Analisi delle tecniche di lavorazione dei minerali auriferi ad alto contenuto di arsenico: soluzioni efficienti per l\'estrazione dell\'oro che aiutano le aziende a ridurre i costi e aumentare l\'efficienza
Analisi delle tecniche di lavorazione dei minerali auriferi ad alto contenuto di arsenico: soluzioni efficienti per l\'estrazione dell\'oro aiutano le aziende a ridurre i costi e aumentare l\'efficienza
I minerali auriferi ad alto contenuto di arsenico rappresentano la tipologia più comune tra i minerali auriferi difficili da trattare e costituiscono un vero grattacapo per molti proprietari di miniere. L\'oro è racchiuso in arsenopite e pirite arsenica; durante la lisciviazione convenzionale con cianuro, gli arseniuri consumano il cianuro e l\'oro incapsulato non riesce a dissociarsi, con un tasso di lisciviazione che spesso si attesta solo al 20-30%.Tuttavia, un elevato contenuto di arsenico non significa che non ci sia soluzione: la chiave sta nel chiarire innanzitutto lo stato di presenza dell\'arsenico e poi scegliere il giusto percorso di pretrattamento. Il presente articolo illustra chiaramente le caratteristiche del minerale aurifero ad alto contenuto di arsenico, i processi di estrazione dell\'oro e la logica alla base della riduzione dei costi e dell\'aumento dell\'efficienza.
I. Perché i giacimenti auriferi ad alto contenuto di arsenico sono difficili da trattare
In primo luogo, l\'oro è incapsulato dai minerali arsenici. Nei giacimenti auriferi ad alto contenuto di arsenico, l\'oro è spesso presente sotto forma di particelle microscopiche disseminate in arsenopite (FeAsS) e pirite arsenica; le particelle d\'oro sono racchiuse nel reticolo cristallino dei minerali arsenici, rendendo difficile una completa dissociazione mediante la macinazione convenzionale, con la conseguenza che la soluzione di cianuro non riesce a raggiungere l\'oro.
In secondo luogo, gli arseniuri consumano il cianuro. Durante il processo di cianurazione, l\'arsenopite e la pirite arsenica reagiscono con il cianuro, consumando grandi quantità di reagenti e generando al contempo sostanze interferenti come i tiocianati, che peggiorano ulteriormente le condizioni di lisciviazione.
In terzo luogo, il rischio ambientale legato all\'arsenico. L\'arsenico è un elemento tossico; il trattamento dei residui e delle acque reflue contenenti arsenico è soggetto a rigorosi requisiti ambientali, e il trattamento di solidificazione e stabilizzazione dell\'arsenico rappresenta un ostacolo che il progetto deve superare.
In quarto luogo, il basso tasso di lisciviazione e la scarsa redditività. Il tasso di lisciviazione nella cianurazione diretta convenzionale è solitamente solo del 20-50%; l\'elevato consumo di reagenti e il basso tasso di recupero rendono spesso l\'operazione non redditizia nel complesso.
II. Percorsi tecnologici per l\'estrazione dell\'oro dai giacimenti ad alto contenuto di arsenico
Non esiste una soluzione “universale” per i giacimenti auriferi ad alto contenuto di arsenico; i processi si differenziano in base al tenore di arsenico e allo stato di presenza dell\'oro, ma la logica di base è sempre la stessa: trattare prima l\'arsenico e poi recuperare l\'oro.
Percorso 1: arricchimento per flottazione + pretrattamento + cianurazione (percorso principale)
Adatto a minerali in cui l\'oro è incapsulato da minerali arsenici e che possono essere arricchiti mediante flottazione.Dopo la macinazione, si procede alla flottazione per arricchire i minerali arsenici contenenti oro, quali l\'arsenopite e la pirite arsenica, ottenendo un concentrato di oro-arsenico; a seconda del tenore, si decide se sottoporre i residui a un\'ulteriore selezione. Il concentrato di oro-arsenico viene quindi sottoposto a pretrattamento per liberare l\'oro incapsulato, per poi procedere al recupero dell\'oro tramite cianurazione.
