Zuurstof maakt goudwinning mogelijk: kernwaarde en toepassing van PSA-zuurstofgeneratoren in CIP/CIL-processen in goudmijnen

 

In het gehele proces van de exploitatie en raffinage van goudmijnen is de uitlogingsfase een cruciale schakel die bepalend is voor de mate waarin goud wordt teruggewonnen en de productie-efficiëntie. Koolstof-in-Pulp (CIP) en Koolstof-in-Leach (CIL)-processen zijn, als de huidige reguliere goudwinningstechnologieën, de eerste keuze geworden voor mondiale goudmijnbedrijven vanwege hun aanpassingsvermogen aan ertsen van verschillende kwaliteiten en hun hoge- efficiëntieterugwinningsmogelijkheden. Als onmisbare "reactiekatalysator" in deze twee processen hebben de stabiliteit en zuiverheid van de zuurstoftoevoer rechtstreeks invloed op de productievoordelen. Pressure Swing Adsorption (PSA)-zuurstofgeneratoren, met het unieke voordeel van zuurstofproductie op locatie, vervangen geleidelijk de traditionele methoden voor zuurstoftoevoer en worden een sleutelapparatuur voor het optimaliseren van CIP/CIL-processen.

 

Goudmijn CIP- en CIL-processen: de "kernmotor" van goudextractie

Zowel CIP- als CIL-processen zijn gebaseerd op het principe van cyanide-uitloging en realiseren goudterugwinning door goud-cyanidecomplexen te adsorberen met actieve kool. Hun procesontwerpen en toepassingsscenario's vertonen echter aanzienlijke verschillen en vormen samen een extractietechnologiesysteem dat de meeste soorten erts bestrijkt.

 

Procesaard en kernstroom

De kern van beide processen draait om vier belangrijke fasen: "uitloging-adsorptie-desorptie-herstel", en beide zijn afhankelijk van zuurstof om de efficiënte voortgang van cyanidereacties aan te sturen:

●Voorbereidende voorbereiding: Na het breken en malen wordt het erts verwerkt tot pulp met een deeltjesgrootte van -200 mesh (60%-70%). Onzuiverheden zoals houtsnippers worden verwijderd voordat de pulp het reactiesysteem binnengaat om te voorkomen dat onzuiverheden goud adsorberen of apparatuur blokkeren.

●Cyanide-uitloging: De pulp wordt gemengd met cyanide-oplossing. Onder invloed van zuurstof lost goud op en vormt oplosbare goud-cyanidecomplexen. In deze fase bepaalt zuurstof, als oxidatiemiddel, direct de reactiesnelheid.

●Actieve Kooladsorptie: Goud-cyanidecomplexen worden opgevangen door actieve kool en vormen goud-geladen koolstof, die vervolgens wordt gescheiden van de pulp via een koolstoffilter.

●Desorptie en herstel: De met goud-beladen koolstof wordt gedesorbeerd onder hoge- temperatuur en hoge- drukomstandigheden, en goudmodder wordt verkregen door elektrolyse, die uiteindelijk wordt gesmolten tot goudstaven. De goud-gestripte koolstof wordt gerecycled voor hergebruik.

 

Belangrijkste verschillen tussen CIP- en CIL-processen

Hoewel de kernprincipes vergelijkbaar zijn, hebben de twee processen een duidelijk onderscheid in stroomopstelling en toepassingsscenario's, die rechtstreeks van invloed zijn op het ontwerp van de zuurstoftoevoervereisten.

 

Vergelijkingsdimensie	CIP (koolstof-in-pulpproces)	CIL (koolstof-in-uitloogproces)
Procesfunctie	Uitloging en adsorptie worden in fasen uitgevoerd; de pulp voltooit eerst het uitlogen van cyanide voordat hij de adsorptietoren binnengaat.	Uitloging en adsorptie worden gelijktijdig uitgevoerd; actieve kool wordt rechtstreeks aan de uitloogtank toegevoegd om aan de reactie deel te nemen.
Geschikte ertsen	Meer geschikt voor ertsen van hoge-kwaliteit en flotatiegoudconcentraten; stelt hogere eisen aan ertsuniformiteit.	Geschikt voor ertsen van lage- kwaliteit en kleiachtige geoxideerde ertsen; kan omgaan met schommelingen in de ertskwaliteit.
Apparatuurconfiguratie	Vereist onafhankelijke uitloogtanks en adsorptietorens, met een groter aantal apparatuur.	Maakt gebruik van koolstofuitloogreactoren met continue reactie, met hogere apparatuurintegratie.
Bedrijfskosten	Lager verbruik van actieve kool, maar hogere initiële investeringen in apparatuur.	Relatief hoger koolstofverbruik, maar lagere initiële investeringen voor kleinschalige mijnen-.
Herstelefficiëntie	Uitstekende efficiëntie bij de verwerking van uniforme ertsen, met een stabiel terugwinningspercentage.	Bij continu gebruik kan het herstelpercentage meer dan 90% bedragen, met een groter aanpassingsvermogen.

