Цианидные фабрики по переработке золота — специализированное оборудование и технологические решения для цианидной обогатительной переработки золота

Цианидная выщелачивание является методом химического извлечения золота, обеспечивающим наивысший коэффициент извлечения и наиболее широко применяемым в обогащении золоторудных месторождений. Для рудных золоторудных месторождений, флотационных концентратов и некоторых труднообрабатываемых руд цианидный завод зачастую является ключевым звеном, определяющим окупаемость инвестиций в проект.Однако цианидный завод также является этапом с самыми высокими техническими требованиями и экологическими нормами: неправильный выбор технологической схемы приводит к низкому коэффициенту выщелачивания; ненадлежащая конфигурация оборудования — к высокому расходу цианидов и угля; несоответствие требованиям при переработке хвостов может в любой момент привести к остановке проекта.

В данной статье, посвящённой строительству цианидных фабрик на золотых рудниках, систематически рассмотрены вопросы выбора технологической схемы цианирования, комплектации основного оборудования, предварительной обработки труднообрабатываемых руд и утилизации хвостов в соответствии с нормативными требованиями, что позволит инвесторам в золотодобывающую отрасль получить профессиональное и практическое руководство по выбору оборудования и технологических решений для цианидной обогатительной фабрики.

I. Выбор технологической схемы: цианирование цельной руды или цианирование флотационного концентрата

Первым шагом при создании цианидной фабрики является не покупка выщелачивающих чанов, а определение объекта цианирования и технологической схемы. Существует две основные схемы:

1. Цианирование цельной руды (CIL/CIP). После дробления и измельчения сырой руды вся рудная суспензия напрямую поступает на цианидную выщелачивание. Подходит для руд, в которых золото преобладает в свободной форме, с простым пустотелым составом и без содержания мешающих элементов, таких как медь, мышьяк, сурьма и углерод, особенно для золоторудных месторождений кварцево-жильного типа с высокой степенью окисления.Преимуществами являются простота технологического процесса и высокая степень извлечения; недостатками — большая перерабатываемая мощность, в связи с чем выщелачивающие чаны, адсорбционные системы и установки по переработке хвостов должны быть рассчитаны на полный объем руды, а также относительно высокие инвестиции и расход химикатов.

2. Цианирование флотационного концентрата. Сначала с помощью флотации сульфиды, содержащие золото, обогащаются до концентрата; цианированию подвергается только концентрат, а флотационные хвосты обрабатываются отдельно. Подходит для руд, содержащих золото в сульфидах, а также для руд, в которых золото тесно связано с пиритом и арсенитом.Преимуществом является значительное сокращение объема цианирования: выщелачивающие ванны и адсорбционные системы имеют небольшие размеры, инвестиции низкие, а расход цианидов является сконцентрированным и контролируемым; недостатком является то, что коэффициент извлечения при флотации определяет верхний предел общего коэффициента извлечения, поэтому флотационная стадия должна быть правильно сконфигурирована.

Как выбрать? Необходимо учитывать форму нахождения золота. Если золото содержится в сульфидах (пирит, арсенит с золотом), основным методом является флотация, а концентрат направляется на плавку или цианирование;если золото преимущественно находится в свободной форме, пустая порода проста и не содержит мешающих элементов, то более целесообразно применять прямую цианирование всего рудного сырья (CIL/CIP). Труднообрабатываемые руды, содержащие мышьяк и углерод, требуют предварительной обработки перед цианированием, в противном случае коэффициент выщелачивания значительно снижается.

II. Как выбрать между CIL и CIP: одновременное выщелачивание и абсорбция или сначала выщелачивание, потом абсорбция

После определения технологии цианирования цельной руды необходимо выбрать между методами CIL (цианирование на угле) и CIP (цианирование в углевой суспензии).Принцип работы обоих методов одинаков: в щелочных условиях (pH 10–11) раствор цианидов растворяет золото в виде цианозолотых комплексов, после чего активированный уголь извлекает золото из раствора. Разница заключается в организации процессов выщелачивания и адсорбции.

