Технология проектирования завода по производству золота

Современная алхимия: Комплексное руководство по CarboninLeach (КИЛ) Проектирование и технология золотозавода

1. Предыстория отрасли: Эволюция добычи золота

Поиски золота, один из самых желанных металлов человечества, веками стимулировал технологические инновации. От элементарного промывки древних рек до огромных промышленных комплексов сегодня., цель осталась прежней: эффективно и экономично отделять чистое золото из огромных количеств руды.

Поворотным моментом в современной обработке золота стало появление цианидного выщелачивания в конце 19 века.. тот МакартурФоррест Процесс (1887) разрешено растворение золота в цианидном растворе, гораздо более эффективный метод, чем амальгамация ртути.. Изначально, это включало выщелачивание руды в резервуарах или чанах. (выщелачивание с перемешиванием) а затем осаждение золота на цинковую пыль (процесс МерриллКроу).

Хотя эффективен, У MerrillCrowe были ограничения, особенно с рудами, содержащими глину, углеродистый материал, или "предварительное прощупывание" составляющие. Это привело к развитию карбонинцеллюлоза (СИП) в 1970-е годы, где активированный уголь использовался для адсорбции растворенного золота непосредственно из суспензии, обходя необходимость дорогостоящей фильтрации.

КарбонинВыщелачивание (КИЛ) возник как прямая эволюция CIP. Ключевое отличие – интеграция: в CIL, выщелачивание и адсорбция происходят одновременно в одной серии резервуаров. Это критически важно для руд, где происходит предварительная обработка, когда природный углерод в руде крадет растворенное золото до того, как его можно будет переработать.. Путем введения активированного угля в начале схемы выщелачивания, CIL гарантирует, что золото будет захвачено представил углерод почти сразу после его растворения, делая природный углерод неэффективным.

Сегодня, CIL является отраслевым стандартом для большинства новых проектов по добыче золота благодаря своей надежности., более низкие эксплуатационные расходы по сравнению с MerrillCrowe, и превосходная производительность при работе с широким спектром типов руд.

2. основная технология: Деконструкция процесса CIL

Завод CIL представляет собой сложную систему взаимосвязанных операций.. Понимание его основных компонентов имеет важное значение для понимания его дизайна..

Схема CIL, шаг за шагом:

1. измельчение (Дробление & шлифование): РуфМайн (ПЗУ) руда дробится и измельчается в мелкую суспензию (обычно 8090% прохождение 75 микроны). Цель состоит в том, чтобы освободить микроскопические частицы золота из вмещающей породы., делая их доступными для раствора цианида. Эта схема часто включает в себя Полуавтогенное измельчение (провисание) Мельница и Шаровая Мельница.

2. выщелачивание & Адсорбция (Сердце CIL): Навозная жижа перекачивается в ряд больших, взволнованные танки (обычно 6 к 10 в серии).
Цианид натрия (NaCN) и лайм (для контроля pH до ~10.511.0) добавляются в первый бак.
Гранулированный активированный уголь добавляется непосредственно в раствор в каждом последующем резервуаре.
Когда навозная жижа перетекает из одного резервуара в другой, два ключевых процесса происходят одновременно:
выщелачивание: Цианид растворяет золото: 4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
Адсорбция: Растворенный золотоцианидный комплекс ([Ау(Китай)₂]⁻) адсорбируется на пористой поверхности активированного угля.
Углерод движется противотоком суспензии.; свежий или регенерированный уголь добавляется в последний резервуар и переносится вперед к первому резервуару., при этом бесплодная жижа выходит из последнего резервуара в хвостохранилища. Это гарантирует, что почти бесплодный навоз встречается со свежим углеродом для максимального извлечения..

3. Обработка углерода & Элюирование: Загруженный углерод из Танка 1 ("беременный углерод"), теперь богат золотом, отсеивается от шлама.
Он подвергается кислотной промывке для удаления неорганических загрязнений, таких как карбонат кальция..
Затем оно передается в элюирующая колонка где жарко (~110–130°С), полоски с раствором каустического цианида (элюирует) золото из углерода.
Сейчас "беременный элюат" Решение, содержащий высокую концентрацию золота , переходит к электровыигрышу.

4. Восстановление золота (Электродобыча & Плавка):
Беременный элюат пропускают через электролитические клетки содержащие катоды из стальной шерсти . Электрический ток заставляет золото откладываться на стальную вату. .
Загруженная стальная вата затем смешивается с флюсами и плавится в индукционной печи. (Плавка) при температуре, превышающей 1 ,100°С . В результате получается слиток Доре из нечистого золота и серебра. , готов к переработке на специализированном нефтеперерабатывающем заводе .

5. Регенерация углерода: Раздетый ("бесплодный") углерод термически регенерируется во вращающейся печи (~700°С ) для сжигания органических загрязнений и реактивации пор . Затем он гасится и возвращается в цепь CIL. , замыкание цикла .

3. Ключевые соображения по проектированию & Технологические инновации

Проектирование установки CIL – это сложный процесс балансирования между металлургической эффективностью и эффективностью металлургии. , капитальные затраты (Капвложения) , и операционные расходы (Эксплуатационные расходы).

