RU2208579C1 - Activated carbon manufacture process - Google Patents
Activated carbon manufacture process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2208579C1 RU2208579C1 RU2002105568A RU2002105568A RU2208579C1 RU 2208579 C1 RU2208579 C1 RU 2208579C1 RU 2002105568 A RU2002105568 A RU 2002105568A RU 2002105568 A RU2002105568 A RU 2002105568A RU 2208579 C1 RU2208579 C1 RU 2208579C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- hours
- granules
- temperature
- activated carbon
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области адсорбционной техники и может быть использовано при синтезе углей для работы в жидких средах (вода, растворы пульпы и др.), особенно в гидрометаллургических процессах извлечения золота и других благородных металлов. The invention relates to the field of adsorption technology and can be used in the synthesis of coal for working in liquid media (water, pulp solutions, etc.), especially in hydrometallurgical processes for the extraction of gold and other noble metals.
Известен способ получения активного угля (а.у.) для работы в жидких средах, включающий смешение углеродсодержащего материала со связующим, грануляцию пасты, карбонизацию гранул при температуре 450-600oС и активацию водяным паром до суммарного объема пор VΣ = 0,55-0,75 см3/г, охлаждение гранул, отмывку соляной кислотой, сушку и рассев (пат. РФ 2111165, кл.С 01 В 31/08, 20.05.98).A known method of producing activated carbon (a.u.) for working in liquid media, including mixing a carbon-containing material with a binder, granulating the paste, carbonizing the granules at a temperature of 450-600 o C and activating water vapor to a total pore volume V Σ = 0.55 -0.75 cm 3 / g, cooling of the granules, washing with hydrochloric acid, drying and sieving (US Pat. RF 2111165, class C 01 B 31/08, 05/20/98).
Недостатком известного способа является сложность и многостадийность технологического процесса и значительное загрязнение окружающей среды промывными водами, относительно низкая прочность получаемых сорбентов. The disadvantage of this method is the complexity and multi-stage process and significant environmental pollution by washing water, the relatively low strength of the obtained sorbents.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения активного угля, включающий смешение каменноугольной пыли и связующего, содержащего фосфорную кислоту 2,2-6,0 мас. % и нагретого до 60-95oС, грануляцию пасты, карбонизацию гранул в интервале температур 250-750oС и их активацию при 850±50oС водяным паром или смесью его углекислым газом (пат. РФ 2156731, кл. С 01 В 31/08, 27.09.2000).Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method for producing activated carbon, comprising mixing coal dust and a binder containing phosphoric acid 2.2-6.0 wt. % and heated to 60-95 o C, granulation of the paste, carbonization of granules in the temperature range 250-750 o C and their activation at 850 ± 50 o With water vapor or a mixture of its carbon dioxide (US Pat. RF 2156731, class C 01 V 31/08, 09/27/2000).
Этот способ принят за прототип предлагаемого изобретения. This method is adopted as a prototype of the invention.
Недостатком способа являются низкие кинетические характеристики процесса извлечения золота и серебра в гидрометаллургической промышленности, что обусловлено как большим временем полуотработки адсорбционной емкости угля, так и длительностью десорбции благородных металлов. Все это способствует удорожанию получаемых конечных продуктов и образованию неиспользуемых остатков металлов в порах активных углей. The disadvantage of this method is the low kinetic characteristics of the process of extracting gold and silver in the hydrometallurgical industry, which is due to both the long half-life of the adsorption capacity of coal and the duration of desorption of precious metals. All this contributes to the cost of the resulting final products and the formation of unused metal residues in the pores of activated carbon.
Целью изобретения является повышение кинетических характеристик активного угля, используемого в процессах извлечения благородных металлов, при сохранении его высоких прочностных свойств. The aim of the invention is to increase the kinetic characteristics of activated carbon used in the processes of extraction of precious metals, while maintaining its high strength properties.
Поставленная цель достигается предложенным способом, включающим смешение каменноугольной пыли со связующим, содержащим фосфорную кислоту, при объемном соотношении, равном 1: 0,22-0,35, и температуре 60-80oС, грануляцию пасты, карбонизацию гранул, выдерживание их перед активацией при температуре 750-850oС в течение 1,5-3,0 часов.This goal is achieved by the proposed method, including mixing coal dust with a binder containing phosphoric acid, with a volume ratio of 1: 0.22-0.35, and a temperature of 60-80 o C, granulation of the paste, carbonization of granules, keeping them before activation at a temperature of 750-850 o C for 1.5-3.0 hours.