I vantaggi di questo processo sono: la flottazione concentra innanzitutto i minerali arsenici, mentre il successivo pretrattamento agisce solo sul concentrato, riducendo notevolmente la quantità da trattare e mantenendo i costi sotto controllo.
Percorso 2: Pretrattamento mediante calcinazione e ossidazione
Il concentrato di arsenio-oro viene sottoposto a calcinazione; l\'arsenico viene volatilizzato sotto forma di triossido di arsenico (è necessario un sistema di recupero dell\'arsenico), lo zolfo viene rimosso sotto forma di anidride solforosa e l\'oro viene liberato dall\'inclusione; il materiale calcinato viene quindi sottoposto a cianurazione.Il processo di calcinazione è consolidato, ma il recupero dell\'arsenico e il trattamento ecocompatibile sono fondamentali; la depurazione dei fumi e lo smaltimento dei prodotti a base di arsenico devono essere integrati nel processo.
Percorso 3: Pretrattamento mediante ossidazione biologica
Si utilizzano batteri acidofili per ossidare e decomporre l\'arsenite e la pirite, liberando l\'oro dalla matrice; i residui di ossidazione vengono poi sottoposti a cianurazione. L\'ossidazione biologica presenta costi relativamente bassi e minori impatti ambientali, ma il ciclo di ossidazione è lungo (di solito da alcuni giorni a diverse settimane) e richiede elevati standard di gestione operativa; è adatta a progetti che dispongono di spazio e tempo a sufficienza.
Percorso 4: Pretrattamento mediante ossidazione a pressione
Sotto condizioni di alta temperatura e alta pressione, si utilizzano l\'ossigeno per decomporre i minerali arsenici e i solfuri; una volta esposto, l\'oro viene sottoposto a cianurazione. L\'ossidazione a pressione presenta una velocità di reazione elevata e un\'ossidazione completa, ed è adatta a progetti di grandi dimensioni, ma richiede un elevato investimento in attrezzature e un alto livello di competenza operativa.
Percorso 5: Pretrattamento mediante ossidazione chimica/agenti esclusivi
Si utilizzano ossidanti chimici o sistemi di agenti personalizzati per distruggere l\'involucro dei minerali arsenici, seguiti dalla cianurazione.GoldProcessingPlant offre soluzioni di pretrattamento con agenti esclusivi per minerali difficili da trattare contenenti arsenico e carbonio; nei casi in cui i tassi di lisciviazione convenzionali non raggiungono i livelli desiderati, si ricorre a un regime di agenti personalizzato per liberare l\'oro incapsulato; il regime degli agenti e i parametri di processo vengono determinati sulla base di prove condotte su campioni di minerale.
La scelta del percorso specifico da seguire deve essere determinata mediante prove condotte su campioni rappresentativi di minerale. Il contenuto di arsenico, il tipo di minerali arsenici, il grado di incapsulamento dell\'oro e il contenuto di zolfo influenzano la scelta del metodo di pretrattamento e la sua redditività; i dati sperimentali costituiscono la base per il processo decisionale.
III. Configurazione degli impianti per la lavorazione di minerali auriferi ad alto tenore di arsenico
La configurazione segue il processo convenzionale (arricchimento per flottazione + pretrattamento + cianurazione); elenco delle attrezzature principali:
Sezione di frantumazione e macinazione
Frantoio a mascelle (frantumazione grossolana), frantoio a cono (frantumazione media e fine), mulino a sfere, classificatore a spirale o idrociclone. La finezza di macinazione deve garantire la liberazione dei singoli minerali arsenici contenenti oro e va determinata in base alle prove.
Sezione di flottazione
Flottatori (serie completa di modelli SF ad autoaspirazione e XCF/KYF ad aerazione), con gruppi combinati di sgrossatura, pulizia e selezione.La chiave della flottazione dei minerali arseniati è l\'inibizione del mercurio arsenico o la flottazione separata del concentrato di oro-arsenico; il regime dei reagenti (collettori, attivatori, inibitori, regolatori di pH) va adattato in base alle caratteristiche del minerale.
