công nghệ thiết kế nhà máy vàng cil

Giả kim thuật hiện đại: Hướng dẫn toàn diện về CarboninLeach (CIL) Thiết kế và công nghệ nhà máy vàng

1. Bối cảnh ngành: Sự phát triển của khai thác vàng

Cuộc tìm kiếm vàng, một trong những kim loại được thèm muốn nhất của nhân loại, đã thúc đẩy sự đổi mới công nghệ trong nhiều thế kỷ. Từ việc sàng lọc thô sơ các trầm tích sa khoáng đến các quá trình hợp nhất thủy ngân trong quá khứ, các phương pháp đã phát triển đáng kể. Cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 chứng kiến ​​một cuộc cách mạng với sự ra đời của Lọc xyanua, cho phép phục hồi kinh tế vàng từ quặng cấp thấp mà trước đây không kinh tế.

Phương pháp ban đầu, bột giấy cacbonin (CIP), liên quan đến việc lọc vàng từ bùn quặng và xyanua, tiếp theo là đưa vào than hoạt tính để hấp thụ vàng hòa tan. Trong khi hiệu quả, một quy trình hiệu quả hơn đã được phát triển: Nước rỉ cacbonin (CIL).

Quá trình CIL nổi lên như một công nghệ vượt trội, đặc biệt đối với các loại quặng có chứa vật liệu khai thác trước—chất cacbon tự nhiên có thể hấp thụ sớm phức chất goldcyanide, giảm đáng kể tỷ lệ phục hồi. Bằng cách thêm than hoạt tính trực tiếp vào bể lọc, CIL cho phép sự hấp phụ xảy ra đồng thời với quá trình lọc, có hiệu quả "nhặt rác" vàng khi nó hòa tan và vượt trội hơn bất kỳ thành phần nào có sẵn. Hôm nay, CIL là quy trình tiêu chuẩn công nghiệp cho hầu hết các dự án mở rộng và mỏ vàng mới do tính bền vững của nó, hiệu quả, và chi phí vốn thấp hơn so với quy trình CIP hoặc MerrillCrowe truyền thống.

2. Cốt lõi của quá trình: Giải mã thiết kế nhà máy CIL

Nhà máy CIL là sự tích hợp phức tạp của các hoạt động đơn vị được thiết kế để biến đổi runofmine (rom) quặng thành thỏi vàng doré. Triết lý thiết kế tập trung vào việc tối đa hóa việc thu hồi vàng đồng thời giảm thiểu chi phí vận hành và tác động đến môi trường.

Các giai đoạn chính trong mạch CIL:

1. lễ rước lễ (Nghiền và mài):
Mục đích: Để giải phóng các hạt vàng khỏi đá chủ bằng cách giảm kích thước quặng.
Nghiền: Thông thường một hệ thống ba giai đoạn (Máy nghiền hàm → Máy nghiền côn → Máy nghiền côn) để giảm quặng ROM thành kích thước sỏi mịn (~1020 mm).
mài: Quặng nghiền được đưa vào máy nghiền bi hoặc máy nghiền SAG cùng với nước để tạo ra bùn. Kích thước xay mục tiêu (thường 80% đi qua 75 micron) rất quan trọng và được xác định bằng công việc thử nghiệm luyện kim để tối ưu hóa việc giải phóng vàng.

2. Lọc và hấp phụ (Trái tim của CIL):
Mục đích: Hòa tan vàng bằng dung dịch xyanua và hấp phụ ngay vào than hoạt tính.
Quá trình: Bùn đất chảy vào dãy bể khuấy trộn cơ học (6 ĐẾN 8 nối tiếp). Thuốc thử chính được thêm vào:
Chanh xanh (CaO): Được bổ sung sớm vào chu trình để duy trì độ pH cao (~10.511.0), ngăn chặn sự hình thành khí hydro xyanua chết người (HN) và tối ưu hóa động học lọc.
Natri xyanua (NaCN): Chất kết dính tạo thành phức hợp goldcyanide hòa tan (Au(CN)2⁻).
than hoạt tính: Carbon từ gáo dừa liên tục được thêm vào bể cuối cùng trong chuỗi và di chuyển ngược dòng với dòng bùn bằng cách sử dụng màn chắn giữa các giai đoạn (VÍ DỤ., Màn hình Derrick). Điều này đảm bảo rằng "đói nhất" cacbon (tươi hoặc tái sinh) đáp ứng "gầy nhất" Giải pháp, tối đa hóa hiệu quả thu hồi.