Отличие предложенного способа от известного состоит в том, что каменноугольную пыль (основу) и фосфорсодержащее связующее берут при объемном соотношении, равном 1: 0,22-0,35, смешение ведут при температуре 60-80oС, вместо 1:0,18-0,20 и 25-40oС соответственно.The difference of the proposed method from the known one is that coal dust (base) and a phosphorus-containing binder are taken at a volume ratio of 1: 0.22-0.35, mixing is carried out at a temperature of 60-80 o C, instead of 1: 0.18 -0.20 and 25-40 o C, respectively.
Другое отличие заключается в проведении перед активацией дополнительной стадии - выдерживания карбонизованных гранул при 750-850oС в течение 1,5-3,0 часов.Another difference lies in carrying out an additional stage before activation - keeping carbonized granules at 750-850 o C for 1.5-3.0 hours.
Авторам неизвестен способ получения гранулированных углей на каменноугольной основе, в котором углеродную пыль и связующее берут в объемном соотношении, равном 1:0,22-0,35, а смешение ведут при повышенных температурах 60-80oС всей пасты, а не связующего.The authors do not know a method for producing granular coals on a coal-based basis, in which carbon dust and a binder are taken in a volume ratio of 1: 0.22-0.35, and mixing is carried out at elevated temperatures of 60-80 o With the whole paste, and not the binder.
Неизвестен и способ проведения изотермической выдержки карбонизованных угольно-смоляных гранул, содержащих фосфорную кислоту, при температуре 750-850oС в течение 1,5-3,0 часов.Unknown and the method of isothermal exposure of carbonized coal-tar granules containing phosphoric acid at a temperature of 750-850 o C for 1.5-3.0 hours.
При синтезе углеродных адсорбентов для гидрометаллургии благородных металлов, особенно для пульповых процессов (т.е. одновременного перемешивания активного угля и измельченной руды в цианистых растворах) стремятся получить возможно более плотные гранулы с суммарным объемом пор не более 0,60-0,63 см3/г, чтобы обеспечить высокие прочностные свойства адсорбента и снизить его истираемость, растрескивание и пылевыделение.In the synthesis of carbon adsorbents for noble metal hydrometallurgy, especially for pulp processes (i.e., simultaneous mixing of activated carbon and crushed ore in cyanide solutions), they tend to obtain the most dense granules with a total pore volume of not more than 0.60-0.63 cm 3 / g to ensure high strength properties of the adsorbent and to reduce its abrasion, cracking and dust.
Однако в случае извлечения золота и серебра из растворов, например при кучном выщелачивании, такие адсорбенты проявляют неудовлетворительные кинетические свойства, что значительно удорожает и удлиняет процесс извлечения ценных продуктов. However, in the case of extraction of gold and silver from solutions, for example, during heap leaching, such adsorbents exhibit unsatisfactory kinetic properties, which significantly increases the cost and length of the extraction of valuable products.
Из научно-технической литературы известно, что кинетика адсорбции определяется двумя основными параметрами: временем полуотработки адсорбционной емкости угля и времени десорбции золота и серебра в раствор (см. Н.В. Кельцев. "Основы адсорбционной техники". Москва, Химия, 1976, стр.179-205; В.М. Мухин, А.В. Тарасов, В.Н. Клушин. "Активные угли России". Москва, Металлургия, 2000 г., стр.266-270. From the scientific and technical literature it is known that the kinetics of adsorption is determined by two main parameters: the half-life of the adsorption capacity of coal and the time of desorption of gold and silver into solution (see N.V. Keltsev. "Fundamentals of adsorption technology. Moscow, Chemistry, 1976, p. .179-205; V. M. Mukhin, A. V. Tarasov, V. N. Klushin. “Active Coals of Russia.” Moscow, Metallurgy, 2000, pp. 266-270.
Многочисленные эксперименты, предпринятые для улучшения кинетических свойств гранулированных сорбентов на каменноугольной основе без снижения их прочностных характеристик, показали, что они в существенной степени зависят от объемного соотношения взятых компонентов-угольной основы (пыли) и жидкого связующего, содержащего фосфорную кислоту, температуры смешения, скорости подачи пасты на гранулятор, условий карбонизации и активации. Numerous experiments undertaken to improve the kinetic properties of granular sorbents on a coal-based basis without reducing their strength characteristics have shown that they substantially depend on the volume ratio of the taken components-coal base (dust) and a liquid binder containing phosphoric acid, mixing temperature, speed feeding the paste to the granulator; carbonization and activation conditions.
