Processo di recupero e lavorazione del minerale aurifero secondo il metodo Holstak e soluzioni complete per linee di produzione
Processo di recupero e lavorazione del minerale aurifero di tipo Homestake e soluzioni complete per linee di produzione
I giacimenti auriferi di tipo Homestake prendono il nome dalla miniera d\'oro di Homestake, nel South Dakota (Stati Uniti), e rappresentano un tipico esempio di giacimenti auriferi auriferosi in formazioni ferrose (BIF).La caratteristica fondamentale di questo tipo di minerale è la stretta simbiosi tra oro e minerali ferrosi: le particelle d\'oro, di granulometria fine, sono disseminate in minerali ferrosi quali magnetite, hematite e pirite, nonché in bande silicee; il recupero diretto tramite i metodi convenzionali di separazione gravitazionale risulta difficile e, in caso di scelta inappropriata del processo, il tasso di recupero ne risente notevolmente.Il presente articolo illustra in modo chiaro le caratteristiche del minerale dei giacimenti auriferi di tipo Homestake, i processi di recupero e la configurazione completa della linea di produzione.
I. Caratteristiche del minerale dei giacimenti auriferi di tipo Homstake
I giacimenti auriferi di tipo Homstake appartengono alla mineralizzazione aurifera presente nelle formazioni ferrose a bande (BIF); le caratteristiche del minerale determinano le difficoltà di lavorazione:
In primo luogo, l\'oro è strettamente associato ai minerali ferrosi. L\'oro è presente sotto forma di infiltrazioni a grana fine all\'interno di minerali ferrosi quali magnetite, hematite e pirite, mentre una parte è racchiusa nelle bande silicee o nei solfuri. La granulometria delle inclusioni aurifere è fine e la liberazione delle particelle singole richiede un grado di macinazione sufficientemente fine.
In secondo luogo, l\'elevato tenore di minerali ferrosi influisce sulle modalità di separazione. La magnetite può essere recuperata mediante separazione magnetica, mentre la hematite richiede un campo magnetico forte o la flottazione; la pirite contenente oro viene invece separata tramite flottazione. I minerali ferrosi fungono sia da matrice portatrice d\'oro che da elementi da separare; la progettazione del processo deve quindi tenere conto sia del recupero dell\'oro che del percorso del ferro.
In terzo luogo, il contenuto variabile di solfuri determina il ruolo della flottazione. Nei settori minerari con un elevato contenuto di solfuri auriferi, come la pirite, la flottazione costituisce il metodo principale per il recupero dell\'oro; nei settori con pochi solfuri, dove l\'oro si presenta prevalentemente in forma libera, la separazione per gravità o la cianurazione risultano metodi più diretti.
In quarto luogo, la durezza del minerale è elevata e i costi di macinazione non sono trascurabili. Le rocce di origine ferrosa sono dense e dure; la frantumazione e la macinazione richiedono un elevato consumo energetico. Attenersi al principio «frantumare di più, macinare di meno» e determinare in modo ragionevole la finezza di macinazione influisce direttamente sui costi operativi.
II. Percorsi tecnologici di recupero nei giacimenti auriferi di tipo Homstake
I giacimenti auriferi di tipo Homstake non presentano un unico processo “universale”; i percorsi dipendono dallo stato di presenza dell\'oro e dalla composizione dei minerali ferrosi:
Percorso 1: Flottazione + cianurazione del concentrato (uno dei percorsi principali)
Adatto a sezioni minerarie in cui l\'oro è contenuto principalmente in solfuri come la pirite. La macinazione viene effettuata fino alla disaggregazione dei solfuri auriferi in particelle singole; la flottazione produce concentrato d\'oro, che viene inviato alla lisciviazione con cianuro o direttamente alla fusione.La flottazione concentra l\'oro nel concentrato di solfuri, riducendo il carico di trattamento successivo; si tratta di un percorso comunemente utilizzato nei giacimenti auriferi di tipo “Iron Formation” con oro contenuto in solfuri.
Il processo di flottazione può variare da uno stadio di sgrossatura e due di raffinazione con due lavaggi a uno stadio di sgrossatura, tre di raffinazione e tre lavaggi; la finezza di macinazione determina il grado di dissociazione, mentre il regime di dosaggio dei reagenti (agenti di raccolta, attivatori, regolatori di pH) determina la selettività.
Percorso 2: Combinazione di separazione magnetica e flottazione
Adatto a sezioni minerarie in cui la magnetite è associata a solfuri auriferi.Si procede innanzitutto alla separazione magnetica per recuperare la magnetite (che può contenere oro; il destino del concentrato magnetico dipende dal tenore in oro), mentre gli sterili della separazione magnetica vengono inviati alla flottazione per recuperare i solfuri auriferi. L\'ordine di separazione magnetica e flottazione, la finezza di macinazione e l\'intensità del campo magnetico devono essere determinati mediante prove in base alle proprietà del minerale.
