·862· 北京科技大学学报 第36卷 离子交换法-刀是近年来研究较多的方法，但 式中：K为吸附平衡常数，与吸附容量有关；n为 人们的注意力只集中在回收铜、锌、氰的工艺以及提 Freundlich强度系数，与吸附体系的性质有关，其大 金尾液中Fe(CN)。的存在导致负载树脂在硫酸酸 小决定了等温线的形状当0.1<1/n<1.0时，为优惠 化脱氰过程造成树脂的“铁中毒”，限制树脂法在处 吸附；1/n>1时，难以吸附：1/n=1时，为线性吸附. 理提金尾液治理领域的应用.针对负载树脂上 不同温度下，分别以C/q。对C。作图得到如图 Fe(CN)g难于解吸的问题，人们多从解吸剂的选 1所示的Langmuir吸附线，以lgg。对lgC。作图得到 择工艺着手，但未见有从热力学和动力学角度研究 如图2所示的Freundlich吸附线，通过直线斜率和截距 树脂对Fe(CN):的吸附特性以及负载树脂上 可分别求得Kqm1/n和K,计算结果如表1所示 Fe(CN)g难于解吸的根本原因等相关报道.本文 6 选用201×7强碱性离子交换树脂作为交换剂，采用 Langmuir和Freundlich等温线、准二级吸附动力学 方程以及范山鹰扩散模型等研究其对Fe(CN)。吸 ◆305K 附的热力学与动力学特性，探讨其吸附机理，以解决 ●298K 树脂处理提金尾液时Fe(CN);引起的“铁中毒” ▲313K 问题 250 500 750 1000 1材料与方法 Cmgg） 图1树脂对Fe(CN)名吸附的Langmuir等温线 1.1研究对象及吸附材料 Fig.1 Langmuir isotherm for Fe(CN)onto 201 x7 resin Fe(CN)g溶液：以某治炼氰化提金尾液中 Fe(CN):浓度为依据，用K,Fe(CN)。(AR)配置质 2.26 量浓度为1135.71mgL-的Fe(CN)g溶液. 2.24 201×7树脂用乙醇充分浸泡后，反复用乙醇和 2.22 去离子水洗涤，再分别用5%盐酸溶液和5%氢氧化 金2.20 2.18 ◆305K 钠溶液浸洗后，用去离子水洗净、干燥后备用 ●298K 1.2吸附实验 2.16 ▲313K ◆● 称取一定量的树脂若干份放于盛有100mL 2.14 Fe(CN):溶液的锥形瓶中，在给定温度的恒温水浴中 lgC 以速度l60r·min-1震荡一定时间后过滤，采用美国 图2树脂对Fe(CN)&”吸附的Freundlich等温线 PE公司生产7300DV电感耦合等离子体分析吸附 Fig.2 Freundlich isotherm for Fe(CN)onto 201 x7 resin 前后溶液中铁的质量浓度，再折算成Fe(CN):的 表1表明，树脂对Fe(CN)g吸附的拟合Lang- 质量浓度，计算树脂对Fe(CN)&~的吸附量. muir等温线的线性相关系数大于Freundlich等温线 2 结果与讨论 的相关系数，所以201×7树脂对Fe(CN)g吸附过 程符合Langmuir等温吸附方程，推测Fe(CN)&-在 2.1201×7树脂对Fe(CN)g吸附热力学 该树脂上的吸附为单层吸附. 2.1.1 Freundlich和Langmuir吸附模型 Langmuir等温线模型-)： 从Langmuir方程推算的q.值来看，升高温度有 利于吸附过程的进行，201x7树脂对Fe(CN)&吸 C-⊥0 1 Ce+- (1) 附应为吸热过程；但q.值增加幅度很小，说明该树 9.9m 9nK1 脂在室温下就可对Fe(CN)&达到很好的吸附效 式中：C。为吸附平衡时溶液中离子的质量浓度，mg· 果.因此，用树脂处理氰化提金尾液时，体系中存在 L1;9.和qm为每克平衡吸附量和饱和单层吸附量， 的Fe(CN)g很容易吸附到树脂上，占据其上的活 mg;K为Langmuir等温吸附方程常数，L·mg,与 性基团位置，降低树脂对Zn(CN)、Cu(CN)~以 自由能和吸附焓变有关. Freundlich等温线模型R-:： 及CN~等的吸附，影响树脂对其处理效果，进而影 响铜、锌和氰的回收率 lgq.=lg Kr+IlgC. (2) Langmuir方程的基本特性也可以用分离因子北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 离子交换法［4 － 7］是近年来研究较多的方法，但 人们的注意力只集中在回收铜、锌、氰的工艺以及提 金尾液中 Fe( CN) 4 － 6 的存在导致负载树脂在硫酸酸 化脱氰过程造成树脂的“铁中毒”，限制树脂法在处 理提金尾液治理领域的应用． 