Было установлено, что определяющими параметрами при достижении цели изобретения являются: объемное соотношение угольной пыли и связующего, которое должно быть равным 1:0,22-0,35, а также температура смешения этих компонентов, которая должна составлять 60-80oС. Эти условия обеспечивают формирование рациональной первичной пористости (с определенным соотношением микро- и мезопор), которая фиксируется (закрепляется) при осуществлении последующих технологических стадий.It was found that the determining parameters when achieving the objective of the invention are: the volume ratio of coal dust and binder, which should be equal to 1: 0.22-0.35, as well as the mixing temperature of these components, which should be 60-80 o C. These the conditions ensure the formation of rational primary porosity (with a certain ratio of micro- and mesopores), which is fixed (fixed) during the subsequent technological stages.
Проведение дополнительной термической обработки карбонизованных гранул при 750-850oС в течение 1,5-3,0 часов позволяет удалить остаточное содержание летучих (15-20%) и понизить реакционную способность, что гарантирует сохранение высоких прочностных свойств получаемых активных углей.Additional heat treatment of carbonized granules at 750-850 o C for 1.5-3.0 hours allows you to remove the residual volatile content (15-20%) and lower reactivity, which ensures the preservation of high strength properties of the obtained active carbons.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Каменный уголь (или смесь его с полукоксом измельчают в шаровой мельнице и дозируют по объему в смеситель-гранулятор, туда же наливают смоляное связующее, представляющее композицию из лесохимической (каменноугольной) смолы (96-97%) и фосфорной кислоты (3-4%). Coal (or a mixture of it with a semicoke is crushed in a ball mill and dosed by volume into a granulator-mixer, a resin binder is poured there, representing a composition of wood-chemical (coal) resin (96-97%) and phosphoric acid (3-4%) .
Объемное соотношение угольной пыли и смолы берется равным 1:0,22-0,35. Полученную смесь-пасту нагревают до 60-80oС и после тщательного перемешивания гранулируют через фильтры с диаметром отверстий 1,8-2,8 мм. Полученные "сырые" гранулы направляют в печь и нагревают до 750-850oС со скоростью подъема 25-40oС/мин, при температуре 750-850oС карбонизованные гранулы выдерживают в течение 1,5-3,0 часов, после чего активируют водяным паром в течение 6-8 часов до суммарного объема пор 0,82-0,87 см3/г.The volume ratio of coal dust and resin is taken equal to 1: 0.22-0.35. The resulting paste mixture is heated to 60-80 o C and, after thorough mixing, granulated through filters with a hole diameter of 1.8-2.8 mm The obtained "raw" granules are sent to the oven and heated to 750-850 o With a lifting speed of 25-40 o C / min, at a temperature of 750-850 o With carbonized granules incubated for 1.5-3.0 hours, after which activated with steam for 6-8 hours to a total pore volume of 0.82-0.87 cm 3 / g
Следующие примеры поясняют сущность изобретения. The following examples illustrate the invention.
Пример 1. Берут 10 литров каменноугольной пыли ("СС", ГОСТ 10355-84), которую насыпают в смеситель-гранулятор, имеющий паровую рубашку, туда же наливают 2,2 литра каменноугольной смолы, содержащей 3% фосфорной кислоты, затем в рубашку подают водяной пар и смесь при перемешивании (2 мин), нагревают до 60oС. После чего гранулируют через фильеры, имеющие диаметр 1,8 мм.Example 1. Take 10 liters of coal dust ("CC", GOST 10355-84), which is poured into a mixer-granulator having a steam jacket, 2.2 liters of coal tar containing 3% phosphoric acid are poured there, then served in the shirt water vapor and the mixture with stirring (2 min) are heated to 60 ° C. Then they are granulated through nozzles having a diameter of 1.8 mm.
Полученные гранулы помещают в стационарную вертикальную печь и карбонизуют, поднимая температуру от комнатной до 750oС со скоростью 25-40oС/мин. При 750oС карбонизат выдерживают в течение 1,5 часа и температуру поднимают до 850oС, подают водяной пар (5-6 кг/кг) и активируют в течение 6 часов до суммарного объема пор 0,82 см3/г. Затем активный уголь выгружают, охлаждают и измеряют его механическую прочность и кинетические характеристики, а именно время полуотработки угля и время десорбции золота в раствор при стандартных условиях:
- объем раствора - 0,5 л/мин;
- масса угля - 0,5 г;
- температура - 20oС;
- исходная концентрация С исх. - 10 мг/дм3;
- насыщение угля золотом - 20 мг/г.The obtained granules are placed in a stationary vertical furnace and carbonized, raising the temperature from room temperature to 750 o With a speed of 25-40 o C / min At 750 ° C., the carbonate is held for 1.5 hours and the temperature is raised to 850 ° C. , steam (5-6 kg / kg) is supplied and activated for 6 hours to a total pore volume of 0.82 cm 3 / g. Then activated carbon is discharged, cooled and its mechanical strength and kinetic characteristics are measured, namely, the half-life of coal and the time of gold desorption into solution under standard conditions:
- the volume of the solution is 0.5 l / min;
- mass of coal - 0.5 g;
- temperature - 20 o C;
- initial concentration C ref. - 10 mg / dm 3 ;
- saturation of coal with gold - 20 mg / g.
