Технология адсорбции цианированной углевой суспензии из цельного рудного сырья — высокоэффективный метод извлечения золота — продвижение профессиональных технологий обогащения руды
Технология цианирования и адсорбции углевой суспензии из цельного руды золотоносного горного породы — высокоэффективное решение по извлечению золота — продвижение профессиональных технологий обогащения руды
При извлечении золота из горных руд невозможно обойти один ключевой выбор: применять ли обогащение методом флотации или адсорбцию на активированном угле с использованием цианированной углевой суспензии из цельной руды? Флотация подходит для руд с золотом в сульфидах и мелкозернистым распределением, при этом золото обогащается в концентрате, а затем подвергается дальнейшей переработке;тогда как адсорбция на активированном угле после цианирования цельной руды (CIP/CIL) идет по другому пути — после измельчения сырой руды происходит непосредственное выщелачивание, а растворенное золото извлекается с помощью активированного угля; этот процесс отличается краткостью, меньшим количеством оборудования и прямым путем извлечения.
Эта технология широко применяется в сфере добычи золота из горных пород, однако «возможность применения» и «эффективное применение» — это две разные вещи. Низкий коэффициент выщелачивания, низкая эффективность адсорбции активированным углем, накопление угля, содержащего золото, и высокий расход реагентов — все это распространенные проблемы на производстве.В данной статье подробно рассмотрены условия применения адсорбции цианидной углевой суспензии из цельной руды, технологические параметры, конфигурация оборудования и схемы извлечения золота.
I. Сначала определите: подходит ли ваше роднорудное месторождение для цианирования цельной руды с последующей адсорбцией на угле
Предпосылкой для цианирования цельного рудного сырья является возможность «контакта» золота с цианидами и его растворения. Поэтому оценка пригодности сводится к трем основным факторам:
Во-первых, состояние нахождения золота.
Если золото преобладает в свободной или полусвободной форме и после измельчения может полностью диссоциировать и обнажиться, оно является идеальным объектом для цианирования цельной руды.Если же золото находится в виде мельчайших частиц, заключенных в кристаллическую решетку пирита или арсенита (тип «калин»), то даже при самом тонком измельчении оно не будет диссоциировать, и коэффициент прямого выщелачивания будет очень низким. В этом случае следует сначала обогатить золосодержащие сульфиды методом флотации, а затем провести предварительную обработку для разрушения кристаллической решетки перед цианированием.
Во-вторых, содержание мешающих элементов.
Мышьяк расходует цианиды и пассивирует поверхность зерен золота; углеродистые вещества «похищают» золото, повторно адсорбируя уже растворенные цианокомплексы золота; сурьма также мешает выщелачиванию; высокое содержание веществ, потребляющих цианиды, таких как сульфиды меди и железа, приводит к увеличению затрат на реагенты.Если содержание этих веществ слишком высокое, прямой цианирование цельного рудного сырья становится нерентабельным, и требуется предварительная обработка или переход на флотационный процесс.
В-третьих, экономичность измельчения.
Для цианирования цельной руды необходимо измельчить всю сырую руду до степени размыкания, при этом энергозатраты на измельчение являются одной из крупнейших статей затрат всего технологического процесса. Если золото вкраплено слишком мелко и для его размыкания требуется сверхтонкое измельчение, затраты на измельчение могут поглотить всю прибыль; в этом случае «обогащение небольшого количества концентрата методом флотации с последующим тонким измельчением» окажется более выгодным.
Вывод можно подтвердить только одним способом: провести испытания по цианированию цельной руды на репрезентативных образцах (включая сравнительные испытания CIL/CIP) и опираться на данные по коэффициенту выщелачивания. Запуск линии цианирования цельной руды без экспериментальных данных является самым большим риском при инвестировании в рудные золоторудные месторождения.
II. Как выбрать между CIP и CIL: различия между двумя технологиями адсорбции в угольной суспензии
После подтверждения возможности применения цианирования цельного рудного сырья необходимо выбрать между CIP и CIL. Обе технологии представляют собой «цианирование + адсорбция на активированном угле», разница заключается в последовательности операций:
CIL (метод углеродного выщелачивания)
Выщелачивание и адсорбция происходят одновременно — выщелачивание и адсорбция ведутся параллельно. Активированный уголь добавляется в последнюю секцию и движется в противотоке, контактируя с рудной суспензией в обратном направлении. Процесс компактен, требует меньшего количества секций и относительно небольших инвестиций, подходит для средних и крупных обогатительных фабрик и в настоящее время является более широко применяемой конфигурацией.
