Come scegliere l'impianto di lisciviazione a carbone per miniere d'oro di tipo Carlin? Impianti completi CIP/CIL e soluzioni EPC "chiavi in mano"
Come scegliere l'impianto di lisciviazione a carbone per i giacimenti auriferi di tipo Carlin? Impianti completi CIP/CIL e soluzioni chiavi in mano EPC
I giacimenti auriferi di tipo Carlin sono universalmente riconosciuti come difficili da trattare: l\'oro è racchiuso sotto forma di “oro invisibile” all\'interno di solfuri quali la pirite e l\'arsenopite, che non possono essere separati mediante la macinazione convenzionale; il tasso di lisciviazione diretta con cianuro del fango intero è spesso compreso solo tra il 20% e il 50%.Per gli impianti di lisciviazione con carbone (CIP/CIL) su questo tipo di giacimenti, il punto centrale nella scelta non è «acquistare un impianto di lisciviazione e adsorbimento», ma risolvere innanzitutto il problema della «mancata estrazione dell\'oro», per poi passare a discutere di «come recuperare l\'oro disciolto».
Partendo dalle caratteristiche del minerale dei giacimenti auriferi di tipo Carlin, questo articolo illustra chiaramente come scegliere l\'impianto di lisciviazione con carbone, come configurare l\'intero impianto CIP/CIL, cosa comprende una soluzione EPC “chiavi in mano” e quali sono le insidie più comuni nella scelta dell\'impianto per i giacimenti di tipo Carlin.
I. Prima di tutto: perché nei giacimenti auriferi di tipo Carlin non è possibile utilizzare direttamente un sistema CIP/CIL convenzionale
Caratteristiche tipiche dei giacimenti auriferi di tipo Carlin (tipo a infiltrazione con granulometria finissima):
① L\'oro è racchiuso in forma non visibile all\'interno dei solfuri
L\'oro, in forma micro-submicroscopica, è incapsulato in solfuri auriferi quali la pirite e l\'arsenopite; la macinazione convenzionale non è in grado di liberare l\'oro in forma monomolecolare. Questa è la differenza fondamentale rispetto ai giacimenti auriferi di tipo filoniano e conglomeratico.
② Basso tasso di lisciviazione diretta con cianuro
L\'oro incapsulato non entra in contatto con la soluzione di cianuro; il tasso di lisciviazione diretta con cianuro del materiale grezzo è solitamente solo del 20%–50%, il che non è economicamente sostenibile.
③ Spesso è accompagnato da elementi interferenti quali arsenico, carbonio e antimonio
La presenza di arsenico (arsenopite, pirite arsenica) incapsula l\'oro e consuma i reagenti; la presenza di sostanze carbonacee provoca l\'effetto di “sequestro dell\'oro”, adsorbendo i complessi cianurati dell\'oro già disciolti; anche la presenza di antimonio interferisce con la lisciviazione.
④ L\'arricchimento mediante flottazione è una fase preliminare fondamentale
Il processo convenzionale per i giacimenti auriferi di tipo Carlin è: macinazione fine → arricchimento mediante flottazione dei solfuri auriferi → pretrattamento per rompere l\'involucro → lisciviazione con cianuro (CIP/CIL) → elettrolisi di separazione.Lo scopo della flottazione è quello di arricchire i solfuri auriferi in concentrato, riducendo il carico di lavoro del successivo pretrattamento e abbassando i costi di trattamento.
In sintesi: un impianto di lisciviazione con carbone per un giacimento aurifero di tipo Carlin non consiste nel “lisciviare direttamente il minerale grezzo”, bensì nel “trattare il concentrato di flottazione (o il materiale sottoposto a pretrattamento)”. Il primo passo nella scelta del tipo di impianto è confermare il percorso di pretrattamento; solo in un secondo momento si procede alla configurazione delle apparecchiature CIP/CIL.
II. Come definire il percorso di processo per un impianto di lisciviazione con carbone in un giacimento aurifero di tipo Carlin
La scelta dell\'impianto di lisciviazione con carbone per i giacimenti auriferi di tipo Carlin dipende dalla modalità di pretrattamento selezionata:
Percorso 1: concentrato di flottazione → pretrattamento → cianurazione (CIP/CIL)
Applicabile a: minerali tipici di tipo Carlin contenenti arsenico, carbonio e particelle microfine incapsulate.
Logica del processo: frantumazione e macinazione (macinazione fine fino alla disociazione dei solfuri in forma elementare)→ arricchimento mediante flottazione dei solfuri auriferi (nei minerali carboniosi è necessario inibire le sostanze carbonacee) → pretrattamento del concentrato (agenti esclusivi/calcinazione/ossidazione sotto pressione/ossidazione biologica/ossidazione chimica) → lisciviazione con cianuro → adsorbimento CIP/CIL → elettrolisi di desorbimento → fusione del fango aurifero.
