Processo e schema di pretrattamento con clorurazione dei minerali auriferi carbonacei: superare l\'effetto “rapina dell\'oro” e trasformare i minerali difficili da trattare in una fonte di profitto
Processo e schema di pretrattamento con clorurazione per la lavorazione dei minerali auriferi carbonacei: superare l\'effetto di “sequestro dell\'oro” e trasformare i minerali difficili da trattare in una fonte di profitto
I minerali auriferi carboniosi sono riconosciuti a livello mondiale come uno dei tipi di minerali auriferi più difficili da trattare. Le sostanze carbonose presenti in questo tipo di minerale (grafite, carbone attivo, acido umico, ecc.) causano il fenomeno del “rapimento dell\'oro”, ovvero adsorbono i complessi cianurati dell\'oro già disciolti, determinando un drastico calo del tasso di lisciviazione con cianuro convenzionale, che solitamente si attesta solo tra il 20 e il 50%.Molti proprietari di miniere si sono trovati ad affrontare questa situazione: nonostante abbiano sostituito gli impianti già due volte, il tasso di recupero non è migliorato e il consumo di reagenti rimane elevato. La causa del problema spesso non risiede nelle attrezzature, ma nel fatto che le sostanze carbonacee non vengono trattate efficacemente prima della lisciviazione.Il presente articolo, prendendo come esempio il processo e il programma di pretrattamento con clorurazione dei minerali auriferi carbonacei di GoldProcessingPlant, analizza in modo sistematico le caratteristiche del minerale aurifero carbonaceo, i principi del pretrattamento con clorurazione, il percorso di processo, la configurazione delle attrezzature e le modalità di attuazione del programma, fornendo così un riferimento tecnico concreto agli sviluppatori di miniere aurifere carbonacee.
I. Caratteristiche del minerale aurifero carbonioso: perché il tasso di lisciviazione con cianuro convenzionale è basso
La difficoltà di trattamento dei minerali auriferi carboniosi deriva principalmente dall\'effetto di “sequestro dell\'oro” da parte del materiale carbonioso:
1. Le sostanze carbonacee adsorbiscono l\'oro già disciolto.
Le sostanze carbonacee presenti nel minerale, quali grafite, carbone attivo e humus, possiedono proprietà adsorbenti simili a quelle del carbone attivo.Durante il processo di lisciviazione con cianuro, l\'oro viene disciolto sotto forma di complessi cianuro-oro ed entra nella soluzione, ma le sostanze carbonacee riadsorbono l\'oro già disciolto nella fase solida, causando una situazione in cui “l\'oro viene lisciviato ma non recuperato”.
2. Il tipo di sostanze carbonacee determina la difficoltà del pretrattamento.
La capacità di “sequestro dell\'oro” varia notevolmente a seconda del tipo di sostanza carboniosa: il carbone attivo presenta la capacità di adsorbimento più elevata, seguito dalla grafite, mentre gli acidi umici sono relativamente meno efficaci. La scelta del metodo di pretrattamento dipende dal contenuto di sostanze carbonose e dal loro stato di presenza.
3. Spesso si presenta in associazione con arsenico e zolfo, il che aggiunge ulteriori difficoltà al trattamento.
I giacimenti auriferi carbonacei sono spesso associati a pirite arsenica e arsenopite; l\'arsenico avvolge l\'oro, mentre il carbonio riassorbe l\'oro disciolto; sotto questa doppia interferenza, il tasso di lisciviazione con cianuro convenzionale è estremamente basso e i reagenti vengono completamente sprecati.
4. La lisciviazione diretta con il processo convenzionale è poco redditizia.
Se si procede alla lisciviazione con cianuro senza pretrattamento, non solo il tasso di lisciviazione è basso, ma anche il consumo di cianuro è elevato, rendendo l\'operazione economicamente non sostenibile. È necessario “passivare” o rimuovere i materiali carboniosi prima della lisciviazione, per eliminare l\'effetto di “sequestro dell\'oro”.
