Kyslík umožňuje extrakciu zlata: základná hodnota a aplikácia generátorov kyslíka PSA v procesoch CIP/CIL v zlatej bani

 

V celom procese ťažby a rafinácie zlatých baní je fáza lúhovania základným článkom, ktorý určuje rýchlosť získavania zlata a efektivitu výroby. Procesy Carbon-in-Pulp (CIP) a Carbon{3}}in-Leach (CIL), ako súčasné hlavné technológie ťažby zlata, sa stali prvou voľbou pre globálne ťažobné spoločnosti zlata vďaka svojej prispôsobivosti rudám rôznej kvality a schopnostiam s vysokou-efektivitou obnovy. Ako nepostrádateľný "katalyzátor reakcie" v týchto dvoch procesoch stabilita a čistota dodávky kyslíka priamo ovplyvňujú výhody výroby. Kyslíkové generátory s adsorpciou tlakových výkyvov (PSA) s jedinečnou výhodou-výroby kyslíka na mieste postupne nahrádzajú tradičné metódy dodávania kyslíka a stávajú sa kľúčovým zariadením na optimalizáciu procesov CIP/CIL.

 

Procesy CIP a CIL v zlatej bani: „Základný motor“ ťažby zlata

Procesy CIP aj CIL sú založené na princípe kyanidového lúhovania a realizujú regeneráciu zlata adsorpciou -kyanidových komplexov zlata s aktívnym uhlím. Ich návrhy procesov a aplikačné scenáre sa však výrazne líšia a spoločne tvoria systém technológie ťažby pokrývajúci väčšinu typov rúd.

 

Povaha procesov a tok jadra

Jadro oboch procesov sa točí okolo štyroch kľúčových etáp: „lúhovanie-adsorpcia-desorpcia-obnovenie“ a oba sa spoliehajú na kyslík, ktorý riadi efektívny priebeh kyanidových reakcií:

●Predbežná príprava: Po triedení drvením a mletím sa ruda spracuje na buničinu s veľkosťou častíc -200 mesh (60 % - 70 %). Nečistoty, ako sú drevené štiepky, sa odstránia predtým, ako buničina vstúpi do reakčného systému, aby sa zabránilo nečistotám adsorbovať zlato alebo blokovať zariadenie.

●Kyanidové lúhovanie: Buničina sa zmieša s roztokom kyanidu. Pôsobením kyslíka sa zlato rozpúšťa a vytvára rozpustné zlato-kyanidové komplexy. V tomto štádiu kyslík ako oxidant priamo určuje rýchlosť reakcie.

●Adsorpcia aktívneho uhlia: Zlato-kyanidové komplexy sú zachytené aktívnym uhlím a vytvárajú zlatom-naplnený uhlík, ktorý sa potom oddeľuje od dužiny cez uhlíkovú zdvíhaciu sieť.

●Desorpcia a zotavenie: Zlatom-naplnený uhlík sa desorbuje za podmienok vysokej-teploty a vysokého-tlaku a zlaté bahno sa získava elektrolýzou, ktoré sa nakoniec roztaví na zlaté ingoty. Uhlík zbavený zlata- sa recykluje na opätovné použitie.

 

Kľúčové rozdiely medzi procesmi CIP a CIL

Aj keď sú základné princípy podobné, tieto dva procesy majú jasné rozdiely v usporiadaní toku a aplikačných scenároch, ktoré priamo ovplyvňujú návrh požiadaviek na dodávku kyslíka.

 

Porovnávacia dimenzia	CIP (uhlík-v{1}}procese buničiny)	CIL (uhlík-v-procese vylúhovania)
Funkcia procesu	Vylúhovanie a adsorpcia sa uskutočňujú v etapách; buničina najskôr dokončí lúhovanie kyanidu pred vstupom do adsorpčnej veže.	Lúhovanie a adsorpcia sa uskutočňujú súčasne; aktívne uhlie sa priamo pridáva do lúhovacej nádrže, aby sa zúčastnilo reakcie.
Vhodné rudy	Vhodnejšie pre-kvalitné rudy a koncentráty flotačného zlata; má vyššie požiadavky na rovnomernosť rudy.	Vhodné pre nízko{0}}kvalitné rudy a hlinité oxidované rudy; dokáže vyrovnať sa s výkyvmi v kvalite rudy.
Konfigurácia zariadenia	Vyžaduje nezávislé lúhovacie nádrže a adsorpčné veže s väčším počtom zariadení.	Používa kontinuálne reakčné reaktory na lúhovanie uhlíka s vyššou integráciou zariadení.
Prevádzkové náklady	Nižšia spotreba aktívneho uhlia, ale vyššia počiatočná investícia do zariadenia.	Relatívne vyššia spotreba uhlíka, ale nižšie počiatočné investície do malých-baní.
Účinnosť obnovy	Vynikajúca účinnosť pri spracovaní rovnomerných rúd so stabilnou rýchlosťou výťažnosti.	V režime nepretržitej prevádzky môže miera obnovy dosiahnuť viac ako 90% so silnejšou prispôsobivosťou.