Punti chiave per la scelta del processo: il metodo di pretrattamento è la variabile fondamentale. I costi di investimento e di esercizio relativi a calcinazione, ossidazione a pressione, ossidazione biologica e ossidazione chimica presentano notevoli differenze e devono essere determinati tramite prove; il tenore del concentrato di flottazione e il tasso di recupero dello zolfo influenzano direttamente l\'economicità del pretrattamento successivo.
Percorso 2: concentrato di flottazione → cianurazione diretta (CIP/CIL)
Applicabile a: minerali con grado di incapsulamento relativamente basso e con un tasso di lisciviazione accettabile dopo il pretrattamento, oppure nei casi in cui l\'oro nel concentrato di flottazione possa essere parzialmente dissociato dopo una macinazione fine.
Logica del processo: arricchimento per flottazione → rimacina del concentrato → lisciviazione con cianuro → adsorbimento CIP/CIL → elettrolisi di desorbimento.
Punti chiave per la scelta: è necessario verificare sperimentalmente se il recupero tramite lisciviazione diretta del concentrato sia economicamente fattibile; la finezza di rimacine del concentrato è un parametro chiave.
Percorso 3: Pretrattamento del minerale grezzo → Cianurazione a massa intera (CIP/CIL)
Applicabile a: minerali in cui la presenza di sostanze carbonacee provoca l\'effetto di “sequestro dell\'oro”, ma il grado di incapsulamento dell\'oro non è elevato.
Logica del processo: frantumazione e macinazione del minerale grezzo → pretrattamento per eliminare l\'effetto di "sequestro dell\'oro" (ad es. soppressione delle sostanze carbonacee, trattamento di passivazione) → cianurazione a massa intera → CIP/CIL → elettrolisi di desorbimento.
Punti chiave per la scelta: il pretrattamento deve essere mirato; è necessario verificare sperimentalmente l\'efficacia nell\'eliminazione dell\'effetto di sequestro dell\'oro.
Principio fondamentale: nella scelta dell\'impianto di lisciviazione con carbone per i giacimenti auriferi di tipo Carlin, è necessario effettuare prima un\'analisi delle caratteristiche del minerale e prove di pretrattamento, utilizzando i dati per determinare il percorso di pretrattamento e i parametri di lisciviazione, prima di passare alla configurazione degli impianti CIP/CIL. Saltare la fase di pretrattamento e passare direttamente alla configurazione degli impianti di lisciviazione con carbone è l\'errore più grave nella scelta degli impianti per i giacimenti di tipo Carlin.
III. Come configurare l\'impianto completo CIP/CIL: configurazione fondamentale in cinque fasi
L\'impianto completo CIP/CIL per la lixiviazione con carbone nei giacimenti auriferi di tipo Carlin comprende solitamente le seguenti cinque fasi:
1. Fase di frantumazione e macinazione — La macinazione fine è il presupposto per la dissociazione
- Frantumazione: frantumazione grossolana con frantoio a mascelle + frantumazione media-fine con frantoio a cono; privilegiare la frantumazione piuttosto che la macinazione;
- Macinazione: circuito chiuso con mulino a sfere (macinazione a due stadi: a griglia + a sfioro) e idrociclone, con macinazione fine fino alla disaggregazione dei singoli solfuri auriferi;
- Punti chiave per la scelta: i minerali di tipo Carlin presentano una granulometria fine e richiedono un elevato grado di macinazione; le specifiche del mulino e l\'efficienza di classificazione determinano direttamente l\'efficacia della flottazione e della lisciviazione.
2. Sezione di flottazione (specifica del minerale di tipo Carlin) — Arricchimento dei solfuri auriferi
- Flottatori: tipo SF (autopompante), tipo XCF/KYF (ad iniezione d\'aria, preferiti per impianti di grandi dimensioni), tipo BF, tipo JJF, combinati in unità di pre-selezione, selezione secondaria e selezione finale;
- Regime di dosaggio dei reagenti: agenti di raccolta, agenti schiumogeni, regolatori di pH, inibitori (per inibire le sostanze carbonacee nei minerali contenenti carbonio e l\'arsenite nei minerali contenenti arsenico, oppure per la flottazione separata del concentrato di oro-arsenico);
- Punti chiave per la scelta: il numero di sezioni di flottazione e il regime di dosaggio dei reagenti determinano il tenore del concentrato e il tasso di recupero dello zolfo, influenzando direttamente i costi di pretrattamento successivi.