II. Principio fondamentale del pretrattamento con clorurazione: passivazione delle sostanze carbonacee ed eliminazione dell\'effetto di “sequestro dell\'oro”
Il pretrattamento con clorurazione è una soluzione specifica per contrastare l\'effetto di “sequestro dell\'oro” nei minerali auriferi carboniosi. La sua logica di base è la seguente:prima della lisciviazione con cianuro, sottoporre le sostanze carbonacee a un trattamento di ossidazione/passivazione mediante un agente clorurante, distruggendone i siti attivi di adsorbimento, in modo che perdano la capacità di adsorbire i complessi cianurici dell\'oro; ciò consente all\'oro disciolto di rimanere nella soluzione e di essere recuperato normalmente tramite carbone attivo o polvere di zinco.
Punti chiave del principio:
1. L\'ossidazione distrugge l\'attività superficiale del materiale carbonioso.
Gli agenti cloruranti (come il clorito di sodio, il cloro gassoso, ecc.) possiedono un forte potere ossidante, in grado di ossidare i siti attivi di adsorbimento sulla superficie del materiale carbonioso, riducendone la capacità di adsorbimento. Dopo il trattamento, la capacità del materiale carbonioso di “sottrarre l\'oro” diminuisce notevolmente.
2. Azione selettiva sui materiali carboniosi, riducendo gli effetti negativi sull\'oro.
Il processo di pretrattamento richiede il controllo del dosaggio dei prodotti chimici e delle condizioni di reazione, in modo da passivare i materiali carboniosi evitando al contempo che un'ossidazione eccessiva comprometta l'efficacia della successiva lisciviazione. Il regime chimico specifico e i parametri di reazione devono essere determinati tramite prove di arricchimento.
3. Costituisce un processo combinato con la flottazione e la lisciviazione con cianuro.
Il pretrattamento con clorurazione non viene solitamente utilizzato da solo, ma è integrato in un processo combinato del tipo «arricchimento per flottazione → pretrattamento con clorurazione → lisciviazione con cianuro»: la flottazione arricchisce innanzitutto i solfuri auriferi in concentrato, riducendo il carico di lavoro del pretrattamento successivo;il pretrattamento con clorurazione elimina l\'effetto di “sequestro dell\'oro” causato dalle sostanze carbonacee; la lisciviazione con cianuro consente il recupero dell\'oro.
Va precisato che il pretrattamento dei minerali auriferi carboniosi non si limita alla sola clorurazione, ma comprende anche la flottazione per inibire le sostanze carbonacee, la calcinazione, l\'ossidazione biologica e l\'ossidazione chimica.La scelta specifica dipende dal contenuto di carbonio, arsenico e antimonio e dalle loro condizioni di presenza, e deve essere verificata e convalidata attraverso prove di lavorazione comparative. GoldProcessingPlant offre sistemi di reagenti e schemi di pretrattamento personalizzati per i minerali auriferi carboniosi; nei casi in cui i tassi di lisciviazione convenzionali non raggiungono i livelli desiderati, il processo combinato e il regime di reagenti personalizzato eliminano i fattori di interferenza.
III. Percorso tecnologico raccomandato: arricchimento per flottazione + pretrattamento con clorurazione + lisciviazione con cianuro
Per i minerali auriferi carboniosi, GoldProcessingPlant raccomanda il percorso tecnologico combinato seguente: arricchimento per flottazione → pretrattamento con clorurazione → lisciviazione con cianuro:
Fase 1: Frantumazione e macinazione.
Frantumazione grossolana con frantoio a mascelle, frantumazione media-fine con frantoio a cono, macinazione a circuito chiuso con mulino a sfere + classificatore; la finezza di macinazione deve garantire la liberazione dei minerali auriferi, evitando al contempo una macinazione eccessiva.