Percorso 3: combinazione di separazione gravitazionale + flottazione + cianurazione
Adatto a giacimenti complessi in cui coesistono oro a grana grossa e oro incapsulato a grana fine, dove il tasso di recupero con un unico processo non raggiunge gli standard richiesti.Il circuito di macinazione è configurato con un separatore centrifugo per il recupero anticipato dell\'oro monomorfo a grana grossa, mentre la flottazione serve a recuperare i solfuri auriferi; i residui della flottazione, a seconda del tenore, vengono sottoposti a ulteriore cianurazione oppure a rimacinazione e nuova selezione. La scelta dei punti chiave del processo combinato determina il tasso di recupero complessivo.
Percorso 4: Cianurazione su poltiglia intera (CIL/CIP)
Adatto a giacimenti in cui l\'oro è prevalentemente in forma libera, con basso contenuto di solfuri e privi di elementi interferenti quali arsenico, carbonio e antimonio. Dopo la frantumazione e la macinazione, si procede alla densificazione e alla disidratazione; il materiale viene quindi inviato alla vasca di lisciviazione con aggiunta di cianuro, con processo CIL (lisciviazione e assorbimento simultanei) o CIP (lisciviazione prima e assorbimento dopo); il carbone caricato d\'oro viene desorbito e sottoposto a fusione elettrolitica.In presenza di minerali ferrosi, prima della cianurazione è necessario prestare attenzione al consumo di cianuro da parte dei minerali ferrosi e calcolare il costo dei reagenti.
Percorso 5: Pretrattamento mediante calcinazione/ossidazione biologica + cianurazione
Adatto a giacimenti difficili da trattare in cui l\'oro è strettamente incapsulato da solfuri o da materiale siliceo e in cui il tasso di lisciviazione con cianuro convenzionale è basso.Dopo l\'arricchimento mediante flottazione dei solfuri auriferi, il concentrato viene sottoposto a calcinazione, ossidazione biologica o ossidazione sotto pressione per rompere l\'incapsulamento, dopodiché si procede alla lisciviazione con cianuro per il recupero dell\'oro. La scelta del metodo di pretrattamento dipende dal tenore di solfuri, dal tenore di arsenico e dal grado di incapsulamento.
La scelta specifica del percorso da seguire deve essere determinata mediante prove di selezionabilità condotte su campioni rappresentativi del minerale. Nei giacimenti di tipo Homstake, la composizione dei minerali ferrosi e lo stato di presenza dell\'oro possono variare in modo significativo tra i diversi settori del giacimento; pertanto, le prove devono coprire tutti i settori.
III. Configurazione dell\'impianto completo per la lavorazione del minerale aurifero di tipo Homstake
La configurazione segue il processo principale (flottazione + cianurazione del concentrato o combinazione di separazione magnetica e flottazione); elenco delle attrezzature principali:
Sezione di frantumazione e macinazione
Frantoio a mascelle (frantumazione grossolana), frantoio a cono (frantumazione media e fine), mulino a sfere (macinazione a due stadi: primo stadio a griglia + secondo stadio a sfioro), classificatore a spirale o idrociclone (classificazione a circuito chiuso).Data l\'elevata durezza del minerale di ferro, la sezione di frantumazione deve essere adeguatamente dimensionata; la finezza di macinazione va determinata in base a prove sperimentali.
Sezione di separazione magnetica (se applicabile)
Separatore magnetico a magneti permanenti a umido, separatore magnetico ad alto gradiente, per il recupero della magnetite e, a seconda dei casi, la separazione dei minerali ferrosi contenenti oro.
Sezione di separazione per gravità (se applicabile)
Centrifuga per la separazione minerale (recupero dell\'oro a grana grossa dal circuito di macinazione), tavola vibrante (selezione del concentrato di separazione gravimetrica).
Sezione di flottazione
Flottatori (intera gamma dei modelli SF ad autoaspirazione, XCF/KYF ad aerazione, BF e JJF), combinati in unità di pre-selezione, selezione di scarti e selezione fine; impianti di regolazione della sospensione e dosaggio dei reagenti.
Sezione di cianurazione (se applicabile)
Vasche di lisciviazione (con agitazione e aerazione), sistema di adsorbimento con carbone attivo, vagli di separazione del carbone aurifero, impianti di desorbimento elettrolitico (a temperatura e pressione ambiente / ad alta temperatura e alta pressione), forni di fusione dell\'oro, densificatori, filtratori a pressione per gli sterili.