CIP (метод углевой суспензии)
Сначала завершается выщелачивание, а затем рудная суспензия поступает в адсорбционный резервуар с добавлением активированного угля. Время выщелачивания более продолжительное, а поэтапное управление выщелачиванием и адсорбцией осуществляется с большей точностью; подходит для руд с высокой скоростью выщелачивания, требующих поэтапного контроля, и широко используется на крупных обогатительных фабриках.
Выбор технологии: определяется на основе кинетических данных выщелачивательных испытаний — для руд с высокой скоростью выщелачивания метод CIL (выщелачивание с одновременной адсорбцией) обеспечивает высокую эффективность и экономичность процесса; для руд, требующих более длительного времени выщелачивания или точного поэтапного контроля, более подходит метод CIP. Окончательное решение принимается с учетом масштабов переработки и инвестиционного бюджета.
III. Технологические параметры: семь ключевых факторов, определяющих степень выщелачивания
1. Регулирование pH.
Выщелачивание проводится в щелочных условиях, pH обычно поддерживается на уровне 10–11 и регулируется с помощью извести или гидроксида натрия. При слишком низком pH цианиды легко улетучиваются, при слишком высоком — это влияет на скорость выщелачивания и расход извести. Добавление извести должно быть непрерывным и стабильным.
2. Степень измельчения.
Она определяет степень диссоциации золота и является основной переменной, влияющей на коэффициент извлечения золота из цельного шлама. При недостаточной степени измельчения инкапитурованное золото не выделяется, а чрезмерное измельчение увеличивает энергопотребление и степень превращения руды в шлам, что негативно сказывается на процессах сгущения и адсорбции. Степень измельчения определяется совместно на основе результатов испытаний по измельчению и выщелачиванию.
3. Концентрация и дозировка цианидов.
Слишком низкая концентрация замедляет выщелачивание, а слишком высокая приводит к растрате реагентов и увеличивает нагрузку на систему обезвреживания цианидов с точки зрения охраны окружающей среды. Необходимо динамически корректировать их в соответствии с характеристиками расхода цианидов рудой и точно контролировать с помощью соответствующей системы подачи реагентов.
4. Время выщелачивания и количество ступеней.
Последовательное соединение нескольких ванн обеспечивает необходимое время выщелачивания, а количество ступеней зависит от кинетики выщелачивания. Недостаточное время приводит к неполному растворению золота, а слишком большое количество ступеней — к нецелевому расходованию инвестиций. В процессе CIL обычно используется 4–6 ступеней, соединенных последовательно; конкретное количество определяется в ходе испытаний.
5. Концентрация активированного угля и управление углем, насыщенным золотом.
Концентрация угля влияет на степень адсорбции; уголь, насыщенный золотом, необходимо своевременно извлекать и десорбировать, чтобы избежать потери адсорбционной способности угля после его «насыщения». Производительность устройства для извлечения угля и объем электролита для десорбции должны соответствовать суточной производительности угля, насыщенного золотом — это наиболее распространенная проблема несогласованности оборудования на производстве.
6. Растворенный кислород.
Для цианидного выщелачивания требуется участие кислорода, поэтому выщелачивающие ванны должны аэрироваться. Недостаточная аэрация замедляет выщелачивание, а избыточная приводит к высокому энергопотреблению.
7. Огущение и обезвоживание.
После измельчения концентрацию рудной суспензии необходимо довести до уровня, требуемого для выщелачивания; обезвоживание в сгустителе является ключевым этапом; для руды с высоким содержанием глины требуется система добавления флокулянтов.