Seconda fase: arricchimento mediante flottazione dei solfuri auriferi.
Si utilizza una combinazione di flottatori (modelli SF/XCF/KYF) per le fasi di selezione grossolana, selezione di spazzamento e selezione fine, al fine di arricchire i solfuri auriferi in concentrato.Lo scopo della flottazione è ridurre il volume di materiale da sottoporre al successivo pretrattamento: viene trattato solo il concentrato, non l\'intero minerale, con una conseguente riduzione significativa dei costi di pretrattamento. Nel caso di minerali contenenti carbonio, è necessario inibire la presenza di sostanze carbonacee durante la fase di flottazione, per evitare che queste si accumulino nel concentrato o interferiscano con la schiuma di flottazione.
Terza fase: pretrattamento con clorurazione.
Il concentrato di flottazione viene sottoposto a pretrattamento con clorurazione, utilizzando un agente clorurante per ossidare/passivare le sostanze carbonacee ed eliminare l\'effetto di "sequestro dell\'oro". Questa fase è fondamentale per aumentare il tasso di recupero dell\'oro dai minerali carbonacei; il dosaggio dei reagenti, il tempo di reazione e le condizioni di pH devono essere determinati tramite prove.
Quarta fase: lisciviazione con cianuro.
Il concentrato pretrattato entra nel sistema di lisciviazione e adsorbimento CIL/CIP; nella vasca di lisciviazione vengono aggiunti cianuri e calce per regolare il pH, mentre il carbone attivo adsorbe l\'oro; il carbone impregnato d\'oro viene sottoposto a desorbimento, elettrolisi e fusione per produrre oro in forma pura.Poiché il materiale carbonioso è stato passivato, l\'oro disciolto non viene più sottratto, con un notevole aumento del tasso di lisciviazione.
Fase 5: trattamento dei residui.
Gli sterili di lisciviazione vengono disidratati mediante denso-concentratore e filtro a pressione, per poi essere smaltiti a secco o scaricati nel rispetto delle norme.
Punti chiave del processo: il contenuto e il tipo di materiale carbonioso determinano il regime chimico e i costi del pretrattamento con clorurazione; il tenore del concentrato di flottazione e il tasso di recupero dello zolfo influenzano direttamente l\'economicità del pretrattamento successivo; le condizioni di lisciviazione post-pretrattamento devono essere ottimizzate nuovamente e non è possibile applicare direttamente i parametri convenzionali di cianurazione.
IV. Configurazione delle attrezzature principali
La configurazione delle attrezzature principali del programma di pretrattamento con clorurazione per i giacimenti auriferi carbonacei è la seguente:
Sezione di frantumazione e macinazione:
frantoio a mascelle (frantumazione grossolana) + frantoio a cono (frantumazione media e fine) + mulino a sfere (macinazione a due stadi: tipo a griglia + tipo a sfioro) + classificatore a spirale/hidrociclone (classificazione a circuito chiuso).
Sezione di flottazione:
Serie di flottatori (tipo SF ad aspirazione automatica della poltiglia, tipo XCF/KYF ad aerazione), unità combinate di pre-selezione, selezione di spazzamento e selezione fine; vasche di agitazione (miscelazione dei reagenti) e sistema di dosaggio.
Sezione di pretrattamento con clorurazione:
Vasca di reazione per il pretrattamento (con agitazione, rivestimento interno anticorrosivo), dispositivo di dosaggio dell\'agente di clorurazione, sistema di regolazione del pH, impianto di ventilazione e trattamento dei gas di scarico. I materiali delle attrezzature devono essere sottoposti a un potenziamento anticorrosivo in funzione della corrosività dell\'ambiente di clorurazione (acciaio inossidabile anticorrosivo o rivestimento interno anticorrosivo).