Sezione di pretrattamento
A seconda del processo scelto, si utilizzano forni di calcinazione, vasche di ossidazione biologica, reattori di ossidazione a pressione o sistemi di ossidazione chimica/pretrattamento con agenti chimici.
Fase di cianurazione
Vasche di lisciviazione, sistema di adsorbimento su carbone attivo (CIL/CIP), vagli di separazione del carbone caricato d\'oro, impianti di desorbimento elettrolitico, forni di fusione dell\'oro.
Sezione di trattamento ambientale
Impianti di solidificazione e stabilizzazione degli sterili e delle acque reflue contenenti arsenico, filtratori a pressione per gli sterili. Il trattamento ambientale dell\'arsenico è una fase imprescindibile nei progetti relativi a miniere aurifere ad alto tenore di arsenico.
Sezione di concentrazione e disidratazione
Densificatore, filtropressa.
GoldProcessingPlant copre l\'intera catena di lavorazione del minerale aurifero: frantumazione e vagliatura, macinazione e classificazione, separazione per gravità, flottazione, lisciviazione e adsorbimento (sistemi CIL/CIP), elettrolisi di desorbimento, concentrazione e disidratazione, alimentazione e trasporto; sono disponibili sia singole unità che impianti completi.
IV. Quattro punti chiave per ridurre i costi e aumentare l\'efficienza nei giacimenti auriferi ad alto contenuto di arsenico
- Punto chiave 1: comprendere innanzitutto lo stato di presenza dell\'arsenico. Se l\'arsenico è presente nel realgar o nella pirite arsenica, se l\'oro è incapsulato o presente nelle fessure, e quanto è profondo l\'incapsulamento: questi fattori determinano la scelta del metodo di pretrattamento. Se si installano gli impianti senza effettuare analisi mineralogiche e verifiche sperimentali, l\'investimento rischia in gran parte di andare perso.
- Punto chiave n. 2: effettuare prima l\'arricchimento tramite flottazione per ridurre il volume di trattamento nel pretrattamento. I costi del pretrattamento sono direttamente correlati al volume trattato. La flottazione riduce la resa del concentrato di oro-arsenico; il pretrattamento, trattando solo il concentrato, può riguardare solo una percentuale compresa tra il 5% e il 10% del minerale grezzo, con una conseguente drastica riduzione dei costi.
- Punto chiave n. 3: il regime di dosaggio dei reagenti deve essere personalizzato in base al minerale, senza ricorrere a formule generiche. La scelta degli inibitori per la flottazione dei minerali arsenici e dei reagenti per il pretrattamento prima della cianurazione devono essere determinate sperimentalmente in base alle proprietà del minerale. Una formula generica di reagenti potrebbe rivelarsi inefficace se applicata a un minerale diverso.
- Punto chiave n. 4: progettazione simultanea dei sistemi di trattamento ambientale, senza lasciare problemi in sospeso. La solidificazione e la stabilizzazione dell\'arsenico, così come il trattamento delle acque reflue contenenti arsenico, devono essere progettati in sincronia con il processo principale; le autorizzazioni ambientali devono essere ottenute in anticipo. Se si attendono l\'arrivo delle attrezzature per completare le procedure ambientali, i tempi di realizzazione subiranno continui ritardi.
V. Perché scegliere GoldProcessingPlant per la progettazione di impianti di lavorazione di minerali auriferi ad alto contenuto di arsenico
Competenze specifiche per minerali difficili da trattare
Per i giacimenti auriferi difficili da trattare contenenti arsenico e carbonio, l\'oro incapsulato in particelle fini e i minerali polimetallici associati, disponiamo di processi combinati e soluzioni specifiche. Il nostro esclusivo programma di pretrattamento con agenti chimici libera l\'oro incapsulato; per i minerali in cui i tassi di lisciviazione convenzionali non raggiungono livelli soddisfacenti, utilizziamo un regime di agenti chimici personalizzato per aumentare il tasso di recupero, anziché applicare un unico processo standard a tutti i giacimenti auriferi.