CIL (метод выщелачивания с использованием активированного угля): выщелачивание и адсорбция одновременно, компактная технологическая схема. Выщелачивание и адсорбция на активированном угле происходят одновременно в одном выщелачивающем резервуаре; активированный уголь добавляется в последний резервуар, движется в противотоке и контактирует с рудной пустой в противоположном направлении. Преимущества: меньшее количество резервуаров, компактная технологическая схема, относительно низкие инвестиции; подходит для средних и крупных обогатительных фабрик.

CIP (метод угле-пульпа): сначала выщелачивание, затем адсорбция, более точное управление. Сначала завершается выщелачивание, затем рудная пульпа поступает в адсорбционную ванну, куда добавляется активированный уголь; выщелачивание и адсорбция происходят в отдельных ваннах, что обеспечивает более длительное время выщелачивания. Подходит для руд с быстрой скоростью выщелачивания, требующих поэтапного контроля, и широко используется на крупных обогатительных фабриках.

Логика выбора: если скорость выщелачивания руды высокая, требуется компактная схема и экономичность инвестиций, выбирают CIL; если скорость выщелачивания руды низкая или требуется точное управление временем выщелачивания, а объемы переработки большие, выбирают CIP.В случае предварительно обработанных трудноперерабатываемых руд, когда эффект «похищения золота» устранен, компактная схема CIL зачастую является более экономичной; если же свойства руды сложные, а кинетика выщелачивания медленная, более надежным выбором будет CIP. Конкретный выбор следует подтвердить с помощью выщелачивательных испытаний и сравнительных испытаний CIL/CIP.

III. Конфигурация основного оборудования: от выщелачивания до получения чистого золота

Цепочка основного оборудования цианидной фабрики по переработке золота, сгруппированная по технологическим этапам, выглядит следующим образом:

Участок дробления и измельчения (предварительная обработка): грубое дробление на щековой дробилке + средне-мелкое дробление на конусной дробилке, шаровая мельница (двухступенчатое измельчение: решетчатая + переливная) + спиральный классификатор/гидроциклон в замкнутом цикле.Степень измельчения определяет степень индивидуального отделения золота и является основой для коэффициента выщелачивания — если степень измельчения не соответствует требованиям, то сколько бы выщелачивающих чанов ни было установлено далее, это не принесет результата.

Участок сгущения и обезвоживания (перед выщелачиванием): сгуститель осуществляет обезвоживание и сгущение измельчённой рудной пульпы, регулируя концентрацию руды, подаваемой на выщелачивание. Слишком высокая концентрация пульпы негативно влияет на кинетику выщелачивания, а слишком низкая — увеличивает расход реагентов и нагрузку на выщелачивающие чаны.

Участок выщелачивания и адсорбции (основной): выщелачивающие чаны (с перемешиванием и аэрацией, несколько чанов, соединенных последовательно), система адсорбции на активированном угле, сепаратор угля, насыщенного золотом (угольный сепаратор/пневматический подъемник), углевытяжка.Интенсивность перемешивания и объем аэрации в выщелачивающих ваннах напрямую влияют на скорость выщелачивания; сито для отделения угля предотвращает утечку активированного угля вместе с пульпой, а устройство для извлечения угля поднимает и извлекает уголь, насыщенный золотом, из ванны — эти детали оборудования напрямую влияют на расход угля и коэффициент извлечения. Технологический процесс CIL также требует установки высокоэффективных ванн для выщелачивания угля с двумя рабочими колесами, что позволяет осуществлять одновременное выщелачивание и отсасывание.

Этап десорбции и электролиза: после кислотной промывки углерод с золотом поступает в установку десорбции и электролиза, где золото вымывается и электролизуется в золотой шлам. Установки десорбции и электролиза, работающие при нормальной температуре и давлении, подходят для обычной переработки, а установки, работающие при высоких температурах и давлениях, обеспечивают более высокую эффективность переработки и более полную десорбцию, что делает их подходящими для крупных рудников или руд, поддающихся десорбции с трудом.

Этап плавки: Золотой шлам плавится в печи для плавки золота с получением слитков золота соответствующего качества.

