全站搜索
微波辐射在提金活性炭技术中的应用
作者:管理员    发布于:2016-10-13 10:24:18    文字:【】【】【

  微波辐射在提金活性炭技术中的应用樊希安,彭金辉,秦文,张世敏,郭胜惠(昆明理工大学材料与冶金工程学院)行了比较,论述了微波辐射在制备提金炭及其解吸技术中的研究进展,后对微波辐射在提金活性炭技术中的应用作了简单的展望。

  用活性炭提取开始于20世纪70年代。

  1973年炭浆法提取在美国Homstek金矿应用成功后,在世界上得到了迅速推广。该技术主要是利用果壳活性炭发达的孔隙结构、较好的机械强度、对金有良好的吸附性能及可反复再生等特点。1984年冶金工业部长春研究所开发成功的炭浆工艺(CIP)在河南灵湖金矿完成了工业试验,这标志着炭浆工艺在我国正式进入应用阶段。

  由于传统制备提金活性炭工艺存在污染大,能耗大,劳动强度高,时间长,活性炭得率低,自动化程度低,成本高等缺点,严重限制了我国提金活性炭的制备和解吸技术的发展。而近几年兴起的微波辐射制备提金活性炭和解吸技术,因具有能耗低,活性炭得率高,自动化程度高,生产成本低,污染小等优点,基本克服了传统工艺中上述那些技术难题。本文概述了微波辐射在提金活性炭技术中的应用,对微波辐射和传统加热制备提金炭技术的优缺点进行了比较,并指出了微波辐射在提金炭技术应用发展中须解决的问题。

  1微波加热原理及其对制备活性炭的原料要求传统加热方式是根据热传导、对流和辐射原理使热量从外部传至物料内部,加热速度慢,受热不均且能耗高。微波加热技术与传统加热方式不同,它是通过被加热体内部偶极分子高频往复运动,产生“内摩擦热”而使被加热物料温度升高,不须任何热传导过程,就能使物料内外部同时加热、同时升温,加热速度快且均匀,加热时间仅需传统加热方式的几分之一或几十分之一就可达到加热的目的,所以微波辐射制备活性炭在很大程度上减少了能耗,从而为企业节约了资金,提高了经济效率。另一方面传统法所制活性炭炭的活化得率在30左右,而用微波辐射,其得率可达60以上,大约为传统方法的2倍以上。

  2.3流程缩短一般来说,制备提金活性炭所用传统工艺流程如所示。微波辐射制备活性炭所用工艺流程如所示。

  从和可以看出,微波辐射制备提金活性3酸洗一漂洗一烘干4产品原料―破碎―干燥一炭化―活化传统活化法制备提金活性炭工艺流程近本课题组正以椰壳炭化料为原料,采用微波辐射制备提金活性炭,并计划将其工业化,实验室试验和中试试验装置分别见和。实验室试验研宄表明:该工艺制得的活性炭碘吸附值为1甲蓝脱色力为10ml/0.1g得率60.8,所需活化时间为传统方法的1/60,得率为传统方法的2倍左右。

  活性炭是可行的,并在很(大程度上体现了上述优点blishf加王家bookmark6炭所需的工艺流程较传统方法短得多。首先微波辐射不需要干燥,我们可以从微波加热的原理看出:水作为一种强吸波物质,正好是弱吸波物质木制纤维原料良好的添加剂,弥补了其弱极性的特点,增强了它的吸波性能。另外,微波辐射制备活性炭不需要酸洗、漂洗和烘干等步骤。这是因为用微波辐射制备提金活性炭时通常都是密闭状态,只有极其少量的空气和炭发生反应,绝大部分炭只是发生活化反应,所以产品活性炭的灰分含量较低,再加上水蒸气法制备活性炭本身就具有产品纯净的优点,不象化学法那样含有重金属。综上所述,微波辐射缩短了制备提金活性炭的工艺流程。

  总之,用微波辐射制备提金活性炭与传统方法比较具有:能耗低,活化时间短,活化均匀,流程短,得率高,自动化程度高,生产成本低,污染小等优点。

  3微波辐射在提金活性炭技术中的研究进展无论在提金活性炭制备上,还是载金炭解吸及再生中,各工序都需要利用热能。基于微波加热的优点,彭金辉等:16对利用微波辐射制备活性炭做了大量的研宄。他们加工的原料有蚕豆杆、稻草杆、瓜子壳、麦秸、玉米芯、蚕豆壳、甘蔗渣、杨梅树皮废料、烟杆、松木屑等。这些研宄表明:采用微波辐射制备另外微波用于载金炭的解吸也有良好的前景。

  微波之所以能够加速金从活性炭上脱附,是由于活性炭吸附金氰离子后,在其内部的金氰络合物和水均为极性物质,容易吸收微波。在电磁场作用下,随着电磁场的交替变化各分子间处于激烈的摩擦之中,因而产生大量热能。这种在短时间内产生的热能提供给金氰络合物和活性炭,从而使得它们的结合被削弱。

  杨春芬应用微波于载金炭的解吸中,试验结果表明:微波解吸比一般加热方法解吸剂用量可减少40,金解吸时间减为1/9,在相同时间内,解吸率增吸中。他们认为用微波洗脱载金炭可以极大节约能量,改善工作环境,加快载金炭金解吸速率,提高载金炭金解吸率。

  5―定向耦合器6―四螺钉调配器7―分配器8―波导9一微波腔体10―烟气处理系统11一进料系统12―出料系统13―测温孔14一照明孔15―观察孔16―水冷系统4展望微波加热应用于提金活性炭的制备和载金炭工艺解吸中是近几年发展起来的新技术。微波加热是通过电磁场激励材料内部的电偶极矩的极高频率的振动以产生热效应,因而加热是整体性的,加热均匀。

  同时,因为对电磁场的响应时间极短,因而加热速度快。一般采用微波辐射制备提金活性炭所需活化时间只用几分钟,与传统活化时间相比,效率提高了几十倍。由于微波是通过电磁场直接对物体内部加热,而不象传统方法那样,热能通过物体表面间接传入物体内部,因而热效率很高,加之活化时间又短,因此可以大幅度的节约能耗。微波加热应用于提金炭技术中是一种理想的选择,有些研宄所和大学正在进行这方面的工作,并取得了良好的效果。

  微波辐射的优势展示了其在提金炭技术中乐观的应用前景,目前须解决的问题有:进一步完善微波材料间的相互作用理论,并实现定量化研宄;完善活性炭材料的介电性能及介质损耗与微波频率及温度之间关系的理论基础数据;加强微波工艺、微波材料与微波设备的综合研宄与开发,从而使实验成果迅速转化成生产力。相信随着微波加热系统和关键技术的完善与发展,微波辐射在提金炭技术中的实际应用将被迅速向前推进。

访问统计
51客服