针对负载树脂上 Fe( CN) 4 － 6 难于解吸的问题，人们多从解吸剂的选 择工艺着手，但未见有从热力学和动力学角度研究 树脂对 Fe ( CN) 4 － 6 的吸附特性以及负载树脂上 Fe( CN) 4 － 6 难于解吸的根本原因等相关报道． 本文 选用 201 × 7 强碱性离子交换树脂作为交换剂，采用 Langmuir 和 Freundlich 等温线、准二级吸附动力学 方程以及范山鹰扩散模型等研究其对 Fe( CN) 4 － 6 吸 附的热力学与动力学特性，探讨其吸附机理，以解决 树脂处理提金尾液时 Fe( CN) 4 － 6 引起的“铁中毒” 问题． 1 材料与方法 1. 1 研究对象及吸附材料 Fe( CN) 4 － 6 溶液: 以某冶炼氰化提金尾液中 Fe( CN) 4 － 6 浓度为依据，用 K4Fe( CN) 6 ( AＲ) 配置质 量浓度为 1135. 71 mg·L － 1的 Fe( CN) 4 － 6 溶液． 201 × 7 树脂用乙醇充分浸泡后，反复用乙醇和 去离子水洗涤，再分别用 5% 盐酸溶液和 5% 氢氧化 钠溶液浸洗后，用去离子水洗净、干燥后备用． 1. 2 吸附实验 称取一定量的树脂若干份放于盛有 100 mL Fe( CN) 4 － 6 溶液的锥形瓶中，在给定温度的恒温水浴中 以速度 160 r·min － 1震荡一定时间后过滤，采用美国 PE 公司生产 7300DV 电感耦合等离子体分析吸附 前后溶液中铁的质量浓度，再折算成 Fe( CN) 4 － 6 的 质量浓度，计算树脂对 Fe( CN) 4 － 6 的吸附量． 2 结果与讨论 2. 1 201 × 7 树脂对 Fe( CN) 4 － 6 吸附热力学 2. 1. 1 Freundlich 和 Langmuir 吸附模型 Langmuir 等温线模型［8 － 9］: Ce qe = 1 qm Ce + 1 qm KL ． ( 1) 式中: Ce为吸附平衡时溶液中离子的质量浓度，mg· L － 1 ; qe和 qm为每克平衡吸附量和饱和单层吸附量， mg; KL为 Langmuir 等温吸附方程常数，L·mg － 1，与 自由能和吸附焓变有关． Freundlich 等温线模型［8 － 9］: lg qe = lg KF + 1 n lg Ce ． ( 2) 式中: KF 为吸附平衡常数，与吸附容量有关; n 为 Freundlich 强度系数，与吸附体系的性质有关，其大 小决定了等温线的形状． 当 0. 1 ＜ 1/ n ＜ 1. 0 时，为优惠 吸附; 1/ n ＞ 1 时，难以吸附; 1/ n = 1 时，为线性吸附． 不同温度下，分别以 Ce /qe 对 Ce 作图得到如图 1 所示的 Langmuir 吸附线，以 lgqe 对 lgCe 作图得到 如图2 所示的 Freundlich 吸附线，通过直线斜率和截距 可分别求得 KL、qm、1/ n 和 KF，计算结果如表1 所示． 图 1 树脂对 Fe( CN) 4 － 6 吸附的 Langmuir 等温线 Fig． 1 Langmuir isotherm for Fe( CN) 4 － 6 onto 201 × 7 resin 图 2 树脂对 Fe( CN) 4 － 6 吸附的 Freundlich 等温线 Fig． 2 Freundlich isotherm for Fe( CN) 4 － 6 onto 201 × 7 resin 表 1 表明，树脂对 Fe( CN) 4 － 6 吸附的拟合 Lang￾muir 等温线的线性相关系数大于 Freundlich 等温线 的相关系数，所以 201 × 7 树脂对 Fe( CN) 4 － 6 吸附过 程符合 Langmuir 等温吸附方程，推测 Fe( CN) 4 － 6 在 该树脂上的吸附为单层吸附． 从 Langmuir 方程推算的 qm值来看，升高温度有 利于吸附过程的进行，201 × 7 树脂对 Fe( CN) 4 － 6 吸 附应为吸热过程; 但 qm值增加幅度很小，说明该树 脂在室温下就可对 Fe( CN) 4 － 6 达到很好的吸附效 果． 因此，用树脂处理氰化提金尾液时，体系中存在 的 Fe( CN) 4 － 6 很容易吸附到树脂上，占据其上的活 性基团位置，降低树脂对 Zn( CN) 2 － 4 、Cu( CN) 2 － 3 以 及 CN － 等的吸附，影响树脂对其处理效果，进而影 响铜、锌和氰的回收率． Langmuir 方程的基本特性也可以用分离因子 · 268 ·