Processo di adsorbimento con polpa carbonica cianurata da minerale grezzo di oro da roccia – Soluzione per un\'estrazione efficiente dell\'oro – Promozione di tecnologie professionali di lavorazione dei minerali
Processo di adsorbimento su carbone con cianurazione del fango grezzo nei giacimenti auriferi rocciosi – Soluzione efficiente per l\'estrazione dell\'oro – Promozione di tecnologie professionali di lavorazione dei minerali
L\'estrazione dell\'oro dai giacimenti rocciosi comporta una scelta fondamentale: optare per l\'arricchimento mediante flottazione o per l\'adsorbimento su carbone attivo con lisciviazione al cianuro del polverizzato grezzo? La flottazione è adatta ai minerali contenenti oro sotto forma di solfuri e con disseminazione a grana fine, in cui l\'oro viene arricchito nel concentrato per poi essere trattato;mentre l\'adsorbimento su carbone attivo con lisciviazione al cianuro (CIP/CIL) segue un percorso diverso: il minerale grezzo viene macinato finemente e sottoposto direttamente a lisciviazione, per poi estrarre l\'oro disciolto tramite carbone attivo; il processo è breve, richiede poche attrezzature e il percorso di recupero è diretto.
Questo processo è ampiamente utilizzato nel settore dei giacimenti auriferi rocciosi, ma «poterlo utilizzare» e «utilizzarlo bene» sono due cose ben diverse. Bassi tassi di lisciviazione, scarsa efficienza di adsorbimento del carbone attivo, accumulo di carbone aurifero e consumi elevati di reagenti sono tutti problemi comuni riscontrati sul campo.Questo articolo illustra in modo esaustivo le condizioni di applicabilità, i parametri di processo, la configurazione delle attrezzature e le strategie di estrazione dell\'oro per il processo di adsorbimento con polpa di carbonio cianurata a polpa intera.
I. Valutazione preliminare: il vostro giacimento aurifero roccioso è adatto all\'adsorbimento con impasto di carbone e cianuro su minerale grezzo?
Il presupposto fondamentale per la cianurazione del minerale grezzo è che l\'oro possa entrare in “contatto” con il cianuro e dissolversi. Pertanto, la valutazione dell\'idoneità si concentra su tre punti:
Primo, lo stato di presenza dell\'oro.
Se l\'oro è prevalentemente in forma libera o semilibera e, dopo la macinazione, può essere sufficientemente dissociato ed esposto, è il candidato ideale per la cianurazione del poltiglia intera.Se l\'oro è presente sotto forma di particelle microscopiche incapsulate nei reticoli cristallini di pirite e arsenopite (tipo Carlin), non potrà essere dissociato nemmeno con una macinazione molto fine e il tasso di lisciviazione diretta sarà molto basso; in questo caso, si dovrebbe prima arricchire i solfuri auriferi tramite flottazione, quindi effettuare un pretrattamento per rompere l\'incapsulamento prima di procedere alla cianurazione.
In secondo luogo, il contenuto di elementi interferenti.
L\'arsenico consuma il cianuro e passiva la superficie delle particelle d\'oro; le sostanze carbonacee “sequestrano l\'oro”, riadsorbendo i complessi cianurici d\'oro già disciolti; anche l\'antimonio interferisce con la lisciviazione; un elevato contenuto di sostanze che consumano cianuro, come i solfuri di rame e ferro, fa aumentare i costi dei reagenti.Se i livelli di questi elementi sono troppo elevati, la cianurazione diretta del fango grezzo non è economicamente vantaggiosa; è necessario un pretrattamento o passare al processo di flottazione.
Terzo, l\'economicità della macinazione.