 

Kyslík: „Aktivátor reakcie“ pre procesy CIP/CIL

Podstatou reakcie kyanidového lúhovania je oxidačný proces rozpúšťania zlata a kyanidu za účasti kyslíka. Jeho vzorec chemickej reakcie jasne ukazuje: 4Au + 8CN⁻ + O₂ + 2H₂O → 4[Au(CN)₂]⁻ + 4OH⁻. Kyslík zohráva v tomto procese nezastupiteľnú trojitú úlohu, ktorá priamo určuje efektivitu procesu.

 

Urýchlite reakčný proces a skráťte výrobný cyklus

Častice zlata v rude môžu účinne reagovať len s kyanidom za vzniku komplexov pôsobením kyslíka. Keď je koncentrácia kyslíka v roztoku nedostatočná, reakčná rýchlosť sa výrazne zníži, čo vedie k predĺženiu doby lúhovania. Prax ukázala, že zvýšený obsah kyslíka môže skrátiť cyklus lúhovania o viac ako 30 %, najmä pri zložitých rudách obsahujúcich sulfidy.

Zlepšite mieru obnovy zlata a znížte plytvanie zdrojmi

Dostatok kyslíka môže zabezpečiť úplné rozpustenie častíc zlata v buničine a znížiť zvyšky nezreagovaného zlata. V prípade rúd nízkej kvality môže stabilný prísun kyslíka zvýšiť mieru obnovy procesu CIL z 85 % na viac ako 92 %; pri žiaruvzdorných rudách obsahujúcich sulfidy môže kyslík podporovať aj oxidáciu sulfidov, uvoľňovať v nich obalené častice zlata a ďalej zlepšovať účinnosť lúhovania.

Optimalizujte spotrebu chemikálií a kontrolujte výrobné náklady

Nedostatočný prísun kyslíka spôsobí, že sa kyanid úplne nezúčastní reakcie, čo si vyžaduje zvýšené chemické dávkovanie na dosiahnutie rovnakého lúhovacieho účinku. Naopak, primeraná koncentrácia kyslíka môže zvýšiť mieru využitia kyanidu o 20 % až 30 %, čím sa výrazne znížia náklady na jednotkovú spotrebu chemikálií.
 

PSA generátory kyslíka: „Ideálne riešenie na dodávku kyslíka“ pre procesy CIP/CIL

V praxi dodávania kyslíka pri procesoch CIP/CIL má tradičný režim prepravy a skladovania kvapalného kyslíka problematické body, ako sú vysoké náklady, nízka bezpečnosť a nestabilná dodávka. Kyslíkové generátory PSA s jedinečnými výhodami technológie adsorpcie s výkyvmi tlaku sa však stali optimálnou voľbou pre podniky ťažby zlata. Ich základné hodnoty sa odrážajú v nasledujúcich dimenziách:

 

Produkcia kyslíka na-mieste na zabezpečenie stability dodávok

Generátory kyslíka PSA oddeľujú kyslík priamo zo vzduchu, čím sa eliminuje potreba externého transportu tekutého kyslíka. To môže úplne vyriešiť problém prerušenia dodávky kyslíka v odľahlých banských oblastiach v dôsledku nepohodlnej dopravy. Zariadenie využíva plne automatický prevádzkový režim a môže upravovať objem produkcie kyslíka podľa skutočných{2}} potrieb procesu CIP/CIL, čím sa zabezpečí stabilné udržiavanie koncentrácie kyslíka v buničine v optimálnom rozsahu (zvyčajne 8 – 12 mg/l) a zabráni sa vplyvu kolísania dodávky kyslíka na účinnosť lúhovania.

 

Presná regulácia zodpovedajúca diferencovaným potrebám procesu

Zameraním na rôzne charakteristiky procesov CIP a CIL môžu generátory kyslíka PSA dosiahnuť prispôsobenú dodávku kyslíka:

Pre proces CIP s fázovou prevádzkou je možné použiť viacero skupín prietokomerov na presné riadenie objemu prívodu kyslíka do lúhovacej nádrže, prispôsobenie sa reakčným potrebám rôznych dávok rúd.

Pre kontinuálne reakčné charakteristiky procesu CIL môže zariadenie udržiavať stabilný vysoko{0}}čistý výstup kyslíka (čistota až 90 % – 95 %), čím sa zabezpečuje nepretržitá optimalizácia oxidačného prostredia v zmiešanom systéme aktívneho uhlia a buničiny.

