Sådan fungerer en CIL- eller CIP-udvaskningstank: Seks dele, der bestemmer guldgenvinding

Inde i en CIL-udvaskningstank: De seks dele, der bestemmer kulstof-guldkontakt

En kulstof-i-udvaskningstank er ikke en omrørt gryde med kulstof kastet ind i den. Det er en forbløffet, beluftet, langsomt drejende reaktor, hvor tre begivenheder skal ske i den samme kubikmeter pulp på samme tid: cyanid opløser guld fra malmoverfladen, opløst ilt holder opløsningen i bevægelse, og aktivt kul adsorberer guld-cyanid-komplekset hurtigt nok til at slå de gangmineraler, der ellers ville stjæle det. Hver mekanisk detalje inde i skallen eksisterer for at holde disse tre begivenheder sammen, og hver enkelt af dem kan være årsagen til, at en plante misser sit genopretningsmål.

Den praktiske konsekvens er enkel: En CIL-tank er dimensioneret efter kemi, men den fejler af mekanik. Når et anlæg rapporterer, at kulstof "ikke optager guld", er grundårsagen oftere en bundfældningszone, en blændet skærm, en bøjet aksel eller en luftledning, der stille og roligt er blokeret, end en fejl i malmen eller reagensdoseringen.

Hvordan pulp rejser gennem et CIL-tanktog

Pulp kommer ind i den første tank, kaskaderer ved hjælp af tyngdekraften gennem vaskeriet til den anden og fortsætter gennem seks til tolv tanke i serie. Total fastholdelse i et CIL-kredsløb lander normalt mellem 20 og 30 timer, hvilket svarer til omkring 3 til 5 timer pr. tank. Kaskaden fungerer, fordi tankene sidder på et trappefundament med 300 til 500 mm frit fald mellem etaperne; få det fald for lille og massen bakkes op, få det for stort og du lufter vaskeriet i stedet for tanken.

Guldtenor i opløsning falder stejlt langs toget, og formen på det fald fortæller dig, om kredsløbet er sundt. En normal profil ser således ud:

Hvis tank 4 stadig bærer 3 mg/L, mens tank 6 bærer 2,5 mg/L, arbejder bagenden på toget ikke, og kredsløbet kortslutter. Det mønster er næsten altid mekanisk: grove faste stoffer, der går uden om en skærm, en død zone under en dårligt placeret spreder, eller kulstof, der er holdt op med at bevæge sig mellem stadier.

Kulstof løber den anden vej. Frisk eller regenereret kulstof tilsættes den sidste tank, luftbroer eller overførsler flytter den et trin opstrøms hver 12. til 24. time, og fyldt kulstof vaskes ud af den første tank ved 2.000 til 7.000 g/t, før det går til eluering. Fordi kulstof og pulp bevæger sig i modsatte retninger, møder kulstoffet altid den rigeste løsning i tanken, hvor guldtenor er højest, og den friskudvaskede pulp møder det reneste kulstof i den sidste tank. Det modstrømsarrangement er det, der lader et veldrevet kredsløb skubbe genvindingen forbi 92 til 95 procent på fritformalende oxidmalm.

Kulstofbeholdning betyder lige så meget som kulstofkvalitet. Ved typiske 10 til 25 g/L pulp rummer en arbejdsvolumen på 100 m³ 1 til 2,5 tons kulstof pr. trin, så et tog med seks tanker transporterer 8 til 15 tons. At tabe et halvt ton om måneden på grund af skærmfejl og pumpeskader er en femcifret årlig omkostning, som aldrig fremgår af en genopretningsrapport.

CIP og CIL: The Same Tank Shell, a Different Job

I et CIP-kredsløb er udvaskningen afsluttet, før kulstoffet ankommer. Fire til otte udvaskningstanke med cyanid og luft klarer opløsningen, og adsorptionstankene, der følger efter, rummer kulstof og intet andet. I et CIL-kredsløb sidder kulstoffet i selve udvaskningstankene, så opløsning og adsorption konkurrerer om de samme guldioner i samme beholder. Den enkelte forskel driver næsten hver efterfølgende designbeslutning, fra tanktælling til kulstofforbrug.

Sammenligningen handler ikke om, hvilken proces der er bedst i det abstrakte. Det handler om, hvor hurtigt din malm frigiver guld, og hvor aggressivt din gangue forsøger at tage det tilbage. En malm, der udvaskes på fire timer, vinder kun lidt fra CIL og betaler for det i kulstofslidning; en malm, der har brug for tredive timer, eller en malm, der indeholder kulstofholdigt materiale, der adsorberer guld fra opløsning, vil miste flere procentpoint af genvinding i et CIP-kredsløb, uanset hvor godt adsorptionssektionen betjenes.

