Wie baut man eine modulare Aufbereitungsanlage für Gesteinsgold? Komplette EPC-Schlüsselfertiglösung für eine CIP/CIL-Produktionslinie

Beim Bau von Aufbereitungsanlagen für Gesteinsgoldminen ist das traditionelle Modell „Betonieren vor Ort, Lieferung einzelner Bauteile und Montage vor Ort“ üblich. Die Bauzeit beträgt dabei oft mehr als ein Jahr, und bei Auslandsprojekten kommen noch Unsicherheiten hinsichtlich Zollabfertigung, Logistik und der Zusammenarbeit mit lokalen Bautrupps hinzu.Immer mehr Bergbauunternehmer interessieren sich für modulare Aufbereitungsanlagen: Die zentralen Prozessabschnitte werden im Werk als Module vorgefertigt, zum Standort transportiert und dort schnell montiert. In Kombination mit einer kompletten CIP/CIL-Produktionslinie und einem EPC-Schlüsselfertig-Konzept lassen sich so die Bauzeit verkürzen und die Risiken bei der Umsetzung minimieren.Modularisierung bedeutet jedoch nicht einfach nur, „Anlagen in Container zu packen“ – welche Prozessschritte sich für die Modularisierung eignen, wie CIP und CIL ausgewählt werden und wie die EPC-Grenzen festgelegt werden, entscheidet direkt über den Erfolg oder Misserfolg eines Projekts. Dieser Artikel befasst sich mit der Konstruktionslogik modularer Aufbereitungsanlagen für Gesteinsgold und erläutert systematisch das EPC-Schlüsselfertigkeitskonzept für eine komplette CIP/CIL-Produktionslinie.

I. Was ist eine modulare Aufbereitungsanlage für Gesteinsgold?

Der Kerngedanke einer modularen Aufbereitungsanlage lautet „Werkseitige Vorfertigung, Montage vor Ort“: Die Anlage wird entsprechend ihrer prozesstechnischen Funktionen in mehrere Module unterteilt – Brechmodul, Mahl- und Klassiermodul, Auslaugungs- und Adsorptionsmodul, Desorptions- und Elektrolyse-Modul, Konzentrations- und Entwässerungsmodul sowie Stromverteilungs- und Steuerungsmodul usw.Jedes Modul wird im Werk vollständig mit den Anlagen ausgestattet, die Rohrleitungen vorinstalliert, die elektrischen Anschlüsse hergestellt und ab Werk getestet, bevor es als Ganzes an den Standort transportiert wird. Durch die schnelle Verbindung über standardisierte Schnittstellen zwischen den Modulen wird der Arbeitsaufwand für Schweißarbeiten, Betonierarbeiten und Inbetriebnahme vor Ort erheblich reduziert.

Für Golderzlagerstätten zeigt sich der Nutzen der Modularisierung vor allem in drei Punkten:

Erstens: Verkürzung der Bauzeit. Die Bauarbeiten vor Ort und die Modulfertigung können parallel vorangetrieben werden; nach Ankunft der Module werden diese wie „Bausteine“ an Ort und Stelle positioniert und verbunden, wodurch sich die Installations- und Inbetriebnahmezeit deutlich verkürzt.

Zweitens: kontrollierbare Qualität. Der Verlauf der Rohrleitungen, die elektrischen Anschlüsse und die Ausrichtung der Anlagen werden bereits im Werk fertiggestellt und getestet, sodass sie nicht durch Wetterbedingungen, die Qualifikation der Arbeiter oder die Baustellenbedingungen vor Ort beeinträchtigt werden. Dadurch wird vermieden, dass „die vor Ort montierte Anlage nicht mit den Zeichnungen übereinstimmt“.

Drittens: Einfacher Standortwechsel und Produktionserweiterung. Die modulare Bauweise eignet sich besonders gut für Projekte mit verteilten Standorten und in Phasen durchgeführten Bauvorhaben; spätere Produktionserweiterungen können modulweise hinzugefügt werden, ohne dass alles abgerissen und neu aufgebaut werden muss.

Es ist jedoch zu beachten, dass die Modularisierung nicht in allen Bereichen uneingeschränkt anwendbar ist: Fundamentarbeiten, Hallenkonstruktionen und große Becken werden weiterhin hauptsächlich vor Ort errichtet; der Schwerpunkt der Modularisierung liegt auf der Integration der Prozessanlagen und der elektrischen Steuerung. Nur wenn die Grenzen klar abgegrenzt sind, spart die Modularisierung wirklich Zeit und Geld.