 

Zuurstof: de "reactie-activator" voor CIP/CIL-processen

De essentie van de cyanide-uitloogreactie is het oxidatieve oplossingsproces van goud en cyanide met deelname van zuurstof. De chemische reactieformule laat duidelijk zien: 4Au + 8CN⁻ + O₂ + 2H₂O → 4[Au(CN)₂]⁻ + 4OH⁻. Zuurstof speelt in dit proces een onvervangbare drievoudige rol en bepaalt rechtstreeks de procesefficiëntie.

 

Versnel het reactieproces en verkort de productiecyclus

Gouddeeltjes in het erts kunnen alleen effectief reageren met cyanide en onder invloed van zuurstof complexen vormen. Wanneer de zuurstofconcentratie in de oplossing onvoldoende is, zal de reactiesnelheid aanzienlijk afnemen, wat leidt tot een langere uitloogtijd. De praktijk heeft uitgewezen dat het verhogen van het zuurstofgehalte de uitloogcyclus met meer dan 30% kan verkorten, vooral voor complexe ertsen die sulfiden bevatten.

Verbeter het goudterugwinningspercentage en verminder de verspilling van hulpbronnen

Voldoende zuurstof kan ervoor zorgen dat de gouddeeltjes in de pulp volledig oplossen en het residu van niet-gereageerd goud verminderen. Voor ertsen van lage- kwaliteit kan een stabiele zuurstoftoevoer het herstelpercentage van het CIL-proces verhogen van 85% naar meer dan 92%; voor vuurvaste ertsen die sulfiden bevatten, kan zuurstof ook de oxidatie van sulfiden bevorderen, de daarin gewikkelde gouddeeltjes vrijgeven en de uitloogefficiëntie verder verbeteren.

Optimaliseer het chemicaliënverbruik en beheers de productiekosten

Onvoldoende zuurstoftoevoer zal ervoor zorgen dat cyanide niet volledig aan de reactie deelneemt, waardoor een verhoogde chemische dosering nodig is om hetzelfde uitloogeffect te bereiken. Integendeel, een redelijke zuurstofconcentratie kan de benuttingsgraad van cyanide met 20%-30% verhogen, waardoor de verbruikskosten per eenheid van chemicaliën aanzienlijk worden verlaagd.
 

PSA-zuurstofgeneratoren: de "ideale oplossing voor zuurstoftoevoer" voor CIP/CIL-processen

In de zuurstoftoevoerpraktijk van CIP/CIL-processen kent de traditionele manier van transport en opslag van vloeibare zuurstof pijnpunten zoals hoge kosten, slechte veiligheid en onstabiele toevoer. PSA-zuurstofgeneratoren, met de unieke voordelen van drukwisseladsorptietechnologie, zijn echter de optimale keuze geworden voor goudmijnbedrijven. Hun kernwaarden komen tot uiting in de volgende dimensies:

 

Zuurstofproductie op locatie- om de leveringsstabiliteit te garanderen

PSA-zuurstofgeneratoren scheiden zuurstof rechtstreeks uit de lucht, waardoor er geen extern transport van vloeibare zuurstof nodig is. Dit kan het probleem van onderbreking van de zuurstoftoevoer in afgelegen mijngebieden als gevolg van lastig transport volledig oplossen. De apparatuur maakt gebruik van een volledig automatische bedrijfsmodus en kan het zuurstofproductievolume aanpassen aan de realtime behoeften van het CIP/CIL-proces, waardoor wordt verzekerd dat de zuurstofconcentratie in de pulp stabiel binnen het optimale bereik wordt gehouden (meestal 8-12 mg/l) en de impact van schommelingen in de zuurstoftoevoer op de uitloogefficiëntie wordt vermeden.

 

Nauwkeurige regeling om te voldoen aan de gedifferentieerde behoeften van het proces

Door zich te richten op de verschillende kenmerken van CIP- en CIL-processen, kunnen PSA-zuurstofgeneratoren zuurstoftoevoer op maat realiseren:

Voor het CIP-proces met gefaseerde werking kunnen meerdere groepen debietmeters worden gebruikt om het zuurstoftoevoervolume van de uitloogtank nauwkeurig te regelen, aangepast aan de reactiebehoeften van verschillende batches erts.

Voor de continue reactiekarakteristieken van het CIL-proces kan de apparatuur een stabiele, hoog{0}}zuivere zuurstofproductie handhaven (zuiverheid tot 90%-95%), waardoor de continue optimalisatie van de oxidatieomgeving in het gemengde systeem van actieve kool en pulp wordt gegarandeerd.