Sezione di lisciviazione con cianuro:
Sistema di lisciviazione e adsorbimento CIL/CIP, comprendente vasche di lisciviazione (con agitazione e aerazione), sistema di adsorbimento a carbone attivo, vagli di separazione del carbone attivo caricato d\'oro (vagli separatori di carbone/elevatori ad aria), apparecchiature di desorbimento elettrolitico (a temperatura e pressione ambiente/ad alta temperatura e alta pressione), forno di fusione dell\'oro.
Fase di concentrazione e disidratazione:
densificatore (disidratazione del concentrato e degli sterili) + filtro pressa (scarico a secco degli sterili) + vaglio di disidratazione.
Attrezzature ausiliarie:
alimentatori vibranti, nastri trasportatori, pompe per poltura, pompe per il recupero del carbone, pompe per acqua pulita.
GoldProcessingPlant dispone di un proprio stabilimento di produzione che copre l\'intera gamma di attrezzature per i processi di frantumazione, macinazione, flottazione, lisciviazione e adsorbimento, concentrazione e disidratazione; la progettazione del processo e la scelta delle attrezzature sono gestite dallo stesso team, evitando così il problema della disallineamento dovuto al fatto che “i disegni realizzati dallo studio di progettazione non vengono riconosciuti dal produttore delle attrezzature”.Per le condizioni operative corrosive legate al pretrattamento con cloruro, è possibile effettuare aggiornamenti anticorrosivi personalizzati sui materiali delle attrezzature.
V. Attuazione del progetto: il percorso completo dai test di lavorazione del minerale alla messa in produzione
La complessità dei giacimenti auriferi carboniferi impone che la soluzione non venga decisa a casaccio, ma debba essere verificata tramite prove di lavorazione. Il processo di collaborazione di GoldProcessingPlant è il seguente:
Fase 1: Comunicazione delle esigenze e valutazione preliminare.
Analisi del tipo di minerale, del contenuto di materiale carbonioso, del tenore del minerale grezzo, della capacità di trattamento, degli obiettivi prefissati e delle condizioni del sito, per definire in via preliminare la direzione del pretrattamento.
Fase 2: Prove di lavorazione e verifica del processo.
Si effettuano analisi chimiche e prove di selezionabilità su campioni rappresentativi di minerale, che comprendono prove di flottazione, prove sulle condizioni di pretrattamento con clorurazione e prove di lisciviazione con cianuro, confrontando le differenze nei tassi di lisciviazione e l\'economicità dei diversi metodi di pretrattamento. Il rapporto di prova non si limita a fornire il processo raccomandato e il tasso di recupero previsto, ma include direttamente l\'elenco delle attrezzature selezionate e un preventivo preliminare.La verifica standard richiede circa 3-4 settimane, mentre la presentazione del rapporto completo sul progetto avviene solitamente entro 30-45 giorni; qualora le caratteristiche del minerale risultino particolarmente complesse, sarà necessario aggiungere ulteriori fasi di verifica, con un conseguente prolungamento dei tempi.
Terza fase: progettazione del processo e preventivo per la selezione delle attrezzature.
Sulla base dei dati sperimentali, vengono definiti il percorso di processo (flottazione + pretrattamento con clorurazione + cianurazione) e i relativi parametri; vengono quindi forniti il diagramma di flusso del processo, l\'elenco delle configurazioni delle attrezzature, le proposte di selezione delle attrezzature e il preventivo.
Fase 4: Progettazione dei disegni tecnici.
Vengono redatti la planimetria dell\'impianto, i disegni delle fondamenta delle attrezzature, gli schemi di disposizione, le planimetrie delle tubazioni e i disegni delle condizioni strutturali, oltre a fornire un briefing tecnico completo.
Fase 5: Produzione e fornitura delle attrezzature.
Produzione delle attrezzature principali in base ai disegni; i componenti non standard (materiali anticorrosivi, adattamenti per condizioni operative particolari) vengono realizzati su misura in base alle esigenze; il ciclo di produzione delle attrezzature standard è di 60-90 giorni, mentre per quelle personalizzate i tempi si prolungano di conseguenza.