II. Welche Module umfasst eine komplette CIP/CIL-Produktionslinie?

Die gängigsten Verfahren zur Goldgewinnung aus Gesteinserz durch Cyanidierung des gesamten Schlamms sind CIP (Carbon-in-Pulp-Verfahren) oder CIL (Carbon-in-Leach-Verfahren). Eine komplette Produktionslinie besteht in der Regel aus folgenden Modulen:

1. Zerkleinerungsmodul. Grobzerkleinerung durch Backenbrecher + Mittel- und Feinzerkleinerung durch Kegelbrecher, ausgestattet mit Vibrationsaufgeber, Förderband und Kreisschwingsieb, gemäß dem Prinzip „viel zerkleinern, wenig mahlen“.Modulare Brechanlagen integrieren Brecher, Aufgeber, Siebanlagen und Förderer in einem Stahlrahmen, sodass vor Ort lediglich das Fundament errichtet und die Anschlüsse hergestellt werden müssen.

2. Mahl- und Klassiermodul. Kugelmühle (erste Stufe: Gittermühle + zweite Stufe: Überlaufmühle oder einstufige Konfiguration) + Schneckenklassierer oder Hydraulikzyklon im geschlossenen Kreislauf; die Mahlfeinheit richtet sich nach dem Goldausbeutegrad.Das Mahlmodul stellt hohe Anforderungen an die Fundamentbelastung und die Ausrichtung; es wird in der Regel modular als „Anlage + Sockel + lokale Rohrleitungen“ geliefert, wobei das Fundament weiterhin vor Ort gegossen wird.

3. Auslaugungs- und Adsorptionsmodul (Kern von CIP/CIL). Mehrere in Reihe geschaltete Auslaugungsbecken (mit Rühr- und Belüftungsvorrichtungen), Aktivkohle-Adsorptionssystem, Kohlesieb, Kohleheber, hocheffizientes Doppelimpeller-Kohleauslaugungsbecken (CIL-Verfahren). Beim CIL-Verfahren erfolgt Auslaugung und Adsorption gleichzeitig; der Prozess ist kompakt und erfordert nur wenige Becken;beim CIP-Verfahren erfolgt die Auslaugung vor der Adsorption, wodurch eine längere Auslaugungszeit zur Verfügung steht; dies eignet sich für Erze mit langsamer Auslaugungsgeschwindigkeit oder solche, die eine stufenweise Steuerung erfordern. Dieses Modul weist ein dichtes Rohrleitungsnetz sowie zahlreiche Ventile und Messgeräte auf und ist daher am besten für die Vorintegration im Werk geeignet.

4. Desorptions- und Elektrolyse-Modul. Die mit Gold beladene Aktivkohle gelangt nach der Säurewäsche in die Desorptionskolonne (bei Raumtemperatur und Normaldruck oder bei hoher Temperatur und hohem Druck); durch Elektrolyse der Desorptionsflüssigkeit wird Goldschlamm gewonnen, der anschließend zum Schmelzofen geleitet wird, um reines Gold zu produzieren. Dieses Modul kann als komplette skid-montierte Einheit integriert werden.

5. Konzentrations- und Entwässerungsmodul. Hocheffiziente Konzentratoren, Platten- und Rahmenfilter (Trockenaustragung von Abgangsmaterial, Entwässerung des Konzentrats), Entwässerungssiebe sowie zugehörige Systeme zur Zugabe von Flockungsmitteln und zur Wasserkreislaufaufbereitung.

6. Modul für Stromverteilung und Steuerung. Sanftanlauf-/Frequenzumrichterkonfiguration, Spannungsstabilisatoren, SPS-Steuerungssystem, Messgeräte und Kabelrinnen. Bei Projekten im Ausland muss zusätzlich ein Dieselgenerator als Haupt- oder Notstromversorgung integriert werden, um Stromschwankungen auszugleichen.

III. CIP oder CIL? Erst das Erz prüfen, dann die Module festlegen

Der wesentliche Unterschied zwischen CIP und CIL besteht darin, ob Auslaugung und Adsorption im selben Becken stattfinden:

• CIL (Kohlepulver-Laugung): Laugung und Aktivkohleadsorption erfolgen gleichzeitig; die Aktivkohle wird im letzten Becken zugegeben und bewegt sich im Gegenstrom vorwärts. Der Prozess ist kompakt, erfordert wenige Becken und ist mit relativ geringen Investitionskosten verbunden. Er eignet sich für kleine bis große Aufbereitungsanlagen und ist die gängige Wahl für konventionelle Gesteinsgoldvorkommen.