Участок вытеснения цинковым порошком (опционально): подходит для извлечения золота из драгоценных растворов, полученных методом кучного выщелачивания, а также из драгоценных растворов, промытых методом противоточного промывания (CCD); оснащён оборудованием для осветления и фильтрации, вакуумной деоксидационной колонной, устройством для добавления цинкового порошка, вытесняющей колонной/вытесняющим резервуаром и фильтром-прессом для золотошлама.Драгоценный раствор необходимо осветлить до содержания взвешенных веществ <10 ppm, а после деоксидации — до содержания растворенного кислорода <1 мг/л; степень вытеснения обычно составляет >99 %. Подходит для драгоценных растворов с высоким содержанием серебра или в случаях, когда адсорбция на активированном угле неэффективна.

Участок обработки хвостов: хвосты выщелачивания обезвоживаются с помощью сгустителя и фильтр-пресса, после чего осуществляется сухой сброс хвостов или их направление в хвостохранилище; цианистые хвосты подлежат обезвреживанию (например, методом щелочного хлорирования) до достижения требуемых показателей перед сбросом, а сточные воды возвращаются в цикл повторного использования.

IV. Предварительная обработка труднообрабатываемых руд: если коэффициент выщелачивания не повышается, не стоит сразу винить выщелачивающие чаны

Для трудноперерабатываемых золотоносных руд, содержащих мышьяк, углерод или мелкодисперсные частицы, коэффициент цианирования при стандартной технологии обычно составляет всего 20–50 %. При прямом поступлении таких руд на цианирующий завод реагенты полностью тратятся на неэффективные реакции, поэтому необходима предварительная обработка:

Руд, содержащих мышьяк: получение мышьяково-золотого концентрата путем флотации → применение запатентованных реагентов / обжиг / биологическое окисление / окисление под давлением → цианирование. Мышьяк заключает золото в составе арсенита и мышьяковистого пирита; если не разорвать эту оболочку, выщелачивающий раствор не сможет проникнуть внутрь.

Углесодержащие руды: флотация с подавлением углесодержащих веществ или предварительная обработка с помощью хлорирования/химического окисления для устранения эффекта «похищения» золота. Углесодержащие вещества могут повторно адсорбировать растворенные цианокомплексы золота обратно в твердую фазу; без пассивации углесодержащих веществ выщелоченное золото не удастся извлечь.

Мелкозернистые инклюзионные руды (тип Калин): тонкое измельчение → обогащение сульфидов методом флотации → предварительная обработка для разрушения инклюзий → извлечение методом цианирования. Обычное измельчение не позволяет выделить невидимое золото, поэтому необходима предварительная обработка.

Сурмачатые руды: предварительная обработка методом флотации или щелочного выщелачивания для устранения помех со стороны сурмины.

Выбор метода предварительной обработки зависит от содержания мышьяка, углерода и сурьмы, а также от их формы нахождения; необходимо провести сравнительные испытания по обогащению и точно рассчитать экономическую эффективность повышения коэффициента выщелачивания по сравнению с затратами на предварительную обработку.

V. Экология и безопасность цианидной фабрики: нельзя экономить на обработке хвостов

Соблюдение экологических норм на цианидном заводе является вопросом жизни и смерти проекта; уже на этапе проектирования необходимо включить в план переработку хвостов:

Детоксикация цианистых хвостов: с помощью таких методов, как щелочное хлорирование, цианиды в хвостах окисляются и разлагаются; после достижения требуемых показателей хвосты сбрасываются или повторно используются. Технология детоксикации должна проектироваться одновременно с процессом выщелачивания; её нельзя добавлять задним числом.

Сухой отвал хвостов: с помощью уплотнителя и фильтр-пресса хвосты прессоваются в сухие фильтрационные кеки, что обеспечивает высокий коэффициент рециркуляции воды и низкий экологический риск, что в настоящее время является основным выбором. Сухой отвал должен быть оборудован дном с гидроизоляцией, системой отвода воды и сбором фильтрата.

Рециркуляция воды: Осветлённая вода из хвостов выщелачивания и фильтрат повторно используются на этапах измельчения и промывки руды, что позволяет сократить потребление свежей воды и объём сбросов.