Priorità al processo: i dati sperimentali parlano da soli
Si effettuano innanzitutto analisi mineralogiche, prove di flottazione, prove di pretrattamento e prove di lisciviazione con cianuro su campioni rappresentativi, utilizzando i dati per determinare il percorso di processo e il regime chimico. Il rapporto di prova include direttamente l\'elenco delle attrezzature selezionate e il preventivo preliminare.
Produzione autonoma delle attrezzature, integrazione tra processo e hardware
Frantumatori, mulini a sfere, flottatori, vasche di lisciviazione, sistemi di adsorbimento a carbone attivo, apparecchiature per l\'elettrolisi di desorbimento e forni per la fusione dell\'oro 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.Due grandi siti produttivi, 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.
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
I clienti possono optare esclusivamente per le prove di lavorazione mineraria, acquistare solo la progettazione del processo e la selezione delle attrezzature, procurarsi solo le attrezzature, richiedere solo l\'intervento di ingegneri per la messa a punto in loco, oppure scegliere la soluzione EPC “chiavi in mano”. I costi sostenuti nella fase iniziale per le prove di lavorazione mineraria 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.
La difficoltà nella lavorazione di minerali auriferi ad alto contenuto di arsenico non risiede nei singoli impianti, ma nell\'armonizzazione tra “stato di presenza dell\'arsenico – percorso di pretrattamento – configurazione degli impianti”.Se lo stato di presenza dell\'arsenico non è ben definito, il percorso di pretrattamento viene scelto in modo errato; se la flottazione non consente un adeguato arricchimento, una capacità di trattamento troppo elevata nel pretrattamento rende il progetto economicamente insostenibile; se il regime di dosaggio dei reagenti si basa su formule generiche, il tasso di lisciviazione non aumenta; se la progettazione dei sistemi di trattamento ambientale non è sincronizzata, i tempi di realizzazione subiscono continui ritardi: ogni errore decisionale si traduce in una perdita di investimento.
L\'approccio di GoldProcessingPlant è il seguente: innanzitutto si esaminano il tipo di minerale e lo stato di presenza dell\'arsenico, si effettuano analisi mineralogiche e verifiche sperimentali, si definisce il percorso di lavorazione, quindi si configurano le attrezzature in base al processo e, infine, si inviano ingegneri in loco per mettere a punto l\'impianto fino all\'estrazione dell\'oro.Per i giacimenti auriferi ad alto tenore di arsenico, l\'approccio prevalente prevede l\'arricchimento mediante flottazione + pretrattamento + cianurazione; la modalità specifica di pretrattamento viene scelta in base ai dati sperimentali. Seguendo correttamente questo percorso, sia il tasso di recupero che il ritorno sull\'investimento sono garantiti.
Che siate in fase di esplorazione, desideriate verificare la lavorabilità di un minerale ad alto contenuto di arsenico 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 principio fondamentale della lavorazione dei minerali auriferi ad alto contenuto di arsenico è «trattare prima l\'arsenico, poi recuperare l\'oro»:in primo luogo, attraverso l\'analisi mineralogica, si determinano lo stato di presenza dell\'arsenico e il grado di inclusione dell\'oro; successivamente, si sceglie tra i seguenti percorsi: arricchimento per flottazione + pretrattamento + cianurazione (metodo prevalente), ossidazione per calcinazione, ossidazione biologica, ossidazione sotto pressione, ossidazione chimica o pretrattamento con agenti esclusivi;Gli impianti sono configurati secondo l\'intera catena di processo: frantumazione e macinazione, flottazione, pretrattamento, lisciviazione con cianuro, adsorbimento, desorbimento, elettrolisi, trattamento ecocompatibile degli sterili contenenti arsenico, concentrazione e disidratazione.La chiave per ridurre i costi e aumentare l\'efficienza risiede nell\'arricchimento preliminare tramite flottazione per ridurre il volume di pretrattamento, nella personalizzazione del regime chimico in base al minerale e nella progettazione simultanea del trattamento ecologico; la soluzione definitiva sarà determinata dai dati sperimentali ottenuti su campioni rappresentativi del minerale.