载金活性炭微波再生活化技术研究

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活性炭作为氰化提金工艺的吸附剂,在循环使用中被污染、堵塞,吸附能力下降,需定期再生。目前,热再生工艺存在能耗高、炭损大、时间长的问题,需进一步优化。同时,考虑到活性炭与水具有良好的吸波性,可采取微波辐照整体加热含水活性炭达到600℃以上以完成再生,无需完全蒸干水份,相较热再生更节能。本论文主要研究了常规加热再生与微波再生工艺参数对载金活性炭再生活性、比能耗和炭损的影响,在此基础上对两种再生方式的工艺参数进行优化,并对比了不同再生方式载金活性炭的物化性质和微观结构。主要结论如下:(1)热再生炭的碘值与再生温度及时间正相关,与贫炭水份的关系复杂,在30%水份处有最大碘值;温度与水份对再生炭碘值的作用有一定交互性。炭损随温度增高与时间延长加剧,与水份没有显著关联,且上述三因素对炭损均不存在交互作用;采用先再生后水冷最后酸洗的顺序炭损最低。得出优选的工艺条件可概括为高再生温度、短再生时间、饱和贫炭水份,贫炭水份30%,745℃焙烧45min,碘值为780mg/g,炭损仅11.5%,比能耗为8471k Wh/t(马弗炉加热)。(2)微波再生炭的碘值与温度正相关,在30%水份处有最大值。加热速度对微波再生无明显影响,多次辐照仅在700℃以上有较明显的提升效果。相较于热再生,微波再生具有碘值上限高,炭损低的优点,采用相同再生温度时,碘值高20mg/g以上,节能40%以上,省时60%以上。此外,微波再生炭的粉化倾向远低于热再生炭。(3)试验范围内,微波再生炭的比表面积为824m~2/g,孔容为0.31cm~3/g,高于热再生炭的比表面积760m~2/g和孔容0.30cm~3/g,具有更发达的微孔结构。而多次微波再生会破坏活性炭的孔隙,使微孔转化为介孔与大孔,限制了吸附能力的提升,进一步印证了试验结果。微波再生炭的碳酸钙结垢更容易被酸洗,酸洗后的残余较热再生炭的低26%。此外,微波再生炭的石墨程度更高,而该指标与吸附能力正相关。本研究论证了微波技术对载金用活性炭的适用性和优越性,同时探索了其高效再生的机理,对现场的热再生工艺优化有一定的借鉴意义,且也为微波再生工业应用奠定基础。
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