• CIP (Kohlesuspensionsverfahren): Zunächst erfolgt die Auslaugung in mehreren hintereinander geschalteten Tanks; anschließend gelangt die ausgelaugte Suspension in den Adsorptionstank, wo Kohle hinzugefügt wird. Die Auslaugungszeit ist länger und die stufenweise Steuerung präziser; dieses Verfahren eignet sich für Erze mit schneller Auslaugungsgeschwindigkeit oder für große Aufbereitungsanlagen und ist auch bei Erzen mit langsamerer Auslaugungskinetik die sicherere Wahl.

Die Auswahl basiert auf den Daten aus den Erzversuchen: Auslaugungsgeschwindigkeitskurve, Goldvorkommen, Begleitelemente (Arsen-, Kohlenstoff- und Antimon-haltige Erze müssen vorab aufbereitet werden) sowie der Grad der Schlammbildung in der Erzsuspension. Bei Erzen mit hohem Tonanteil müssen zudem die Erzwäsche und Entschlammung intensiviert sowie die Rühr- und Belüftungskonfiguration optimiert werden, da sonst weder CIL noch CIP reibungslos funktionieren.Wird der Prozessablauf falsch festgelegt, führt die Modularisierung nur dazu, dass Fehler schneller in die Realität umgesetzt werden – daher müssen Versuche und die Prozessauslegung der Modulfertigung vorausgehen.

IV. EPC-Schlüsselfertigkeitslösung: Wie werden die Grenzen gezogen?

Das Kernprinzip der EPC-Schlüsselfertiglösung von GoldProcessingPlant lautet: „Wir übernehmen die Verantwortung für alles, was in unseren Zuständigkeitsbereich fällt, und informieren den Kunden im Voraus über alles, was seine Mitwirkung erfordert“:

Wir sind verantwortlich für: Prozessauslegung und technische Konzepte (Analyse der Erzmerkmale, Festlegung des Prozessablaufs, Dosierungsschema), technische Planung und Zeichnungen (Standortplan, Anlagenaufstellungsplan, Bauplan), Herstellung der Kernanlagen und Lieferung der zugehörigen Ausrüstung (Zerkleinerung, Mahlung, Flotation/Schweremission, CIL/CIP-Auslaugung und -Adsorption, Anreicherung und Entwässerung, Stromverteilung und Steuerung), technische Anleitung bei der Montage vor Ort, Inbetriebnahme und Personalschulung sowie Kundendienst und Ersatzteilversorgung.

Der Kunde ist verantwortlich für: die Bauarbeiten (gemäß unseren Bauvoraussetzungsplänen; vollständige Bauausführungspläne werden von einem lokal zugelassenen Planungsbüro erstellt), die Organisation der lokalen Montagekräfte (unsere Ingenieure leiten die Montage vor Ort an), die Bereitstellung der „drei Anschlüsse und eine ebene Fläche“ sowie der Voraussetzungen für die Montage und Inbetriebnahme vor Ort, die Erledigung der lokalen behördlichen Genehmigungsverfahren.

Warum diese Arbeitsteilung kostengünstiger ist: Die Entsendung einer großen Anzahl von Arbeitskräften aus China an den Standort im Ausland würde die Kosten durch Flugtickets, Visa, Unterkunft und Verpflegung sowie hohe Tageslöhne erheblich in die Höhe treiben;Wenn der Kunde vor Ort normale Montagearbeiter organisiert und unsere entsandten Ingenieure die technische Anleitung übernehmen, werden sowohl die Baustandards gewährleistet als auch erhebliche Personalkosten eingespart. Sollte der Kunde vor Ort tatsächlich nicht über ausreichende Baukapazitäten verfügen, kann ein All-inclusive-Paket separat ausgehandelt und vertraglich vereinbart werden.

Warum Modularbau und EPC von Natur aus gut zusammenpassen: Die Modulvorfertigung erfolgt in unseren eigenen Produktionsstätten, wobei Prozessingenieure und Maschinenbauingenieure im selben Team zusammenarbeiten und die Modulschnittstellen gemäß den Zeichnungen vorbereitet werden; vor Ort koordiniert dasselbe Team die Montageanleitung und die integrierte Inbetriebnahme, sodass die Verantwortungskette lückenlos ist und bei Problemen die Verantwortung nicht auf das Planungsbüro, den Anlagenhersteller oder das Bauteam abgewälzt wird.