La cianurazione del minerale grezzo richiede che tutto il minerale grezzo venga macinato fino alla finezza necessaria per la dissociazione, e il consumo energetico della macinazione è una delle voci di costo più rilevanti dell\'intero processo. Se la dispersione dell\'oro è troppo fine e richiede una macinazione ultrafine per la dissociazione, i costi di macinazione potrebbero erodere i profitti; in questo caso, “arricchire una piccola quantità di concentrato tramite flottazione e poi procedere alla macinazione fine” risulta invece più conveniente.
Esiste un solo modo per giungere a una conclusione: prelevare campioni rappresentativi di minerale per effettuare prove di lisciviazione con cianurazione del minerale grezzo (comprese prove comparative CIL/CIP) e lasciare che siano i dati relativi al tasso di lisciviazione a parlare. Avviare direttamente una linea di cianurazione del minerale grezzo senza dati sperimentali rappresenta il rischio maggiore per gli investimenti nei giacimenti di oro in roccia.
II. Come scegliere tra CIP e CIL: le differenze tra i due processi di adsorbimento su carbone
Una volta confermata la fattibilità della lisciviazione con cianuro su minerale grezzo, occorre scegliere tra CIP e CIL. Entrambi prevedono “lisciviazione con cianuro + adsorbimento su carbone attivo”, ma la differenza sta nella sequenza operativa:
CIL (metodo di lisciviazione con carbone)
La lisciviazione e l\'adsorbimento avvengono contemporaneamente, con l\'adsorbimento che procede parallelamente alla lisciviazione. Il carbone attivo viene immesso nell\'ultimo serbatoio e si sposta in controcorrente, entrando in contatto con la poltiglia minerale in senso opposto. Il processo è compatto, richiede un numero ridotto di serbatoi e comporta un investimento relativamente contenuto; è adatto a impianti di lavorazione di piccole, medie e grandi dimensioni ed è attualmente la configurazione più diffusa.
CIP (metodo a poltiglia di carbone)
La lisciviazione viene completata per prima, dopodiché la poltiglia minerale entra nella vasca di adsorbimento dove viene aggiunto il carbone attivo. Il tempo di lisciviazione è più lungo e il controllo delle fasi di lisciviazione e adsorbimento è più preciso; è adatto a minerali con velocità di lisciviazione elevata che richiedono un controllo per fasi ed è comunemente utilizzato negli impianti di lavorazione di grandi dimensioni.
Criteri di scelta: determinati dai dati cinetici delle prove di lisciviazione — per i minerali a lisciviazione rapida, il processo CIL (lisciviazione e adsorbimento in continuo) garantisce un\'elevata efficienza e un processo snello; per quelli che richiedono tempi di lisciviazione più lunghi o un controllo graduale più preciso, il processo CIP è più indicato. La scelta definitiva va effettuata tenendo conto anche della capacità di trattamento e del budget di investimento.
III. Parametri di processo: i sette punti chiave che determinano il tasso di lisciviazione
1. Controllo del pH.
La lisciviazione avviene in condizioni alcaline; il pH viene solitamente mantenuto tra 10 e 11, regolato con calce o idrossido di sodio. Se il pH è troppo basso, il cianuro tende a volatilizzarsi con conseguente perdita; se è troppo alto, influisce sulla velocità di lisciviazione e sul consumo di calce. L\'aggiunta di calce deve essere continua e stabile.
2. Finezza di macinazione.
Determina il grado di dissociazione dell\'oro ed è la prima variabile che influenza il tasso di recupero del cianuro dal fango intero. Se la finezza è insufficiente, l\'oro incapsulato non viene liberato; una macinazione eccessiva aumenta il consumo energetico e la formazione di fango, influenzando negativamente la densificazione e l\'adsorbimento. La finezza viene determinata congiuntamente dalle prove di macinazione e dalle prove di lisciviazione.
3. Concentrazione e dosaggio dei cianuri.
Una concentrazione troppo bassa rallenta la lisciviazione, mentre una troppo alta comporta uno spreco di reagenti e aumenta la pressione ambientale legata alla decianurazione. È necessario un aggiustamento dinamico in base alle caratteristiche di consumo di cianuro del minerale, con un controllo preciso tramite un sistema di dosaggio dei reagenti.