Sezione di concentrazione e disidratazione
Densificatore, filtro pressa (disidratazione del concentrato, scarico a secco degli sterili).
Ausiliari
Alimentatori, nastri trasportatori, vasche di agitazione, pompe per poltura.
GoldProcessingPlant copre l\'intera catena di lavorazione del minerale aurifero: frantumazione e vagliatura, macinazione e classificazione, separazione per gravità, flottazione, separazione magnetica, lisciviazione e adsorbimento (sistemi CIL/CIP), elettrolisi di desorbimento, concentrazione e disidratazione, alimentazione e trasporto.Vendita di singoli macchinari o di impianti completi, configurati in base alle caratteristiche del minerale e ai requisiti di processo, non in base alle disponibilità di magazzino.
IV. Quattro errori comuni nella lavorazione dell\'oro di tipo Homstake
- Errore n. 1: costruire l\'impianto basandosi sul flusso di lavorazione tipico dei filoni di quarzo. Nei giacimenti di tipo Holmes-Tack l\'oro è associato a minerali ferrosi; la sequenza e i parametri di separazione magnetica, flottazione e cianurazione devono essere ridefiniti in base ai campioni di minerale; l\'applicazione pedissequa del flusso di lavorazione tipico dei filoni di quarzo non consente di ottenere un tasso di recupero soddisfacente.
- Errore n. 2: la finezza di macinazione è insufficiente e l\'oro incapsulato non viene dissociato. L\'oro a grana fine è disseminato nei minerali ferrosi e nella materia silicea; se la finezza di macinazione non raggiunge gli standard, né la flottazione né la cianurazione riescono a catturarlo. La finezza deve essere determinata tramite prove, tenendo conto sia del grado di dissociazione che del consumo energetico.
- Errore n. 3: trascurare il consumo di cianuro da parte dei minerali ferrosi. La magnetite e la hematite presenti nei minerali ferrosi consumano cianuro; prima della cianurazione del minerale grezzo è necessario calcolare il costo dei reagenti e, se necessario, rimuovere preventivamente parte dei minerali ferrosi tramite separazione magnetica o flottazione.
- Errore n. 4: mettere in funzione gli impianti senza aver prima verificato i campioni di minerale. Nei giacimenti di tipo Homstake, la composizione dei minerali ferrosi e lo stato di presenza dell\'oro variano notevolmente da un settore all\'altro. Senza dati sperimentali basati su campioni rappresentativi, la scelta degli impianti si riduce a una supposizione basata sull\'esperienza.L\'approccio di GoldProcessingPlant consiste nell\'esaminare prima il minerale, poi effettuare le prove e infine configurare l\'impianto: le prove di selezionabilità sui campioni di minerale comprendono prove di separazione gravimetrica, prove di flottazione a circuito aperto/chiuso, prove di separazione magnetica e prove di lisciviazione con cianuro; il rapporto di prova include direttamente l\'elenco delle apparecchiature selezionate e il preventivo preliminare.
V. Perché scegliere GoldProcessingPlant per la progettazione di un impianto aurifero di tipo Homstake
Il processo viene prima di tutto, senza ricorrere a modelli predefiniti
I giacimenti di tipo Homstake presentano condizioni di giacimento diverse rispetto a quelli di tipo filoniano, di roccia alterata o di tipo Carlin; pertanto, i parametri di processo non dovrebbero essere gli stessi.Oltre 20 anni di esperienza nella progettazione di processi di lavorazione dell\'oro e nella produzione di attrezzature, con una profonda conoscenza dei processi chiave quali la separazione per gravità, la flottazione, la separazione magnetica, CIP/CIL e la lisciviazione in cumulo; siamo specializzati nel trattamento di minerali difficili da lavorare e di giacimenti complessi.
Produzione autonoma delle attrezzature, perfetta integrazione tra processo e hardware
Frantumatori, mulini a sfere, separatori magnetici, separatori centrifughi, flottatori e vasche di lisciviazione CIL sono tutti prodotti in proprio; gli ingegneri di processo e quelli meccanici collaborano all\'interno dello stesso team, e le attrezzature vengono realizzate secondo i disegni di processo, evitando così il problema della discrepanza tra i disegni di progettazione e le dimensioni effettive delle attrezzature.Due grandi siti produttivi, che coprono una superficie di circa 50.000 metri quadrati, con una capacità produttiva annua superiore a 500 unità; i prodotti vengono esportati in oltre 50 paesi e regioni; viene rigorosamente applicato il sistema di gestione della qualità ISO 9001 e i prodotti sono certificati CE.