IV. Комплектация оборудования: от сырой руды до обогащённого золота
Линия по полной переработке руды методом цианирования и адсорбции на угле для золотосодержащих пород. Полная цепочка оборудования представлена ниже:
Участок дробления и измельчения:
Вибрационный питатель → щековая дробилка (грубое дробление) → конусная дробилка (среднее и мелкое дробление) → круговой вибрационный грохот → шаровая мельница (первая ступень решетчатая + вторая ступень переливная, или одноступенчатая конфигурация в зависимости от масштаба)→ спиральный классификатор/гидроциклон в замкнутом цикле. Соблюдается принцип «больше дробления, меньше измельчения», что позволяет увеличить производительность этапа дробления и снизить энергопотребление этапа измельчения.
Участок сгущения и обезвоживания:
Высокоэффективный сгуститель регулирует концентрацию шлама; при высоком содержании глины устанавливается система флокулянтов.
Стадия выщелачивания и адсорбции:
Выщелачивающие чаны (с перемешиванием и аэрацией, несколько чанов, соединенных последовательно; добавление цианида натрия и извести для регулирования pH) → высокоэффективный двухлопастной чан для выщелачивания углерода (CIL — одновременное выщелачивание и отсасывание) или адсорбционный чан(CIP) → углеотделительное сито (отделение угля, содержащего золото, от рудной суспензии; размер ячеек сита соответствует размерам частиц угля: при слишком больших ячейках происходит утечка угля, при слишком маленьких — забивание суспензией) → углеизвлекатель (воздушный подъемник извлекает уголь, содержащий золото) → система добавления активированного угля.
Этап десорбции и электролиза:
промывка кислотой (удаление примесей, таких как карбонат кальция и железо, предотвращение образования накипи) → оборудование для десорбции и электролиза (обычная обработка при комнатной температуре и нормальном давлении; десорбция при высокой температуре и высоком давлении обеспечивает более полное отделение и подходит для крупных рудников или руд, поддающихся десорбции с трудом) → электролизер → печь для плавки золота, из которой получают слитковое золото.
Участок переработки хвостов:
Уплотнитель хвостов → пластинчато-рамный фильтр-пресс (сухой сброс хвостов) → система децианирования и очистки сточных вод (соответствие экологическим нормам).
Вспомогательное оборудование:
насосы для шламовой суспензии, насосы для подъема угля, ленточные конвейеры, смесительные чаны, системы приготовления и добавления химикатов, электрооборудование с плавным пуском и стабилизацией напряжения (для зарубежных проектов может быть предусмотрена установка дизель-генераторной установки).
Три ключевых критерия при подборе оборудования:
Во-первых, комплексное решение лучше, чем сборка из отдельных компонентов. Количество ступеней выщелачивательных ванн, размеры ванн для выщелачивания угля, ширина ячеек углеотделительного сита, производительность углеотделителя, производительность электролизной установки для десорбции — эти пять параметров представляют собой систему взаимосвязанных уравнений.При комбинировании оборудования от разных производителей различия в соединениях и параметрах приводят к утечкам угля, засорам чанов и скоплению золотосодержащего угля при вводе в эксплуатацию. Только при контроле технологического проектирования и производства оборудования одной командой можно гарантировать согласованность «руда — технологический процесс — оборудование».
Во-вторых, оборудование должно изготавливаться с учётом характеристик руды, а не подбираться из имеющихся на складе запасов. Для руд с высоким содержанием кремния и высокой абразивностью проходные детали должны быть изготовлены из высокохромистого сплава или износостойкой резины; в условиях кислотной выщелачивающей среды следует использовать коррозионно-стойкую нержавеющую сталь или внутреннее покрытие; для работы в условиях сильных морозов, на больших высотах и при нестабильном электроснабжении необходимо выполнять нестандартную адаптацию.
В-третьих, одновременное проектирование сопутствующих экологических систем. Очистка сточных вод от цианирования, системы децианирования и сухой отвал хвостов должны планироваться еще на этапе разработки проекта; нельзя сначала построить завод, а потом дорабатывать экологические системы.
V. Эффективные схемы извлечения золота: в каких случаях следует применять комбинированный процесс
Если результаты испытаний проб руды показывают, что прямое цианирование цельного рудного сырья нерентабельно, следует перейти на комбинированный процесс:
высокая степень связывания золота и низкий коэффициент прямой выщелачиваемости:
Сначала путем флотации обогащают содержащие золото сульфиды до получения концентрата, затем проводят предварительную обработку концентрата (с использованием запатентованных реагентов, обжига, окисления под давлением или биологического окисления) для разрушения оболочки, после чего осуществляется цианирование. Преимущество флотации заключается в том, что она позволяет сократить объем исходной руды, требующей предварительной обработки, до небольшого количества концентрата, что снижает инвестиционные затраты и расходы на реагенты.