3. Xử lý và rửa giải cacbon:
Mục đích: Tách vàng khỏi carbon đã nạp và tái tạo carbon để tái sử dụng.
Tước carbon đã tải: Carbon nạp vàng từ bể hấp phụ thứ nhất được chuyển sang cột rửa giải. Một cái nóng (~110130°C), dung dịch xút và xyanua có độ pH cao (quy trình Zadra hoặc AARL) tách vàng ra khỏi carbon.
Tái sinh cacbon: Cacbon bị tước bỏ được tái sinh nhiệt trong lò quay (~700°C) trong môi trường hơi nước để đốt cháy các chất bẩn hữu cơ và khôi phục hoạt động hấp phụ của nó trước khi đưa trở lại mạch CIL.

4. Điện và luyện kim:
Mục đích: Để thu hồi vàng kim loại từ dung dịch rửa giải mang thai.
Trúng điện: Dịch rửa giải giàu được bơm qua các tế bào điện phân có chứa cực âm len thép. Dòng điện chạy qua dung dịch, gây ra vàng kim loại (và bạc) để lắng đọng trên len thép.
luyện kim: Cực âm len thép được trộn với chất trợ dung (VÍ DỤ., hàn the, silic) và nấu chảy trong lò ở nhiệt độ ~1200°C. Quá trình này tách tạp chất thành lớp xỉ, để lại một thanh doré nóng chảy có độ tinh khiết ~90%, được đúc thành khuôn để vận chuyển đến nhà máy lọc dầu.

5. Xử lý chất thải:
Bùn đã qua xử lý thoát ra khỏi bể CIL cuối cùng được gọi là chất thải. Nó phải được xử lý để tiêu hủy xyanua còn sót lại (sử dụng INCO SO₂/Air hoặc hydrogen peroxide) trước khi được bơm đến Cơ sở lưu trữ chất thải an toàn (TSF).

3. động lực thị trường & Phạm vi ứng dụng

Công nghệ CIL thống trị thị trường chế biến vàng toàn cầu nhờ tính linh hoạt của nó.

Trình điều khiển thị trường: Giá vàng cao khiến tiền gửi cấp thấp trở nên tiết kiệm hơn, thúc đẩy nhu cầu về các công nghệ tiết kiệm chi phí như CIL. Khả năng mở rộng của nó làm cho nó phù hợp cho cả hoạt động khai thác quy mô lớn (>5 Mtpa) và các thiết lập thủ công nhỏ hơn.
Phạm vi ứng dụng:
Quặng xay xát miễn phí: Lý tưởng cho các loại quặng nơi xyanua có thể dễ dàng tiếp cận và hòa tan vàng tự nhiên.
PregCướp quặng: Như đã đề cập, đây là lợi thế chính của CIL so với CIP.
Quặng chuyển tiếp/Quặng bị oxy hóa: Xử lý tốt sự thay đổi.
Nó ít hiệu quả hơn đối với quặng chịu lửa, nơi vàng bị khóa bên trong khoáng chất sunfua; những thứ này đòi hỏi phải xử lý trước như oxy hóa áp suất hoặc oxy hóa sinh học trước khi đưa vào mạch CIL.

4. Triển vọng tương lai & Tiến bộ công nghệ

Tương lai của thiết kế nhà máy CIL tập trung vào hiệu quả, Tính bền vững, và số hóa:

1. Tăng cường quy trình & Tối ưu hóa:
Kiểm soát quy trình nâng cao bằng thuật toán AI và máy học để tự động điều chỉnh liều lượng thuốc thử dựa trên dữ liệu cảm biến thời gian thực.
Sử dụng bể tiền điều hòa cường độ cao ("nước rỉ rác") sử dụng quá trình phun oxy trước CIL có thể tăng cường đáng kể động học của quá trình lọc.

2. Tính bền vững & Quản lý môi trường:
Phát triển các chất xúc tác không chứa xyanua như thiosulfate hoặc glycine để sử dụng trong các loại cặn cụ thể nơi việc sử dụng xyanua gặp khó khăn.
"Ngăn xếp khô" công nghệ chất thải đang trở nên phổ biến hơn vì chúng làm giảm lượng nước tiêu thụ và loại bỏ các rủi ro hư hỏng TSF thảm khốc liên quan đến các đập chứa chất thải ướt.
Mạch tái chế nước được cải thiện trong nhà máy giảm thiểu lượng nước ngọt nạp vào.

3. Đổi mới thiết bị:
Màn hình liên tầng dạng tấm dọc hiệu quả hơn để chuyển carbon với tỷ lệ che mắt màn hình thấp hơn.
Thiết bị tiên tiến như máy phân tích xyanua trực tuyến kết hợp với van điều khiển tự động đảm bảo mức tiêu thụ thuốc thử tối ưu.