Активный уголь, полученный по способу, описанному в примере 1 характеризуется следующими показателями:
- время полуотработки - 4,5 часа;
- полная десорбция - 14 часов;
- механическая прочность - 95%.Activated carbon obtained by the method described in example 1 is characterized by the following indicators:
- half-life - 4.5 hours;
- complete desorption - 14 hours;
- mechanical strength - 95%.
Кинетические характеристики активного угля, полученного по прототипу (пат. РФ 2156731, кл. С 01 В 31/08, 27.09.2000), имеют следующие величины:
- время полуотработки - 6,5 часов;
- полная десорбция - 18,5 часов.The kinetic characteristics of activated carbon obtained by the prototype (US Pat. RF 2156731, class C 01 In 31/08, 09/27/2000), have the following values:
- half-life - 6.5 hours;
- complete desorption - 18.5 hours.
Механическая прочность - 95%. Mechanical strength - 95%.
Пример 2. Аналогично примеру 1, за исключением того, что соотношение угольной пыли и связующего составляет: 10 литров пыли 3,5 литра смолы (1: 0,35), температура перемешивания 80oС. Карбонизат нагревают до 850oС и выдерживают при этой температуре 3,0 часа, активацию ведут до суммарного объема пор, равного 0,87 см3/г.Example 2. Analogously to example 1, except that the ratio of coal dust and binder is: 10 liters of dust 3.5 liters of resin (1: 0.35), a stirring temperature of 80 o C. The carbonate is heated to 850 o C and kept at this temperature is 3.0 hours, activation is carried out to a total pore volume of 0.87 cm 3 / g.
Кинетические характеристики угля:
- время полуотработки угля - 4,0 часа;
- время полной десорбции золота в раствор - 11 часов.Kinetic characteristics of coal:
- half-life of coal - 4.0 hours;
- the time of complete desorption of gold in solution is 11 hours.
Механическая прочность угля - 94,9 %. The mechanical strength of coal is 94.9%.
Пример 3. Аналогично примеру 1 за исключением того, что берут 2,9 литра смолы (соотношение составляет 1:0,29), температуру перемешивания поддерживают на уровне 70oС, время изотермической выдержки при 800oС составляет 2,2 часа. Уголь активируют до суммарного объема пор 0,85 см3/г.Example 3. Analogously to example 1, except that 2.9 liters of resin are taken (the ratio is 1: 0.29), the stirring temperature is maintained at 70 ° C. , the isothermal exposure time at 800 ° C. is 2.2 hours. Coal is activated to a total pore volume of 0.85 cm 3 / g.
Выгруженный активный уголь имеет следующие показатели:
- время полуотработки - 4,2 часа;
- время полной десорбции золота в раствор - 11,5 часов;
- механическая прочность 95%.Unloaded activated carbon has the following indicators:
- half-life - 4.2 hours;
- the time of complete desorption of gold in solution - 11.5 hours;
-
В табл. 1 представлены примеры, полученные аналогично примеру 1 по влиянию объемного соотношения каменноугольной пыли и связующего на качество получаемых углей. В этих примерах температура перемешивания составляла 60oС.In the table. 1 presents examples obtained analogously to example 1 on the influence of the volume ratio of coal dust and binder on the quality of the obtained coals. In these examples, the stirring temperature was 60 o C.
Как следует из приведенных данных, соотношение угольной основы и связующего, равное 1: 0,22-0,35, приводит к улучшению кинетических характеристик получаемых углей. Уменьшение объема связующего ниже 22% (по объему) или повышение выше 35% не приводит к достижению цели. As follows from the above data, the ratio of the coal base and the binder, equal to 1: 0.22-0.35, leads to an improvement in the kinetic characteristics of the resulting coals. A decrease in the volume of the binder below 22% (by volume) or an increase above 35% does not lead to the achievement of the goal.