Заметные помехи со стороны мышьяка и углерода:
подавление углеродистых включений при флотации или отдельная флотация свинцово-мышьякового концентрата, а после предварительной обработки, устраняющей эффекты похищения золота и пассивации, — выщелачивание.
Совместное наличие крупнозернистого свободного золота и мелкозернистого инкапсулированного золота:
в контур измельчения включают центробежный сепаратор для досрочного извлечения крупнозернистого золота, с помощью флотации обогащают сульфиды, а после предварительной обработки концентрата проводят цианирование. Комбинированная технология «гравитационная сепарация + флотация + цианирование» позволяет «рано и в больших количествах» извлекать крупнозернистое золото, избегая его потерь в результате чрезмерного измельчения.
Выбор узлов комбинированной технологии (местоположение гравитационной сепарации в контуре измельчения, необходимость повторного измельчения и выщелачивания хвостов флотации) определяет общий коэффициент извлечения; экономическая целесообразность должна быть подтверждена экспериментально.
VI. Ориентировочные инвестиции и срок реализации проекта
Смета инвестиций: на примере комплекта основного оборудования CIP/CIL (в тыс. долл. США, без учета строительных работ, монтажа, логистики и вспомогательных материалов): при суточной производительности 100 т — около 350–500 тыс., 200 т — около 450–750 тыс.,300 тонн — около 600–900 тыс., 500 тонн — около 900–1 350 тыс., 1 000 тонн — около 1 500–1 900 тыс., 1 500 тонн — около 2 050–2 700 тыс.Нижняя граница диапазона соответствует стандартной конфигурации, обычным окисленным рудам и стандартным условиям эксплуатации; верхняя граница — нестандартным индивидуальным заказам, сложным рудам и более полным конфигурациям. Конкретное ценовое предложение определяется с учётом типа руды, технологической схемы и условий на объекте.
Срок реализации проекта: обычно 8–15 месяцев — технологическое проектирование и разработка технического решения 7–15 дней → инженерное проектирование 20–30 дней → изготовление оборудования 60–120 дней → логистика 30–60 дней → монтаж и пуско-наладка 60–150 дней,для зарубежных проектов дополнительно резервируется буферный период на таможенное оформление около 30 дней. Разумное чередование этапов позволяет сократить общий срок реализации проекта; предоставление репрезентативных образцов руды для запуска технологической проверки на раннем этапе является первым шагом к сокращению общего срока реализации проекта.
VII. Адсорбция цианированной углевой суспензии из цельной руды — это система, а не отдельное устройство
Технология адсорбции цианированной углевой суспензии из цельной руды на первый взгляд кажется простой: измельчение, выщелачивание, добавление угля, просеивание угля, десорбция и электролиз, плавка.Однако для достижения заданных показателей обогатительная фабрика полагается на системную согласованность таких параметров, как время выщелачивания, концентрация угля, угольные сита, углеотделители, мощность десорбционного электролиза, а также на слаженную работу триады «руда — технологический процесс — оборудование».
Правильная последовательность действий: отбор репрезентативных проб руды → анализ характеристик руды и испытания цианирования цельной руды (сравнение методов CIL/CIP)→ при подтверждении осуществимости проекта — определение параметров и подбор комплекта оборудования; в случае неосуществимости — переход на комбинированный технологический маршрут флотация + предварительная обработка + цианирование → выезд инженеров на объект для наладки до достижения добычи золота. Пропуск этапа испытаний и непосредственная закупка оборудования является самым большим риском при инвестировании в проекты по добыче золота из горных пород.
Если вы планируете построить обогатительную фабрику по цианированию цельного руды с адсорбцией в угольной суспензии для рудных золоторудников или у вашей существующей системы CIP/CIL наблюдаются такие проблемы, как низкий коэффициент выщелачивания, утечка угля и забивание каналов, скопление угля, содержащего золото, и недостаточная десорбционная способность, обращайтесь в GoldProcessingPlant для проведения испытаний проб руды и диагностики технологического процесса.