5.Câu hỏi thường gặp (Câu hỏi thường gặp)

Q1: Sự khác biệt cơ bản giữa CIP và CIL?
A1: trong CIP, quá trình lọc được hoàn thành đầu tiên trong các bể chuyên dụng; sự hấp phụ vào carbon xảy ra sau đó trong các bể riêng biệt ("Lọc rồi hấp phụ"). trong CIL, quá trình lọc và hấp phụ xảy ra đồng thời trong cùng một dãy bể ("nước rỉ ra & Hấp phụ đồng thời").

Q2: Tại sao nên sử dụng than hoạt tính? Tại sao không chỉ lọc kim loại hòa tan?
A2: Than hoạt tính có diện tích bề mặt rất lớn trên mỗi gam (>1000 m2/g), cho phép nó hấp thụ có chọn lọc lượng vết (<10 trang/phút) từ khối lượng lớn một cách hiệu quả—điều mà quá trình lọc không thể đạt được về mặt kinh tế ở quy mô này

Q3 Xyanua có an toàn không? Bạn quản lý rủi ro liên quan đến việc sử dụng nó như thế nào?
A3 Khi được xử lý đúng cách ở mức độ pH cao (>10), natri xyanua tạo thành các phức hợp ổn định giúp quản lý rủi ro thông qua các quy trình nghiêm ngặt bao gồm hệ thống giám sát thời gian thực , khu vực ngăn chặn thứ cấp xung quanh cơ sở lưu trữ ,và kế hoạch ứng phó khẩn cấp toàn diện

Q4 Yếu tố nào quyết định số giai đoạn cần thiết trong thiết kế hoạt động cụ thể của tôi ?
A4 Các giai đoạn số phụ thuộc chủ yếu vào các đặc tính luyện kim như : lớp trưởng ,Tiềm năng dự đoán ,Động lực học của quá trình lọc. Thông thường, sáu tám giai đoạn cung cấp đủ thời gian cư trú để đảm bảo phục hồi kinh tế tối đa

Ví dụ nghiên cứu trường hợp kỹ thuật

Tên dự án : Dự án mở rộng phía Bắc Ahafi
vị trí : Ghana
Năm vận hành : 2022
Loại quặng : Oxit sunfua chuyển tiếp có xu hướng ăn mòn vừa phải

Thử thách
Mạch CIP hiện tại đã trải qua những tổn thất đáng kể do sự hiện diện của vật liệu cacbon tự nhiên. Cơ sở xử lý yêu cầu tiền gửi mới có khả năng xử lý thức ăn thay đổi trong khi vẫn duy trì >92% tỷ lệ phục hồi tổng thể

Giải pháp đã thực hiện
Nhà máy Greenfield độc lập mới được thiết kế dựa trên cấu hình bảy giai đoạn mạnh mẽ bao gồm :

• Nghiền sơ cấp theo mạch nghiền SAG Máy nghiền bi đạt được mục tiêu nghiền P80=106µm
• Bảy chất làm đặc được khuấy trộn cơ học dưới dòng duy trì mật độ ~ 45% chất rắn
• Chuyển động carbon tải ngược dòng sử dụng màn hình liên tầng Derrick giảm thiểu tổn thất tiêu hao
• Cơ sở rửa giải tích hợp sử dụng hệ thống Zadra điều áp kết hợp với lò tái sinh nhiệt rửa axit

Kết quả đạt được
Nhà máy liên tục đạt được công suất thiết kế trong sáu tháng đầu vận hành Tỷ lệ thu hồi cuối cùng ổn định ở mức xấp xỉ 93%., vượt quá ước tính nghiên cứu khả thi ban đầu bằng cách khắc phục hiệu ứng pregrobbing thông qua cơ chế hấp phụ đồng thời vốn có của dòng chảy được thiết kế đặc biệt từ đó xác nhận lựa chọn ban đầu so với các phương án thay thế được xem xét trong giai đoạn lập kế hoạch

Tóm lại,CarboninLeach vẫn là nền tảng cho hoạt động khai thác thủy luyện kim hiện đại. Sự phát triển liên tục của nó thông qua việc tích hợp các biện pháp kiểm soát tiên tiến, các biện pháp bền vững đảm bảo sẽ vẫn là lực lượng thống trị ngành công nghiệp toàn cầu trong tương lai gần, cho phép chuyển đổi an toàn, hiệu quả, sinh lời, tài nguyên khoáng sản quý giá trị xã hội