В табл.2 представлены результаты влияния времени изотермической выдержки карбонизованных гранул при 750oС на качество получаемых углей. Все остальные параметры аналогичны примеру 1.Table 2 presents the results of the influence of the isothermal exposure time of carbonized granules at 750 o С on the quality of the obtained coals. All other parameters are similar to example 1.
Из данных табл. 2 следует, что время изотермической выдержки, равное 1,5-3,0 часа, способствует значительному улучшению кинетических свойств получаемых углей при сохранении их высокой механической прочности. Уменьшение времени выдержки (ниже 1,5 часа) ухудшает прочность получаемых продуктов, а повышение времени выдержки (более 3,0 часа) обуславливает увеличение времени десорбции золота в раствор. From the data table. 2 it follows that the isothermal exposure time equal to 1.5-3.0 hours, contributes to a significant improvement in the kinetic properties of the obtained coals while maintaining their high mechanical strength. Reducing the exposure time (below 1.5 hours) worsens the strength of the products obtained, and increasing the exposure time (more than 3.0 hours) causes an increase in the time of desorption of gold into the solution.
Эксперименты показали также, что на качество углей существенное влияние оказывает время перемешивания (2-5 минут), скорость подъема пор углей и степень обгара. The experiments also showed that the quality of the coal is significantly affected by the mixing time (2-5 minutes), the rate of rise of the pores of the coal and the degree of burning.
Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно улучшение кинетических свойств, используемых в процессах извлечения золота, серебра и других благородных металлов, при сохранении их высокой механической прочности. А вся совокупность: объемное соотношение каменноугольной пыли и связующего как 1:0,22-0,35, смешение компонентов при повышенной температуре 60-80oС и изотермическая выдержка карбонизованных гранул при 750-850oС в течение 1,5-3,0 часов является достаточной для характеристики заявленного технического решения.It follows from the foregoing that each of the features of the claimed combination to a greater or lesser extent affects the achievement of the goal, namely, the improvement of the kinetic properties used in the extraction of gold, silver and other noble metals, while maintaining their high mechanical strength. And the whole set: the volume ratio of coal dust and binder as 1: 0.22-0.35, the mixing of components at an elevated temperature of 60-80 o C and isothermal exposure of carbonized granules at 750-850 o C for 1.5-3, 0 hours is sufficient to characterize the claimed technical solution.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002105568A RU2208579C1 (en) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | Activated carbon manufacture process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002105568A RU2208579C1 (en) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | Activated carbon manufacture process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2208579C1 true RU2208579C1 (en) | 2003-07-20 |
Family
ID=29211601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002105568A RU2208579C1 (en) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | Activated carbon manufacture process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2208579C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449947C1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of producing active coal |
-
2002
- 2002-03-01 RU RU2002105568A patent/RU2208579C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449947C1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of producing active coal |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK2982649T3 (en) | Process for the production of activated charcoal | |
EP2960206B1 (en) | Granular activated carbon having many mesopores, and manufacturing method for same | |
CN111777066A (en) | Preparation process of phenolic resin-based spherical activated carbon | |
WO2014129409A1 (en) | Granular activated carbon, and manufacturing method for same | |
US4458022A (en) | Process for manufacturing molecular sieving carbon | |
KR20180129857A (en) | Method for producing binder-free coal-based activated carbon | |
US3360134A (en) | Carbon-coated alumina and process for making same | |
JP2000313611A (en) | Active carbon and its production | |
RU2208579C1 (en) | Activated carbon manufacture process | |
JPS6261529B2 (en) | ||
CA1074768A (en) | Granular activated carbon manufacture from low tank bituminous coal leached with dilute inorganic acid | |
Deiana et al. | Batch and column studies for the removal of lead from aqueous solutions using activated carbons from viticultural industry wastes | |
JPH0330834A (en) | Spherical activated carbon for gold recovery and recovery method | |
JP6698658B2 (en) | Carbon precursor derived from plant material | |
RU2393990C1 (en) | Method of making activated charcoal | |
JPS62132543A (en) | Molecular sieve active carbon and its production and method for separating specific gas from mixed gases using same | |
JP7129428B2 (en) | Activated carbon and its manufacturing method | |
US2894914A (en) | Manufacture of active carbon from anthracite coal | |
RU2344075C1 (en) | Method of active charcoal production | |
RU2534801C1 (en) | Method of obtaining activated coal | |
RU2607810C2 (en) | Method of producing crushed active charcoal | |
JPH11349320A (en) | Production of activated carbon | |
RU2685653C1 (en) | Method of producing crushed active coal | |
RU2385964C2 (en) | Manufacturing method of copper-berrilium ligature | |
RU2715538C1 (en) | Method of producing active coal from bones of fruit trees |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090302 |