Мониторинг и меры на случай чрезвычайных ситуаций: необходимо организовать онлайн-мониторинг концентрации цианидов, pH и расхода, разработать план действий в чрезвычайных ситуациях, а также провести экологическую экспертизу и приемочные испытания в соответствии с местными экологическими требованиями.

VI. Поставка по схеме EPC и срок реализации проекта

При строительстве цианидных фабрик по переработке золота компания GoldProcessingPlant предоставляет услуги «под ключ» по модели EPC, координируя технологическое проектирование, изготовление оборудования, руководство монтажом, комплексную наладку и обучение персонала, а также неся ответственность за достижение конечных показателей при вводе в эксплуатацию.Четкие границы ответственности: GoldProcessingPlant отвечает за технологии, оборудование и наладку, а заказчик — за строительные работы, наем местных монтажников, подготовку площадки («три подключения и выравнивание») и оформление документов для соблюдения местных нормативных требований. Такое распределение обязанностей не только гарантирует ответственность за качество проекта, но и помогает заказчику значительно сократить затраты на рабочую силу.

Отсутствие принудительной привязки: можно заказать только испытания по обогащению руды и проверку технологического процесса, только расчетную стоимость технологического проектирования и подбора оборудования, только инженерные чертежи, только отдельное оборудование или комплект оборудования (ванны для выщелачивания, адсорбционные системы, оборудование для десорбции и электролиза и т. д.), а также только услуги инженера для наладки на месте.Расходы на предварительные испытания по обогащению руды и проектирование могут быть полностью зачтены в счет стоимости оборудования при последующем заключении контракта на поставку оборудования или EPC-контракта.

Что касается сроков реализации проекта, то для обычных проектов по добыче золота период от начала разработки технологического проекта до ввода в эксплуатацию составляет примерно 8–15 месяцев: разработка технологического проекта и подготовка предложения по выбору оборудования — 7–15 дней → разработка инженерных чертежей — 20–30 дней → изготовление оборудования — 60–120 дней → логистика — 30–60 дней → монтаж и наладка — 60–150 дней.Цианидный завод включает системы выщелачивания, адсорбции, десорбции и электролиза, поэтому срок его наладки относительно длительный, и необходимо предусмотреть достаточное время; для зарубежных проектов дополнительно предусматривается резерв времени на таможенное оформление и переходный период.

VII. Гарантированные показатели: обоснованные прогнозы с учётом характеристик руды

Коэффициент извлечения определяется природными характеристиками руды (размер частиц, сопряженность, условия залегания).GoldProcessingPlant не дает обещаний в виде оторванных от реальности абсолютных цифр, но может гарантировать следующее: благодаря тщательному проектированию технологического процесса мы разработаем технологическую схему, обеспечивающую максимально возможный коэффициент извлечения при данных условиях руды, а также будем стремиться к совершенству при выборе оборудования и управлении технологическим процессом. Стороны согласуют в контракте разумные критерии приемки, основанные на использовании руды из одного и того же источника и одинаковых условиях эксплуатации.На этапе ввода в эксплуатацию инженеры находятся на объекте, оптимизируя степень измельчения, схему применения реагентов и параметры выщелачивания до тех пор, пока не будет получено золото, соответствующее требованиям по качеству и содержанию, а также проводят теоретическое и практическое обучение команды заказчика, чтобы обеспечить возможность самостоятельной настройки схемы применения реагентов, степени измельчения и параметров выщелачивания.

Основная логика строительства цианидной фабрики по переработке золота заключается в следующем: сначала определяется технологическая схема в зависимости от характера залегания золота (цианирование цельного рудного сырья или цианирование флотационного концентрата), затем в соответствии с характеристиками выщелачивания выбирается метод CIL или CIP; руда, сложная в переработке, подвергается предварительной обработке перед выщелачиванием, а обезвреживание хвостов и их сухой сброс проектируются одновременно.Конфигурация оборудования ориентирована на три цели: коэффициент выщелачивания, расход угля и соблюдение экологических норм; только при наличии данных, подтверждающих эффективность каждого этапа, можно обеспечить стабильный коэффициент извлечения.