Fase 6: Installazione, messa in servizio e formazione del personale.
Invio di ingegneri in loco per guidare l\'installazione, coordinare la messa a punto delle singole macchine e le prove di funzionamento in ciclo continuo con materiale di alimentazione, ottimizzare il regime dei prodotti chimici di pretrattamento, la finezza di macinazione e i parametri di lisciviazione fino all\'ottenimento di oro conforme agli standard di qualità; formazione teorica e pratica del team del cliente.
Riguardo agli impegni relativi agli indicatori: il tasso di recupero è determinato dalle caratteristiche intrinseche del minerale (granulometria della disseminazione, relazioni di comminuzione, stato di giacimento, tipo di materiale carbonioso); GoldProcessingPlant non si impegna a fornire cifre assolute non realistiche.Ciò che possiamo garantire è: attraverso una progettazione rigorosa del processo, elaborare un flusso di lavorazione in grado di raggiungere il massimo tasso di recupero ottenibile nelle condizioni specifiche di tale minerale, perseguendo la perfezione nella scelta delle attrezzature e nel controllo del processo. Le parti concordano nel contratto standard di accettazione ragionevoli basati sulla stessa fonte mineraria e sulle stesse condizioni operative.
VI. Modello di servizio flessibile: nessuna imposizione di pacchetti, scelta in base alle esigenze
Poiché i progetti relativi ai giacimenti auriferi carboniferi comportano rischi di investimento elevati, GoldProcessingPlant offre servizi flessibili suddivisi in fasi, riducendo così le barriere decisionali per i clienti:
solo prove di selezione e verifica del processo (per valutare innanzitutto la fattibilità e la redditività del pretrattamento);
richiedere solo un preventivo per la progettazione del processo e la selezione delle attrezzature;
Acquistare solo i disegni tecnici;
Acquistare solo singole unità o interi impianti;
richiedere solo l\'intervento di un ingegnere per la messa a punto in loco;
oppure optare per una soluzione EPC "chiavi in mano", che comprenda la progettazione, la fornitura delle attrezzature, la guida all\'installazione, la formazione sulla messa a punto e la responsabilità per il raggiungimento degli obiettivi di produzione finali.
Le spese sostenute nella fase preliminare per le prove di arricchimento e la progettazione potranno essere interamente detratte dal costo delle attrezzature al momento della successiva stipula del contratto per le attrezzature o del contratto EPC. Qualora, a seguito della diagnosi, si confermasse l\'assenza di valore economico, ne daremo comunicazione in modo trasparente, senza ricorrere a vendite aggressive.
VII. Tempistiche di riferimento del progetto
Per i progetti relativi a giacimenti auriferi carboniferi, il ciclo complessivo dall\'avvio della progettazione di processo alla messa in produzione definitiva è solitamente compreso tra gli 8 e i 15 mesi; per i minerali complessi e difficili da trattare è necessario prevedere un margine di tempo aggiuntivo rispetto a tale durata.Fasi chiave: progettazione di processo e preventivo per la scelta delle attrezzature 7-15 giorni → progettazione dei disegni tecnici 20-30 giorni → produzione delle attrezzature 60-120 giorni → logistica 30-60 giorni → installazione e messa a punto 60-150 giorni.I tempi di messa a punto dei processi combinati che includono il pretrattamento con clorurazione sono relativamente lunghi; è necessario prevedere un periodo di messa a punto adeguato. Per i progetti all\'estero occorre prevedere un margine aggiuntivo per lo sdoganamento (circa 30 giorni) e un periodo di transizione flessibile (circa 30 giorni).
Il materiale carbonioso non è un residuo minerario, ma una risorsa collocata nel posto sbagliato. Il “rapimento dell\'oro” dai giacimenti auriferi carboniosi