Blanding, luft og ilt: De tre input, der bestemmer genopretning

Agitation skal suspendere, ikke bare røre

Det klassiske mål er den netop suspenderede hastighed, pumpehjulets omdrejningstal, hvor ingen partikler forbliver ubevægelige på bunden i mere end et til to sekunder. Løb nedenunder det, og grove faste stoffer bygger en seng i keglen, og tag guld og kulstof med sig. Løb langt over det, og du køber intet andet end akseltræthed, højere effekttræk og mere kulstofslid mod pumpehjulet og ledepladerne. I praksis sidder de fleste CIL-tanke på 1,1 til 1,3 gange den netop suspenderede hastighed, som lander på 1 til 3 kW pr. m³ for typisk 40 procent fast pulp.

Luft er et reagens med en flowmåler

Cyanidudvaskning forbruger ilt, og cyanid i sig selv oxideres til cyanat, hvis forholdene glider. Opløst ilt målt ved tankens udløb bør forblive over 5 mg/L, og de fleste velkørende kredsløb er målrettet 6 til 8 mg/L. Under 4 mg/L falder udvaskningskinetikken kraftigt, og kulstoffet venter simpelthen på guld, der ikke bliver frigivet. Luftindblæsning fjerner også hydrogencyanid, hvis pH får lov til at falde, så pH-kontrol ved 10 til 11 med kalk og tilstrækkelig ilt styres sammen, aldrig hver for sig.

Baffler og sprederposition bestemmer strømningsmønsteret

En spreder, der sidder direkte under pumpehjulet, giver god gasspredning, men dårlig top-til-bund omsætning. En spreder placeret inde i et trækrør giver stærk cirkulation, men risikerer gaslåsning, hvis luftmængden bliver for høj. Det pålidelige arrangement for en kultank er et centralt trækrør med sprederen indeni, fire ledeplader på væggen og en frigang mellem pumpehjul og bund på 0,3 til 0,5 gange pumpehjulets diameter.

Dimensionering af tanken: Massetæthed, retentionstid og arbejdsvolumen

Næsten hver størrelsesfejl i et udvaskningskredsløb kan føres tilbage til at blande gyllevolumen med tørstoftonnage. Arbejd tallene i denne rækkefølge, og tankdimensionerne falder ud med lidt plads til argumenter.

1. Tag tørstoftilførslen, for eksempel 500 t/d.
2. Divider med tørstoffraktionen efter vægt, for eksempel 40 procent, hvilket giver 1.250 t/d gylle.
3. Divider med gyllevægtfylde, typisk 1,40 til 1,50 ved den densitet, hvilket giver omkring 860 m³/d pulp.
4. Gang med den nødvendige retentionstid, for eksempel 24 timer, hvilket giver 860 m³ arbejdsvolumen.
5. Divider med antallet af trin, for eksempel otte, hvilket giver ca. 108 m³ pr. tank.
6. Tilføj 10 til 15 procent fribord over pulpniveauet og keglevolumenet under det.

Ved et højde-til-diameter-forhold på 1,2 svarer de 108 m³ arbejdsvolumen til en tank på ca. 4,8 m i diameter med en 5,8 m lige side. Skub den samme afgift til 50 procent tørstof, og gyllevolumenet falder med cirka en femtedel, hvilket ligner en besparelse, indtil du opdager, at omrøreren nu har brug for mærkbart mere drejningsmoment, og kulstoffet kæmper for at forblive spredt i den tungere pulp.

To tommelfingerregler holder ingeniører ude af problemer. For det første, design aldrig den sidste fase til mindre end tre timers retention; den sidste tank bærer den laveste guldtenor og har brug for tid til at nå haleværdien. For det andet, hold forholdet mellem tankdiameter og pumpehjulsdiameter mellem 2,5 og 3,5. Uden for dette bånd er enten pumpehjulet for lille til at flytte hele volumen, eller også er tanken for smal til at udvikle en stabil cirkulationssløjfe.

Kulstofstyring inde i tanken

Aktivt kul er det dyreste forbrugsstof i kredsløbet og det nemmeste at beskadige. Standardkvaliteten for guldgenvinding er kokosnøddeskalkulstof ved 6×12 mesh, hårdt nok til at overleve tusindvis af overførselscyklusser og hurtigt nok i kinetik til at blive indlæst på få timer. Koncentrationen i pulpen ligger normalt mellem 10 og 25 g/L. Højere koncentrationer forkorter ladningstiden, men øger slid, screeningsbelastning og mængden af ​​kulstof, der cirkulerer gennem eluering.