Характеристика руды: Самый важный фактор . Обширная испытательная работа, включая измельчение , выщелачивать , и тесты предварительной дробления — определяют размер помола , расход реагентов , и время пребывания .
Время проживания: Обычно варьируется от 24 к 48 часов на протяжении всего поезда CIL . Это определяется кинетикой выщелачивания конкретной руды. .
Дизайн танка: Резервуары обычно имеют цилиндрическую форму с плоским дном. . Перемешивание обеспечивается низкой скоростью. , высокоэффективные рабочие колеса для удержания твердых частиц во взвешенном состоянии, сводя к минимуму истирание углерода .
Межэтапный скрининг: Прочные межступенчатые экраны жизненно важны для отделения углерода от шлама при его перемещении между резервуарами. . Обычно используются грохоты Derrick или грохоты Sweco. .
безопасность & Экологический контроль:
Детоксикация цианидов: Поступающие хвосты обрабатываются SO₂/воздухом. (процесс ИНКО ) или перекись водорода для разрушения остаточного цианида перед его сбросом в хвостохранилище .
Сдерживание: Все технологические зоны спроектированы с обваловками и защитными отстойниками для предотвращения разливов в окружающую среду. .

Последние инновации:
ГравитацияИзвлекаемыеЗолото (ГРГ) цепи перед CIL могут восстановить грубое старение раньше , сокращение задержек золота в обороте и улучшение общего денежного потока .
Интеллектуальные системы управления: Использование онлайн-анализаторов и моделей на базе искусственного интеллекта для оптимизации добавления реагентов в реальном времени. , сокращение затрат .
Высокоэффективное элюирование: Системы Zadra под давлением обеспечивают более быстрые циклы элюирования при меньшем потреблении воды. .

4. Рыночные приложения & Преимущества

Технология CIL доминирует в мировой золотодобывающей отрасли благодаря своим неоспоримым преимуществам.:

Универсальность: Эффективно обрабатывает свободноперерабатываемые оксидные и сульфидные руды. . Это особенно выгодно для предварительной добычи или богатых глиной руд, которые затрудняют другие процессы. .
Снижение CAPEX/OPEX: Устраняет необходимость в дорогостоящих фильтрующих установках, необходимых MerrillCrowe. . Снижение эксплуатационных расходов благодаря менее интенсивному труду и техническому обслуживанию. .
простота & Надежность: Этот процесс относительно прост в эксплуатации и контроле по сравнению с альтернативными методами. .
Высокие темпы восстановления: Постоянно достигает возмещения выше 90% , часто достигая >95% для податливых оксидных руд .

Его основное применение – обработка средних и крупных операций по добыче золота. >1 миллионов тонн в год .

(5). Перспективы на будущее

Будущие тенденции, определяющие проектирование установок CIL, ориентированы на устойчивое развитие. , эффективность , и цифровизация:

1. Устойчивое развитие:
рециркуляция воды: Теперь дизайн подчеркивает >80% рециркуляция воды из хвостохранилищ.
Альтернативные выщелачиватели: Исследования нецианидных выщелачивателей, таких как тиомочевина или тиосульфат, продолжаются, но цианид остается доминирующим из-за экономической эффективности..
2 эффективность:
Продолжается оптимизация оборудования за счет более эффективных насосов, двигателей, сгустителей и т. д., снижающих энергозатраты на тонну переработки.
3 Цифровизация умных предприятий
Интеграция датчиков Интернета вещей Машинное обучение с использованием искусственного интеллекта создает заводы с цифровыми двойниками, обеспечивающие прогнозируемое обслуживание, динамическую оптимизацию процессов, автономную работу

(6). Часто задаваемые вопросы

Вопрос: В чем основная разница между CIP
A В обоих случаях используется активированный уголь для извлечения растворенного раствора. CIP включает отдельные последовательные стадии. Сначала завершается выщелачивание, за которым следует адсорбция пульпы. В обоих случаях выщелачивание адсорбция происходит одновременно в одних и тех же резервуарах.

Вопрос: Почему так важен контроль вокруг
Цианирование эффективно только в щелочных условиях, pH предотвращает образование высокотоксичного газообразного цианистого водорода HCN, обеспечивает оптимальную кинетику растворения.

Q Сколько обычно теряется цепь
На хорошо спроектированном, хорошо эксплуатируемом современном заводе наблюдается низкий уровень износа около граммов тонны обработанных деталей.

Q Можно ли использовать для восстановления других металлов
Да, принцип может адсорбировать другие металлы, такие как серебро, медь. Однако присутствие высоких концентраций этих металлов может привести к снижению эффективности удельного извлечения, требующего специальных режимов элюирования.

Вопрос: Какая самая большая операционная проблема?
Управление материалами предварительной обработки, поддержание низкого уровня истощения запасов углерода, обработка сложных по реологии глинистых суспензий, которые могут забивать сита

(7). Гипотетический пример инженерного исследования

Название проекта Расширение золотого рудника Liberty
Расположение Западная Африка
Тип руды Переходно-оксидно-сульфидная, умеренная предварительная характеристика
Проектная мощность млн тонн в год млн тонн в год

Проблема Существующая схема MerrillCrowe сталкивается с трудностями, снижение добычи, рост эксплуатационных расходов из-за роста содержания меди, предварительная очистка руды.

Решение Новый завод спроектирован вместо существующего объекта. Включены ключевые конструктивные особенности.
Общее количество часов пребывания восьмирезервуарного каскада на основе результатов испытательных работ
Выделенный контур GRG Концентраторы Knelson сначала извлекают грубое сырье, улучшая экономику проекта
Усовершенствованный межстадийный скрининг минимизирует потери углерода, штрафы, сообщающие о хвостах
Интегрированная схема уничтожения цианида SO Air соответствует строгим экологическим стандартам.

Результаты Введено в эксплуатацию, достигнуто извлечение по сравнению с предыдущими. Значительное снижение потребления реагентов, эксплуатационные расходы в целом. Срок окупаемости нового завода, расчетное количество лет, увеличение производства, снижение затрат, демонстрация убедительного экономического обоснования внедрения технологии.