Competenze specifiche per minerali difficili da trattare
Per i minerali difficili da trattare, quali quelli a grana fine contenenti oro, i minerali con comminazione multimetallica e quelli ad alto tenore di solfuri, disponiamo di processi combinati e soluzioni specifiche, anziché applicare un unico processo standard a tutti i giacimenti auriferi.
Esperienza in progetti globali
I progetti coprono le principali aree aurifere in Africa (Ghana, Mali, Tanzania), in Sudamerica (Perù, Colombia), in Asia centrale (Russia, Kazakistan) e nel Sud-Est asiatico, con capacità di trattamento comprese tra 30 e 5.000 tonnellate al giorno; abbiamo una profonda conoscenza della logistica transnazionale, delle procedure di sdoganamento e degli standard di costruzione dei diversi paesi.
Flessibilità nella suddivisione delle fasi, senza vincoli di pacchetti obbligatori
Il cliente può scegliere di effettuare solo prove di lavorazione, acquistare solo la progettazione del processo e la selezione delle attrezzature, procurarsi solo le attrezzature, richiedere solo l\'intervento di un ingegnere per la messa a punto in loco, oppure optare per un progetto EPC “chiavi in mano”. I costi sostenuti nella fase iniziale per le prove di lavorazione e la progettazione possono essere interamente detratti dal prezzo delle attrezzature al momento della successiva stipula del contratto per le attrezzature o del contratto EPC.
Assistenza tecnica continua
Ci assumiamo la responsabilità della qualità delle attrezzature durante il periodo di garanzia; al termine di tale periodo, garantiamo la fornitura a lungo termine di pezzi di ricambio, consulenza tecnica e suggerimenti per l\'ottimizzazione dei processi. Poiché le proprietà del minerale variano in base alla profondità di estrazione, i parametri di recupero devono essere adeguati di conseguenza: noi siamo sempre al vostro fianco.
La difficoltà nel recupero dell\'oro nei giacimenti di tipo Homstake non risiede in un singolo impianto, ma nell\'armonia tra “minerale – processo – impianto”. Se la relazione di simbiosi tra oro e minerali ferrosi non è ben compresa, la sequenza di separazione magnetica e flottazione viene configurata in modo errato; se la finezza di macinazione è insufficiente, l\'oro incapsulato non viene liberato;si trascura il consumo di cianuro da parte dei minerali ferrosi, rendendo insostenibili i costi dei reagenti; si avvia l\'impianto senza aver verificato i campioni di minerale, mandando in fumo l\'investimento: ogni errore decisionale si traduce in una perdita di oro nei residui di lavorazione.
L\'approccio di GoldProcessingPlant è il seguente: innanzitutto si analizzano il tipo di minerale e le condizioni di giacimento per definire il percorso di lavorazione; successivamente si selezionano gli impianti in base al processo; infine si inviano ingegneri in loco per mettere a punto il processo fino al raggiungimento della produzione di oro.Per i giacimenti auriferi di tipo Homstake, l\'approccio prevalente prevede un percorso combinato di flottazione + cianurazione del concentrato o separazione magnetica + flottazione; i parametri specifici vengono definiti in base alle prove sui campioni di minerale. Seguendo correttamente questa strada, sia il tasso di recupero che il ritorno sull\'investimento sono garantiti.
Che siate in fase di esplorazione, desideriate verificare la fattibilità di un progetto aurifero o stiate pianificando la costruzione di una nuova linea di lavorazione, GoldProcessingPlant è in grado di fornire consulenza professionale e un piano di attuazione completo.
Il fulcro del processo di recupero e lavorazione dei minerali nei giacimenti auriferi di tipo Homstake è «prima l\'esplorazione, poi la definizione del processo, infine la scelta delle attrezzature»:in base allo stato di giacimento dell\'oro e alla composizione dei minerali ferrosi, si sceglie tra processi quali flottazione + cianurazione del concentrato, separazione magnetica + flottazione, separazione per gravità + flottazione + cianurazione, cianurazione del minerale grezzo, pretrattamento con calcinazione/ossidazione biologica + cianurazione;gli impianti vengono configurati secondo l\'intera catena di processo: frantumazione e macinazione, separazione magnetica, separazione per gravità, flottazione, cianurazione, concentrazione e disidratazione.Prima di procedere alla scelta, è indispensabile effettuare prove di separazione per gravità, flottazione, separazione magnetica e lisciviazione con cianuro su campioni rappresentativi del minerale, al fine di evitare quattro errori comuni: l\'applicazione indiscriminata di processi tipici delle vene di quarzo, una granulometria di macinazione insufficiente, la sottovalutazione del consumo di cianuro da parte dei minerali ferrosi e la messa in funzione degli impianti senza previa verifica.