Indlæsning langs toget følger samme modstrømslogik som guldtenor, men omvendt:

Tre driftsvaner beskytter den profil. Forskyd kulstof ofte nok til, at intet enkelt trin bliver bedt om at belaste mere end omkring 1.500 g/t pr. cyklus. Hold mellemtrinsskærmene rene nok til, at den beregnede kulstofkoncentration i hver tank faktisk er den koncentration, du måler. Og vask kulstof med syre før eluering, når der er kalk eller skæl, fordi en karbonatskorpe på overfladen blokerer porerne langt mere effektivt, end guldkomplekset nogensinde fylder dem. Regenerering ved 650 til 750 °C i en roterovn genopretter det meste af aktiviteten, og planter, der sporer aktiviteten som et tal frem for en følelse, holder normalt kulstof i drift i flere år, før det udskiftes.

Driftsparameterreference for CIL- og CIP-tanke

Fejlfinding: Otte fejl set i rigtige udvaskningstanke

• Slibning i keglen. Grove faste stoffer sætter sig, fordi spidshastigheden faldt efter en trimning af pumpehjulet, eller fordi sprederen blokerede og dræbte luftløftet. Kontroller strømforbruget i forhold til idriftsættelsesbasislinjen, før du rører ved malmblandingen.
• Kulstof ved overløbet. Enten har retentionssigten et hul, pulpniveauet løber over sigtens top, eller flowhastigheden har overskredet sigtekapaciteten. Skærmblænden er ikke problemet i de fleste tilfælde; pulpniveauet er.
• Kortslutning. Pulp bevæger sig fra indløb til udløb hurtigere end designtilbageholdelsen, fordi ledeplader mangler, eller indløbet og udløbet er for tæt på. En sporstoftest afgør argumentet om en eftermiddag.
• Kulstofbegroning. Lastekapaciteten falder, selvom der tilføres frisk kulstof. Calciumcarbonat, gips og olie fra møllekredsløbet blokerer alle porerne; syrevask og strammere oliekontrol løser det.
• Iltsult i bunden. Sparger huller prop med skala, fordi luften ikke er tørret eller ringen sidder i en langsom flow zone. Opløst ilt logget pr. fase afslører dette længe før restitutionen falder.
• Overskydende finstoffer i kulstof. Slidningen stiger, når spidshastigheden overstiger 5 m/s, når kulstof overføres gennem centrifugalpumper i stedet for luftlifte, eller når kulstoffet simpelthen er for blødt til opgaven.
• Skærmblænding. Træflis, fiber og groft glimmer fastgør åbningerne. Vask af skærme med lavtryksvandslange under hver fremrykning koster minutter og sparer scenen.
• Vibration og akselfejl. Normalt en ophobning af faste stoffer på en skovlhjulsvinge efter en nedlukning, eller et kritisk hastighedsslag under opstart. Spærring af akslen og kontrol af udløb ved hver ombygning forhindrer det meste.

To af disse fortjener særlig omtale for guldkredsløb. Ved præg-røver malm, er halvdelen af ​​kampen at få kulstof i kontakt med opløst guld, før det kulstofholdige stof gør det, så den første tanks blandingsintensitet og kulstofkoncentration betyder mere end noget andet nedstrøms. I Salomonøernes koncentratorrenovering og udvidelse, der fulgte guldgenvindingsopgraderingsruten, blev retentionstiden og tankkonfigurationen omarbejdet i stedet for blot at skalere, fordi tilføjelse af tankvolumen til et kredsløb, der kortslutter, multiplicerer omkostningerne uden at multiplicere indvindingen.

Materialer og mekaniske detaljer, der forårsager nedetid

Den våde side af en udvaskningstank lever i varm, alkalisk, slibende, kloridholdig papirmasse, og den kombination eliminerer de fleste genveje. Kulstofstålskaller med 3 til 6 mm gummibeklædning eller et korrekt påført epoxysystem håndterer de fleste guldkredsløb. Hvor kloridindholdet er højt, eller malmen behandles med syrevask, bliver 304 eller 316L rustfrit den billigere løsning over en 10-årig horisont, selvom den første faktura er højere.

Løbehjulet er den komponent, der bestemmer vedligeholdelsesomkostningerne. Støbegods med høj krom holder godt i slibende papirmasse, gummibelagt stål absorberer stød fra trampmateriale, og 316L passer til aggressiv kemi. Akslen har brug for en gummi- eller HDPE-manchet ved pulplinjen, fordi det er her korrosionstræthed starter, og hvor de fleste akselfejl begynder. Gearkasser er normalt dimensioneret til startmomentet med en fuld tank af faste stoffer; en gearkasse valgt på køremoment alene er en gearkasse, der venter på at svigte ved den første strømafbrydelse.