 

Znížte náklady a zvýšte efektivitu na dosiahnutie plnej-ziskovosti životného cyklu

V porovnaní s kvapalným kyslíkom majú generátory kyslíka PSA významné ekonomické výhody:-výroba kyslíka na mieste eliminuje náklady na prepravu, skladovanie a straty kvapalného kyslíka, čím sa znižujú náklady na používanie kyslíka o viac ako 30 %. Súčasne sa spotreba energie zariadenia sústreďuje iba na prepojenie tlakovania adsorpčnej veže a prevádzky ventilátora a spotreba energie kyslíka v jednotke je oveľa nižšia ako pri tradičných metódach dodávky kyslíka. Ešte dôležitejšie je, že stabilný prísun kyslíka môže zvýšiť rýchlosť lúhovania zlata o 15%-20%, čo sa priamo premieňa na významné ekonomické výhody.

 

Bezpečnosť a ochrana životného prostredia na splnenie ekologických rozvojových potrieb baní

Kyslíkové generátory PSA nevyžadujú skladovanie vysokotlakových nádrží s tekutým kyslíkom, čím sa eliminujú potenciálne bezpečnostné riziká, ako sú omrzliny pri nízkej teplote a výbuch nádrže zo zdroja. Ich automatický prevádzkový režim tiež znižuje riziko chýb ľudskej obsluhy. Z hľadiska ochrany životného prostredia nemá zariadenie počas prevádzky žiadne emisie odpadových plynov a vyrobený vysoko{4}}čistý kyslík je možné použiť aj na hlušinu a čistenie odpadových vôd. Oxidáciou a rozkladom toxických látok, ako je kyanid, znižuje potenciál znečistenia životného prostredia a spĺňa požiadavky moderných baní na zelenú transformáciu.

 

Silná adaptabilita na zvládnutie zložitých banských prostredí

Zlaté bane sa väčšinou nachádzajú v zložitých prostrediach, ako sú vysoké nadmorské výšky a veľké teplotné rozdiely. Kyslíkové generátory PSA je možné prispôsobiť a upraviť podľa konkrétnych pracovných podmienok, aby sa zabezpečila stabilná prevádzka vo výškach nad 5000 metrov a pri teplotách v rozsahu od -20 stupňov do 45 stupňov. Zariadenie má aj funkciu diaľkového monitorovania, ktorá umožňuje personálu prevádzky a údržby pochopiť kľúčové parametre, ako je objem výroby kyslíka a jeho čistota v reálnom čase, včasné odstraňovanie porúch a skrátenie prestojov.
 

Aplikačné postupy a budúce pokyny na inováciu

V praktických aplikáciách sa generátory kyslíka PSA stali štandardným vybavením zlatých baní rôznych veľkostí na optimalizáciu procesov CIP/CIL. Napríklad vo výrobnej linke CIL veľkej zlatej bane sa po prijatí kyslíkových generátorov PSA skrátil čas lúhovania z pôvodných 24 hodín na 16 hodín a miera výťažnosti zlata sa zvýšila z 88 % na 95 %; v procese CIP malej zlatej bane zariadenie znížilo spotrebu kyanidu o 25 % a znížilo ročné prevádzkové náklady o takmer jeden milión juanov.

V budúcnosti, keď sa procesy CIP/CIL zdokonalia smerom k inteligencii a vysokej účinnosti, kyslíkové generátory PSA dosiahnu technologické prelomy: po prvé, hĺbkovú integráciu s digitálnymi riadiacimi systémami bane, aby sa realizovalo prepojenie koncentrácie kyslíka, prietoku miazgy a dávkovania kyanidu; po druhé, ďalšie zlepšenie čistoty kyslíka a energetickej účinnosti zariadení prostredníctvom modernizácie materiálov molekulových sit; po tretie, vývoj modulárnych jednotiek na uspokojenie flexibilných potrieb malých a stredných{1}} zlatých baní.
 

Záver

Efektívna prevádzka procesov CIP a CIL je neoddeliteľná od stabilného a efektívneho systému zásobovania kyslíkom. Vďaka pohodliu výroby kyslíka na mieste-, presnosti regulácie parametrov a hospodárnosti celého životného cyklu, generátory kyslíka PSA dokonale spĺňajú základné potreby procesov ťažby zlata. Pre podniky ťažby zlata nie je výber vhodného zariadenia na výrobu kyslíka PSA len technickým vylepšením na optimalizáciu výrobného procesu, ale aj strategickou voľbou na zníženie nákladov, zvýšenie efektívnosti a dosiahnutie zeleného rozvoja. Na pozadí snahy ťažobného priemyslu o vysokokvalitný vývoj-budú generátory kyslíka PSA určite hrať kľúčovú úlohu v procesoch CIP/CIL.