 

Verlaag de kosten en verhoog de efficiëntie om de volledige-levenscycluswinstgevendheid te bereiken

Vergeleken met vloeibare zuurstof hebben PSA-zuurstofgeneratoren aanzienlijke economische voordelen: zuurstofproductie op locatie elimineert de transport-, opslag- en verlieskosten van vloeibare zuurstof, waardoor de kosten voor het zuurstofverbruik met meer dan 30% worden verlaagd. Tegelijkertijd is het energieverbruik van de apparatuur alleen geconcentreerd in de koppelingen voor het onder druk zetten van de adsorptietoren en de werking van de ventilator, en is het zuurstofverbruik per eenheid veel lager dan dat van traditionele zuurstoftoevoermethoden. Belangrijker nog is dat een stabiele zuurstoftoevoer de gouduitlogingssnelheid met 15% tot 20% kan verhogen, wat direct wordt omgezet in aanzienlijke economische voordelen.

 

Veiligheid en milieubescherming om tegemoet te komen aan de groene ontwikkelingsbehoeften van mijnen

PSA-zuurstofgeneratoren vereisen geen opslag van vloeibare zuurstoftanks onder hoge-druk, waardoor potentiële veiligheidsrisico's zoals bevriezing bij lage- temperatuur en tankexplosie vanaf de bron worden geëlimineerd. Hun automatische bedieningsmodus vermindert ook het risico op menselijke bedieningsfouten. Wat de bescherming van het milieu betreft, stoot de apparatuur tijdens het gebruik geen rookgassen uit, en de geproduceerde zuurstof met hoge-zuiverheid kan ook worden gebruikt voor residuen en afvalwaterzuivering. Door giftige stoffen zoals cyanide te oxideren en af ​​te breken, vermindert het de kans op milieuvervuiling en voldoet het aan de groene transformatie-eisen van moderne mijnen.

 

Sterk aanpassingsvermogen om het hoofd te bieden aan complexe mijnomgevingen

Goudmijnen bevinden zich meestal in complexe omgevingen zoals grote hoogten en grote temperatuurverschillen. PSA-zuurstofgeneratoren kunnen worden aangepast en aangepast aan specifieke werkomstandigheden om een ​​stabiele werking te garanderen op hoogten boven 5.000 meter en bij temperaturen variërend van -20 graden tot 45 graden. De apparatuur heeft ook een bewakingsfunctie op afstand, waardoor bedienings- en onderhoudspersoneel belangrijke parameters, zoals het zuurstofproductievolume en de zuiverheid, in realtime kan begrijpen, fouten tijdig kan oplossen en de uitvaltijd kan verminderen.
 

Toepassingspraktijken en richtingen voor toekomstige upgrades

In praktische toepassingen zijn PSA-zuurstofgeneratoren standaarduitrusting geworden voor goudmijnen van verschillende schaalgroottes om CIP/CIL-processen te optimaliseren. In de CIL-productielijn van een grote goudmijn werd bijvoorbeeld, na het gebruik van PSA-zuurstofgeneratoren, de uitloogtijd verkort van de oorspronkelijke 24 uur naar 16 uur, en nam het goudwinningspercentage toe van 88% naar 95%; Tijdens het CIP-proces van een kleine goudmijn verminderde de apparatuur het cyanideverbruik met 25% en verlaagde de jaarlijkse bedrijfskosten met bijna een miljoen yuan.

In de toekomst, naarmate CIP/CIL-processen zich ontwikkelen richting intelligentie en hoge efficiëntie, zullen PSA-zuurstofgeneratoren ook technologische doorbraken bereiken: ten eerste, een diepgaande integratie met digitale mijncontrolesystemen om de gekoppelde aanpassing van de zuurstofconcentratie, de pulpstroom en de cyanidedosering te realiseren; ten tweede, verdere verbetering van de zuurstofzuiverheid en de energie-efficiëntie van apparatuur door het verbeteren van moleculaire zeefmaterialen; ten derde, de ontwikkeling van modulaire eenheden om te voldoen aan de flexibele uitbreidingsbehoeften van kleine en middelgrote- goudmijnen.
 

Conclusie

De efficiënte werking van CIP- en CIL-processen is onlosmakelijk verbonden met een stabiel en efficiënt zuurstoftoevoersysteem. Met het gemak van zuurstofproductie op locatie-, de precisie van parameterregeling en de zuinigheid van de volledige levenscyclus, voldoen PSA-zuurstofgeneratoren perfect aan de kernbehoeften van goudextractieprocessen. Voor goudmijnbedrijven is het kiezen van een geschikte PSA-zuurstofopwekkingsapparatuur niet alleen een technische upgrade om het productieproces te optimaliseren, maar ook een strategische keuze om de kosten te verlagen, de efficiëntie te verhogen en groene ontwikkeling te bereiken. Tegen de achtergrond van het streven van de goudmijnindustrie naar ontwikkeling van hoge-kwaliteit zullen PSA-zuurstofgeneratoren beslist een belangrijkere rol spelen in CIP/CIL-processen.