4. Tempo di lisciviazione e numero di stadi.
Il collegamento in serie di più vasche garantisce il tempo di lisciviazione, mentre il numero di stadi dipende dalla cinetica di lisciviazione. Se il tempo è insufficiente, l\'oro non si dissolve completamente; se gli stadi sono troppi, si verifica uno spreco di investimenti. Il processo CIL prevede solitamente 4-6 stadi in serie, da determinare in base alle prove.
5. Concentrazione del carbone attivo e gestione del carbone caricato con oro.
La concentrazione del carbone influisce sul tasso di adsorbimento; il carbone caricato d\'oro deve essere tempestivamente prelevato e desorbito, per evitare che, una volta “saturato”, perda la propria capacità di adsorbimento. La capacità del prelevatore di carbone e la portata del trattamento elettrolitico di desorbimento devono corrispondere alla produzione giornaliera di carbone caricato d\'oro: questo è il punto di squilibrio più comune nell\'impianto.
6. Ossigeno disciolto.
La lisciviazione con cianuro richiede la presenza di ossigeno; le vasche di lisciviazione devono essere aerate. Un\'aerazione insufficiente rallenta la lisciviazione, mentre un\'aerazione eccessiva comporta un elevato consumo energetico.
7. Densificazione e disidratazione.
Dopo la macinazione, la concentrazione della poltiglia minerale deve essere regolata in base ai requisiti di lisciviazione; la disidratazione nel denso è una fase cruciale, mentre per i minerali con elevato contenuto di fango è necessario un sistema di aggiunta di flocculanti.
IV. Configurazione dell\'impianto completo: dal minerale grezzo all\'oro purificato
Linea completa di adsorbimento con impasto di carbone e cianuro per miniere aurifere in roccia: la catena completa degli impianti è la seguente:
Sezione di frantumazione e macinazione:
alimentatore vibrante → frantoio a mascelle (frantumazione grossolana) → frantoio a cono (frantumazione media e fine) → vaglio vibrante circolare → mulino a sfere (primo stadio a griglia + secondo stadio a sfioro, oppure configurazione monostadio in base alle dimensioni)→ Classificatore a coclea/ciclone idraulico a circuito chiuso. Seguendo il principio “frantumare di più, macinare di meno”, la fase di frantumazione svolge la maggior parte del lavoro, mentre quella di macinazione consuma meno energia elettrica.
Fase di densificazione e disidratazione:
Il denso ad alta efficienza regola la concentrazione della poltiglia; in caso di elevato contenuto di fango, viene integrato un sistema di flocculanti.
Fase di lisciviazione e adsorbimento:
Vasca di lisciviazione (con agitazione e aerazione, più vasche in serie, aggiunta di cianuro di sodio e calce per regolare il pH) → Vasca di lisciviazione a carbone ad alta efficienza a doppia girante (CIL, lisciviazione e aspirazione simultanee) o vasca di adsorbimento(CIP) → setaccio di separazione del carbone (separazione del carbone caricato d\'oro dalla poltiglia minerale; le dimensioni delle maglie devono corrispondere alla granulometria del carbone: se troppo grandi si verifica la perdita di carbone, se troppo piccole si verifica l\'intasamento della poltiglia) → estrattore di carbone (l\'estrattore ad aria estrae il carbone caricato d\'oro) → sistema di aggiunta di carbone attivo.
Fase di desorbimento elettrolitico:
Lavaggio acido (rimozione di impurità quali carbonato di calcio, ferro, ecc., per prevenire la formazione di incrostazioni) → Impianto di desorbimento elettrolitico (temperatura e pressione ambiente per il trattamento convenzionale; desorbimento ad alta temperatura e alta pressione per una maggiore completezza, adatto a miniere di grandi dimensioni o minerali difficili da desorbire) → Celula elettrolitica → Forno di fusione per la produzione di oro puro.