Detaljer, der ser mindre ud på en tegning, har betydning i feltet. En drænventil, der er stor nok til at tømme tanken på et skift, en adgangsmanchet over pulplinjen, løfteøjer, der er klassificeret til pumpehjulskonstruktionen, og et vaskeanlæg med et aftageligt dæksel, så en blokeret skærm kan nås uden stillads, falder alle ind under denne kategori. Planter, der køber til prisen alene, opdager normalt disse detaljer under den første uplanlagte nedlukning.

Hvad skal du angive, når du bestiller en udvasknings- eller adsorptionstank

En klar forespørgsel får et brugbart tilbud. De vage får en tankskal med en gættet omrører, og gætningen er altid konservativ, hvilket betyder dyrt.

1. Tørrstofgennemstrømning i tons pr. dag og design og maksimale værdier.
2. Faste stoffers specifik vægtfylde og målmassetætheden efter vægt.
3. Påkrævet opbevaringstid pr. trin og samlet antal trin.
4. Partikelstørrelsesfordeling, især topstørrelsen og finstoffraktionen, som driver den netop suspenderede hastighed.
5. Cyanid- og kalkdosisområder, pH-vindue og mål for opløst ilt.
6. Kulstofstørrelse, koncentration og den forventede belastning ved eluering.
7. Kemirapport, der dækker chlorider, sulfater og enhver planlagt syrevask for kredsløbet.
8. Layoutbegrænsninger: tilgængeligt fodaftryk, frihøjde, fundamentniveau og det nødvendige kaskadefald.
9. Strømforsyningsspænding og frekvens, plus om der er beregnet en variabel frekvensomformer.
10. Stedsforhold, herunder højde, omgivelsestemperatur og seismisk klassificering.

Én ting glemmes jævnligt og er ofte dyr: den frie cyanidkoncentration i frugtkødet. Det ændrer elastomerudvalget til foringer og ærmer, og det ændrer anbefalingen af ​​kulstofkvalitet. En anden er den tilsigtede vedligeholdelsesstrategi. Et anlæg, der planlægger at inspicere pumpehjul hver sjette måned, har brug for større mandegange og bedre adgang end et anlæg, der planlægger at køre i to år uafbrudt.

For kobber-guld og polymetalliske kredsløb står udvaskningstanken sjældent alene. Anhui kobber-guld pyrit-projektet er en nyttig reference, fordi udvasknings- og adsorptionsstadierne skulle dimensioneres mod et flotationskoncentrat i stedet for rå malm, og pulprheologien fra dette koncentrat drev udvælgelsen af ​​pumpehjul mere end hovedkvaliteten gjorde. Købere, der sammenligner forslag, bør bede om den specifikke blandingsberegning bag hver omrører, ikke kun kilowatt-vurderingen.

Idriftsættelse af kredsløbet: De første tredive dage

Idriftsættelse af et udvaskningstog handler for det meste om vand og faste stoffer, før det handler om guld. Den sekvens, der undgår de fleste tidlige skader, kører sådan her:

1. Hydro-test hver kappe og vask før enhver foring lukkes, og kontroller derefter flangemomentet igen efter den første varme dag.
2. Kør hver omrører i vand i fire timer, log vibrationer, lejetemperatur og motorstrøm på designniveauet.
3. Bekræft spredeluftfordelingen ved at observere kogemønsteret hen over tankoverfladen, ikke ved at aflæse flowmåleren.
4. Introducer faste stoffer ved 15 til 20 procent, og trin op for at designe tæthed over flere dage, mens du holder øje med kegletrykket og pumpehjulets strøm.
5. Tilsæt kun kulstof, når massefylden er stabil, og bekræft derefter, at skærmene bevarer det ved designflowet.
6. Etabler prøveudtagningsrutinen tidligt: ​​opløsningstenor og frit cyanid på hvert trin, opløst ilt ved hvert udløb, kulstofkoncentration i hver tank.
7. Registrer baseline-vibration og effekttal ved designgennemløb; hver senere vedligeholdelsesbeslutning bør måles i forhold til denne baseline.

Den mest almindelige idriftsættelsesfejl er at starte med fuld densitet på dag ét. Aflejrede faste stoffer fra en koldstart kan låse et pumpehjul inden for få sekunder, og den resulterende skade på akselen forsinker opstigningen med uger.

Spørgsmål købere stiller oftest