V. Wie wird der Projektzeitplan gestaltet?

Bei einem typischen Gesteinsgold-Projekt dauert es vom Beginn der verfahrenstechnischen Planung bis zur Inbetriebnahme etwa 8–15 Monate. Wichtige Meilensteine:Entwurf des Prozessablaufs und Angebotserstellung für die Anlagenauswahl: ca. 7–15 Tage → Erstellung der Konstruktionszeichnungen: ca. 20–30 Tage → Anlagenfertigung: 60–120 Tage → Logistik: 30–60 Tage → Montage und Inbetriebnahme: 60–150 Tage.Der Vorteil der modularen Bauweise liegt in der „verschachtelten“ Abwicklung: Sobald die zentralen Prozessparameter (Mahlfeinheit, Anzahl der Laugungsstufen, Laugungszeit) feststehen, können die Module in die Fertigung gehen, ohne dass die vollständigen Zeichnungen vorliegen müssen; der Kunde kann auf der Grundlage der Bauplanunterlagen gleichzeitig mit den Erdarbeiten („Drei Anschlüsse und eine ebene Fläche“) und dem Fundamentbau für die Fabrikhalle beginnen;Bei Auslandsprojekten muss unbedingt eine Pufferzeit für die Zollabfertigung und den Inlandstransport (ca. 30 Tage) eingeplant werden, und für solche Übergangs- und Übergabephasen sollte zusätzlich eine flexible Zeitspanne vorgesehen werden. Bei schwer zu verarbeitenden Erzen, abgelegenen Bergbaugebieten oder umfangreichen Sonderanfertigungen ist eine zusätzliche Pufferzeit erforderlich.

VI. Qualitätssicherung und Kooperationsmodalitäten

GoldProcessingPlant verfügt über zwei eigene Produktionsstandorte in Shandong und Jiangxi mit einer Gesamtfläche von ca. 50.000 m² und 20.000 m² moderner Standard-Produktionshallen. Diese sind mit großen CNC-Bearbeitungszentren und Laserschneidmaschinen ausgestattet und verfügen über eine Testplattform für Anlagen sowie ein Testzentrum für die Erzaufbereitung. Das Unternehmen wendet das Qualitätsmanagementsystem ISO 9001 an, die Produkte sind CE-zertifiziert und die jährliche Produktionskapazität beträgt mehr als 500 Anlagen.Die Projekte erstrecken sich auf wichtige Goldabbaugebiete in Afrika, Südamerika, Zentralasien und Südostasien mit einer Verarbeitungskapazität von 30 bis 5.000 Tonnen pro Tag.

Keine zwingende Bündelung der Leistungen: Es ist möglich, nur Aufbereitungsversuche und Prozessvalidierungen durchzuführen, nur die Prozessplanung oder Konstruktionszeichnungen zu erwerben, nur einzelne Maschinen oder komplette Anlagen zu kaufen, nur Ingenieure für die Inbetriebnahme vor Ort zu beauftragen oder ein komplettes EPC-Schlüsselfertigprojekt in Auftrag zu geben. Die Kosten für Vorversuche und Planungsleistungen können bei der anschließenden Unterzeichnung eines Anlagen- oder EPC-Vertrags vollständig angerechnet werden.Die Ausbeutekennzahlen werden auf der Grundlage der Erzeigenschaften und der verfahrenstechnischen Bedingungen festgelegt; die Inbetriebnahmeziele werden vertraglich festgehalten, und es werden angemessene Abnahmekriterien auf der Grundlage derselben Erzquelle und derselben Betriebsbedingungen vereinbart; die Gewährleistungsfrist beträgt 12 Monate; nach Ablauf dieser Frist werden langfristig Ersatzteile geliefert und Empfehlungen zur Prozessoptimierung gegeben.

Modulare Aufbereitungsanlagen für Gesteinsgold: Die Module sind die Form, der Prozess ist der Kern, und EPC übernimmt die Gesamtverantwortung. Zuerst das Erz verstehen, dann den Prozess festlegen, die Module entsprechend dem Prozess zusammenstellen und von ein und demselben Team bis zur Goldgewinnung in Betrieb nehmen – das ist der richtige Ansatz für eine schlüsselfertige CIP/CIL-Produktionslinie.GoldProcessingPlant – Erst das Erz verstehen, dann die Ausrüstung zusammenstellen.