Fase di trattamento degli sterili:
Densificatore di sterili → Filtropressa a piastre e telaio (scarico a secco degli sterili) → Sistema di decianurazione e trattamento delle acque reflue (conformità alle norme ambientali).
Attrezzature ausiliarie:
pompe per poltiglia di scorie, pompe per il prelievo del carbone, nastri trasportatori, vasche di miscelazione, sistema di preparazione e dosaggio dei reagenti, configurazione elettrica con avviamento graduale e stabilizzazione della tensione (per i progetti all\'estero è possibile dotarsi di gruppi elettrogeni a diesel).
Tre criteri chiave per la configurazione dell\'impianto:
In primo luogo, un impianto completo è preferibile a uno assemblato con componenti di diversa provenienza. Il numero di stadi delle vasche di lisciviazione, le dimensioni delle vasche di lisciviazione con carbone, la larghezza delle maglie dei vagli di separazione del carbone, la capacità dei separatori di carbone e la portata del trattamento elettrolitico di desorbimento costituiscono un sistema di equazioni lineari.Se si combinano apparecchiature di produttori diversi, le interfacce e i parametri non corrispondono, causando perdite di carbone, intasamenti delle vasche e accumulo di carbone carico d\'oro. Solo se la progettazione del processo e la produzione delle apparecchiature sono gestite dallo stesso team è possibile garantire l\'integrazione tra “minerale – processo – apparecchiature”.
In secondo luogo, la personalizzazione in base alle caratteristiche del minerale, non l\'adattamento in base alle scorte disponibili. Per i minerali altamente silicei e abrasivi, i componenti a contatto con il flusso devono essere potenziati con leghe ad alto contenuto di cromo o gomma resistente all\'usura; in ambienti di lisciviazione acidi, occorre considerare l\'uso di acciaio inossidabile anticorrosivo o rivestimenti interni; in condizioni climatiche rigide, ad alta quota o con alimentazione elettrica instabile, sono necessari adattamenti non standard.
Terzo, la progettazione simultanea dei sistemi di protezione ambientale. Il trattamento delle acque di scarico dei residui del processo di cianurazione, il sistema di decianurazione e lo smaltimento a secco dei residui devono essere pianificati congiuntamente nella fase di progettazione; non è possibile aggiungere misure ambientali a posteriori, una volta che l\'impianto è già stato costruito.
V. Soluzioni efficienti per l\'estrazione dell\'oro: in quali casi è opportuno adottare il processo combinato
Se i test sui campioni di minerale dimostrano che la cianurazione diretta del fango intero non è economicamente vantaggiosa, è opportuno optare per un processo combinato:
Elevato grado di incapsulamento dell\'oro e basso tasso di lisciviazione diretta:
si procede innanzitutto alla flottazione per arricchire i solfuri auriferi in concentrato; il concentrato viene sottoposto a pretrattamento (agenti chimici esclusivi / calcinazione / ossidazione sotto pressione / ossidazione biologica) per liberare l\'oro incapsulato, per poi procedere alla cianurazione. Il vantaggio della flottazione consiste nel ridurre una grande quantità di minerale grezzo, che richiederebbe un pretrattamento, a una piccola quantità di concentrato, riducendo così i costi di investimento e dei reagenti.
Interferenze evidenti dovute alla presenza di arsenico e carbonio:
Inibire le sostanze carbonacee durante la flottazione o effettuare una flottazione separata del concentrato di arseno-oro; procedere alla lisciviazione solo dopo aver eliminato, tramite pretrattamento, gli effetti di "rapina" dell\'oro e di passivazione.
Coesistenza di oro libero a grana grossa e oro incapsulato a grana fine:
nel circuito di macinazione si utilizza un separatore centrifugo per recuperare in anticipo l\'oro a grana grossa, mentre la flottazione arricchisce i solfuri; il concentrato viene sottoposto a pretrattamento prima della cianurazione. La combinazione “separazione gravimetrica + flottazione + cianurazione” consente di “recuperare presto e in quantità maggiore” l\'oro a grana grossa, evitando la perdita dovuta a una macinazione eccessiva.