3. Sezione di pretrattamento — Rompere gli aggregati, eliminare le interferenze
- Scelta del metodo: pretrattamento con reagenti proprietari, calcinazione, ossidazione sotto pressione, ossidazione biologica, ossidazione chimica; la scelta dipende dalle proprietà del minerale e dai dati sperimentali;
- Punti chiave per la scelta: il pretrattamento rappresenta la voce di spesa principale in termini di investimenti e costi operativi per i minerali di tipo Carlin; è necessario confrontare la redditività dei diversi metodi tramite prove; i minerali contenenti carbonio devono essere passivati o sottoposti a rimozione delle sostanze carbonacee prima della lisciviazione.
4. Fase di lisciviazione e adsorbimento — Cuore del processo CIP/CIL
- Vasche di lisciviazione: dotate di agitazione e aerazione, disposte in serie; aggiunta di cianuro e calce per regolare il pH a 10–11;
- Sistema di adsorbimento a carbone attivo: CIL con lisciviazione e adsorbimento simultanei (processo compatto), CIP con lisciviazione prima e adsorbimento dopo (controllo segmentato e preciso); la concentrazione del carbone attivo e la gestione del carbone caricato d\'oro sono fondamentali;
- Setaccio di separazione del carbone caricato con oro: setaccio separatore di carbone/elevatore ad aria, per impedire la perdita di carbone;
- Punti chiave per la scelta del modello: corrispondenza tra tempo di lisciviazione e tempo di adsorbimento, numero di vasche e modalità di collegamento in serie, efficienza di agitazione e aerazione; da determinare in base alle caratteristiche di lisciviazione del materiale dopo il pretrattamento.
5. Fase di elettrolisi di desorbimento e trattamento degli sterili
- Colonna di desorbimento: a temperatura e pressione ambiente oppure ad alta temperatura e alta pressione, in base alla difficoltà di desorbimento del carbone aurifero;
- Vasca elettrolitica: da dimensionare in base al volume della soluzione preziosa e alla concentrazione di oro, prestando attenzione all\'efficienza della corrente e al tenore del fango aurifero;
- Trattamento degli sterili: scarico a secco tramite filtropressa o trattamento conforme alle norme dopo addensamento; per gli sterili contenenti arsenico occorre tenere conto dei requisiti ambientali quali la stabilizzazione e la solidificazione;
- Punti chiave per la scelta: gli sterili di minerali contenenti arsenico e carbonio presentano elevati requisiti di conformità ambientale; per i progetti all\'estero è necessario considerare in anticipo gli standard ambientali locali.
IV. Cosa comprende la soluzione chiavi in mano EPC: requisiti specifici dei giacimenti di tipo Carlin
La soluzione EPC “chiavi in mano” per i giacimenti auriferi di tipo Carlin prevede due fasi chiave in più rispetto ai giacimenti auriferi convenzionali: la verifica sperimentale e il pacchetto di processi di pretrattamento.
Il contraente generale è responsabile di
- Prove di lavorazione e verifica del processo: analisi delle caratteristiche del minerale, prove di flottazione, prove di pretrattamento, prove di lisciviazione con cianuro, per determinare il percorso di processo e gli indicatori sulla base dei dati;
- Progettazione di processo e soluzione tecnica: determinazione del numero di sezioni di flottazione, del metodo di pretrattamento, del processo CIP/CIL e del regime di dosaggio dei reagenti;
- Progettazione ingegneristica e disegni: disposizione dell\'impianto, fondazioni delle attrezzature, tubazioni, planimetria delle opere civili;
- Produzione e fornitura delle attrezzature principali: frantumazione e macinazione, flottatori, impianti di pretrattamento, lisciviazione e adsorbimento CIP/CIL, elettrolisi di desorbimento, trattamento completo degli sterili;
- Assistenza tecnica per l\'installazione in loco: presenza di ingegneri in loco per fornire assistenza;
- Messa in servizio integrata e formazione del personale: inserimento degli obiettivi di messa in servizio nel contratto; formazione degli operatori per la regolazione del regime di dosaggio dei reagenti e dei parametri di lisciviazione;
- Assistenza post-vendita e fornitura di ricambi: copertura totale durante il periodo di garanzia, supporto tecnico a lungo termine.
Organizzazione locale del cliente
- Lavori di ingegneria civile (in base ai disegni esecutivi);
- Operai di installazione locali (con la guida in loco dei nostri ingegneri);
- "Tre allacciamenti e un livellamento" e materiali per l'allacciamento idrico, elettrico e di messa in servizio;
- Procedure di conformità locali (con particolare attenzione alle autorizzazioni ambientali relative agli sterili contenenti arsenico).
Tempi di riferimento: nei giacimenti auriferi di tipo Kalin, a causa dell\'aggiunta delle fasi di flottazione e pretrattamento, i tempi di sperimentazione e messa a punto sono più lunghi rispetto ai giacimenti convenzionali. La verifica standard richiede circa 3–4 settimane, mentre la relazione completa sul progetto richiede 30–45 giorni; la durata complessiva del progetto è di 8–15 mesi, con un margine di tempo aggiuntivo da prevedere per i minerali difficili da trattare.
V. Cinque punti da evitare nella scelta dell\'impianto di lisciviazione a carbone per miniere d\'oro di tipo Carlin
Errore n. 1: saltare la fase di sperimentazione e procedere direttamente alla fornitura degli impianti
Il grado di incapsulamento dell\'“oro invisibile” nei giacimenti di tipo Carlin varia notevolmente; procurarsi impianti CIP/CIL senza aver effettuato prove di flottazione e pretrattamento equivale a “toccare l\'elefante alla cieca”. Se il tasso di lisciviazione non aumenta, anche gli impianti migliori sono inutili.
Errore n. 2: scelta errata del metodo di pretrattamento
I costi di investimento e di esercizio della calcinazione, dell\'ossidazione a pressione, dell\'ossidazione biologica e dell\'ossidazione chimica variano enormemente; è necessario confrontare la redditività sulla base dei dati sperimentali, senza limitarsi a copiare le soluzioni adottate dai concorrenti.
Errore n. 3: trascurare l\'effetto di sequestro dell\'oro nei minerali carboniosi
Le sostanze carbonacee adsorbono l\'oro già disciolto; se non vengono passivate o rimosse prima della lisciviazione, l\'oro disciolto viene “ripreso” e i reagenti vanno completamente sprecati.
Errore n. 4: Disallineamento tra flottazione e lisciviazione
Il tenore del concentrato di flottazione e il tasso di recupero dello zolfo influenzano direttamente la capacità di trattamento e la redditività del pretrattamento; le fasi di flottazione e lisciviazione devono essere progettate in modo integrato e non possono operare in modo indipendente l\'una dall\'altra.
Errore n. 5: sottovalutazione della conformità ambientale relativa agli sterili
Il trattamento di stabilizzazione/solidificazione degli sterili contenenti arsenico e le autorizzazioni ambientali rappresentano vincoli inderogabili per i giacimenti di tipo Carlin; i progetti all\'estero, in particolare, devono essere pianificati con largo anticipo per evitare di dover affrontare misure correttive in materia ambientale sin dall\'avvio della produzione.
VI. La soluzione di GoldProcessingPlant per i giacimenti auriferi di tipo Carlin
GoldProcessingPlant è un fornitore di servizi completi per le miniere d\'oro che integra progettazione di processo, progettazione ingegneristica, produzione di impianti, installazione e messa in servizio; per le miniere d\'oro di tipo Carlin offre:
- Test preliminari: analisi delle caratteristiche del minerale, prove di flottazione, prove di pretrattamento, prove di lisciviazione con cianuro, per definire il percorso da seguire sulla base dei dati;
- Competenze specialistiche nel pretrattamento: per minerali impregnati contenenti arsenico, carbonio o particelle ultrafini, forniamo pretrattamenti con agenti chimici esclusivi, processi combinati e regimi di dosaggio personalizzati per liberare l\'oro incapsulato;
- Produzione autonoma di impianti completi CIP/CIL: frantumazione e macinazione, flottatori, vasche di lisciviazione, sistemi di adsorbimento, elettrolisi di desorbimento, concentrazione e disidratazione per l\'intero processo; lo stesso team si occupa sia dei processi che delle attrezzature, garantendo la perfetta integrazione tra le interfacce;
- Soluzione EPC chiavi in mano: coordinamento globale di progettazione di processo, produzione degli impianti, assistenza all\'installazione, messa in servizio integrata e formazione del personale, con obiettivi di messa in servizio specificati nel contratto;
- Esperienza in progetti globali: progetti in Africa, Sudamerica, Asia centrale e Sud-est asiatico, con capacità di trattamento da 30 a 5.000 tonnellate al giorno, che coprono oro in roccia, oro in sabbia, minerali difficili da trattare e riutilizzo degli sterili;
- Servizi flessibili: è possibile optare solo per prove sperimentali, l\'acquisto di soli impianti, l\'acquisto di soli disegni tecnici o l\'intervento di ingegneri per la messa a punto, oppure scegliere un servizio EPC completo; i costi di progettazione preliminare sono deducibili dai contratti successivi.
Il nostro principio: per i giacimenti auriferi di tipo Carlin, si effettuano prima le prove per determinare il grado di incapsulamento, poi si definisce il percorso di pretrattamento, quindi si configurano gli impianti CIP/CIL e infine si inviano ingegneri in loco per mettere a punto il processo fino all\'estrazione dell\'oro. Non promettiamo indicatori assoluti slegati dalla realtà del minerale, ma garantiamo solo processi in grado di raggiungere il massimo tasso di recupero verificabile scientificamente.