La scelta dei punti chiave del processo combinato (posizione della separazione gravimetrica nel circuito di macinazione, eventua rimacina e rilisciviazione degli sterili di flottazione) determina il tasso di recupero complessivo; la redditività deve essere verificata tramite prove sperimentali.
VI. Riferimenti sugli investimenti e durata del progetto
Stima degli investimenti: prendendo come esempio un impianto completo CIP/CIL (in migliaia di dollari USA, esclusi lavori di costruzione, installazione, logistica e materiali ausiliari): per una capacità di trattamento giornaliera di 100 tonnellate circa 350.000-500.000, per 200 tonnellate circa 450.000-750.000,per 300 tonnellate circa 600.000–900.000, per 500 tonnellate circa 900.000–1.350.000, per 1.000 tonnellate circa 1.500.000–1.900.000 e per 1.500 tonnellate circa 2.050.000–2.700.000.Il limite inferiore dell\'intervallo corrisponde a una configurazione standard, a minerali ossidati convenzionali e a condizioni operative standard; il limite superiore corrisponde a configurazioni personalizzate non standard, minerali complessi e soluzioni con una configurazione più completa. Il preventivo specifico deve essere determinato in base al tipo di minerale, al processo tecnologico e alle condizioni in loco.
Durata del progetto: di norma 8-15 mesi — Progettazione del processo e soluzione tecnica 7-15 giorni → Progettazione ingegneristica 20-30 giorni → Produzione delle attrezzature 60-120 giorni → Logistica 30-60 giorni → Installazione e messa in servizio 60-150 giorni,per i progetti all\'estero è previsto un margine aggiuntivo di circa 30 giorni per lo sdoganamento. Un\'interazione razionale tra le varie fasi consente di ridurre i tempi complessivi di realizzazione; fornire tempestivamente campioni rappresentativi di minerale per avviare la verifica del processo costituisce il primo passo in tal senso.
VII. Adsorbimento con polpa carboniosa cianurata a materia grezza: si tratta di un sistema, non di una singola macchina
Il processo di adsorbimento con polpa di carbone e cianuro a minerale intero sembra semplice: macinazione, lisciviazione, aggiunta di carbone, vagliatura del carbone, desorbimento elettrolitico, fusione.Tuttavia, gli impianti di lavorazione che raggiungono effettivamente gli obiettivi prestazionali si basano sull\'integrazione sistematica tra tempo di lisciviazione, concentrazione di carbone, vagli di separazione del carbone, separatori di carbone e capacità di desorbimento elettrolitico, nonché sull\'interazione tra “minerale – processo – attrezzature”.
La sequenza corretta è: prelievo di campioni rappresentativi di minerale → analisi delle caratteristiche del minerale e prove di lisciviazione con cianuro su poltiglia intera (confronto CIL/CIP)→ se la fattibilità è confermata, definire i parametri e configurare l\'impianto; in caso contrario, passare al percorso combinato di flottazione + pretrattamento + cianurazione → ingegneri in loco per la messa a punto fino all\'estrazione dell\'oro. Saltare la fase di sperimentazione e acquistare direttamente le attrezzature rappresenta il rischio maggiore negli investimenti nei giacimenti di oro in roccia.
Se state progettando un impianto di lavorazione del minerale aurifero con lisciviazione cianica del poltiglia intera e adsorbimento su carbone, oppure se il vostro attuale sistema CIP/CIL presenta problemi quali basso tasso di lisciviazione, perdite di carbone e intasamento dei canali, accumulo di carbone caricato d\'oro o insufficiente capacità di desorbimento, non esitate a contattare GoldProcessingPlant per effettuare prove sui campioni di minerale e una diagnosi del processo.