Versuchskonzept und technische Vorteile für Pilotanlagen zur Aufbereitung von sulfidischen Golderzen – Professionelle Dienstleistungen im Bereich der Aufbereitungsversuche

Gold-Sulfid-Erze stellen den größten Anteil der Gesteinsgoldvorkommen dar. Gold ist in Sulfiden wie Pyrit, Arsenopyrit und Chalkopyrit gebunden und wird zusammen mit den Trägermineralien transportiert, weshalb die Flotation das Hauptverfahren darstellt – das ist allgemein bekannt. Was den Bergbauunternehmern jedoch wirklich Kopfzerbrechen bereitet, ist Folgendes: Die Ergebnisse der Kleinversuche sehen vielversprechend aus, doch sobald sie auf die Produktion hochskaliert werden, „passen sie nicht mehr“.Die Ausbeute, die im Labor mit wenigen Dutzend Gramm Erzproben erzielt wird, kann in der Pilotanlage aufgrund von Unterschieden bei der Zerkleinerung, der Zugabe von Reagenzien, dem Kreislauf der Erzsuspension und der Verweilzeit erheblich abweichen. Ob vor dem Bau einer Anlage für sulfidische Golderze Pilotversuche durchgeführt werden und wie das Pilotversuchskonzept gestaltet wird, entscheidet direkt darüber, ob die Auswahl der Anlagen und das Investitionsbudget realistisch sind.Dieser Artikel befasst sich mit der Konzeption von Versuchsprogrammen und den technischen Vorteilen von Pilotanlagen für sulfidische Goldmineralien und erläutert anschaulich: „Warum werden Pilotversuche durchgeführt, was wird dabei untersucht, wie werden sie durchgeführt und welche Ergebnisse lassen sich daraus ableiten?“

I. Warum sind Pilotversuche bei sulfidischen Golderzen unerlässlich?

Die Schwierigkeiten bei der Aufbereitung von sulfidischem Golderz konzentrieren sich auf die beiden Begriffe „Dissoziation“ und „Selektivität“: Ist die Mahlfeinheit unzureichend, erfolgt die Dissoziation der goldhaltigen Sulfide vom Ganggestein nicht vollständig, sodass weder der Gehalt des Flotationskonzentrats noch die Ausbeute gesteigert werden können;ist die Mahlfeinheit zu hoch, was zur Vermatschung der Sulfide, einem erhöhten Chemikalienverbrauch und einer Verschlechterung des Flotationsschaums führt. Diese Probleme werden bei kleinen Versuchen mit Proben im Grammbereich oft durch „ideale Bedingungen“ überdeckt und treten erst bei Pilotversuchen im kontinuierlichen Betrieb im Kilogramm- bis Tonnenbereich zutage.

Konkret zeigt sich der Wert des Pilotversuchs in vier Aspekten:

Erstens: Überprüfung der Skalierbarkeit des Verfahrens. Während Kleinversuche diskontinuierlich ablaufen, erfolgt bei Pilotversuchen eine kontinuierliche Zu- und Abführung von Material. Nur im Pilotversuch lassen sich die Verteilung der Verweildauer der Aufschlämmung, der Weg der Reagenzien im Prozess sowie die Auswirkungen der Kreislaufbelastung realistisch abbilden. Hinsichtlich der Kreislaufmenge bei geschlossenen Flotationskreisläufen und der Stabilität des Konzentratgehalts sind die Daten aus Pilotversuchen wesentlich zuverlässiger als die aus Kleinversuchen.

Zweitens: Ermittlung einer fundierten Grundlage für die Anlagenauswahl. Das Zusammenspiel von Belüftungsmenge, Rührintensität, Zellvolumen und Verweilzeit in der Flotationszelle sowie die Parameter für den geschlossenen Kreislauf von Kugelmühle und Klassierer haben direkten Einfluss auf die Spezifikationen und die Anzahl der Anlagen. Die Daten aus dem Pilotversuch bilden eine solide Grundlage für die Anlagenauswahl und die Investitionskalkulation und sind keine bloßen Erfahrungswerte.

Drittens: Aufdeckung der „verborgenen Variablen“ des Erzes. Sulfidische Golderze enthalten häufig Begleitelemente wie Arsen, Kohlenstoff, Antimon und Kupfer, die bei Kleinversuchen nicht unbedingt zum Vorschein kommen. Im kontinuierlichen Betrieb des Pilotversuchs treten jedoch Probleme wie ungewöhnlicher Reagenzienverbrauch, ein plötzlicher Rückgang der Auslaugungsrate oder eine Aktivkohlevergiftung zutage; werden diese frühzeitig erkannt, können entsprechende Gegenmaßnahmen rechtzeitig geplant werden.

Viertens: Bereitstellung von Referenzwerten für die vertraglichen Abnahmekriterien. Die im Pilotversuch ermittelten Rückgewinnungsraten, Konzentratgehalte und spezifischen Chemikalienverbrauchswerte bilden die wissenschaftliche Grundlage für nachfolgende Anlagenverträge und die Abnahmekriterien im Rahmen von EPC-Verträgen. Ohne durch Pilotversuchsdaten untermauerte Leistungsversprechen haben beide Seiten keine Gewissheit.

II. Wie wird ein Versuchsplan für eine Pilotanlage zur Aufbereitung von sulfidischem Golderz entworfen?

Der Pilotversuchsplan von GoldProcessingPlant für sulfidische Golderze wird in vier Phasen durchgeführt: „Probenvorbereitung – Einheitsversuche – kontinuierlicher Pilotversuch – Erstellung des Abschlussberichts“:

Phase 1: Vorbereitung der Erzproben und Analyse der Erzeigenschaften. Es werden repräsentative Erzproben entnommen (unter Berücksichtigung der Mischungsverhältnisse verschiedener Bereiche des Erzkörpers und unterschiedlicher Oxidationsgrade), um eine chemische Multielementanalyse, eine Goldphasenanalyse (Anteil an freiem Gold, in Sulfiden eingebundenem Gold und in Gangart eingebundenem Gold) sowie eine Analyse der Mineralzusammensetzung und der Korngrößenverteilung durchzuführen.Dieser Schritt bestimmt die Ausrichtung der nachfolgenden Versuche: Liegt das Gold hauptsächlich in Pyrit oder in Arsenopyrit vor? Wie hoch ist der Einschlussgrad? Welche Begleitelemente sind vorhanden? Ohne diese Daten wäre der Pilotversuch ein Blindversuch.

Phase 2: Versuche unter Einheitsbedingungen. Vor Beginn der kontinuierlichen Pilotversuche werden zunächst Einheitsversuche durchgeführt, um die Schlüsselparameter festzulegen:

• Versuche zur Mahlfeinheit: Es werden Vergleichsversuche zur Flotation bei unterschiedlichen Mahlfeinheiten (z. B. Gradienten von 65 %, 75 % und 85 % bei -200 Mesh) durchgeführt, um die optimale Mahlfeinheit zu ermitteln, die sowohl den Aufschlussgrad als auch die Schlammbildung berücksichtigt.
• Versuche zu den Flotationsbedingungen: Systematische Optimierung des Reagenzienschemas (Art und Dosierung von pH-Reglern, Aktivatoren, Sammelmitteln und Schaumbildnern), der Flotationskonzentration, der Belüftungsmenge und der Flotationsdauer; bei arsenhaltigem Erz muss die Unterdrückung von Arsenit oder ein separates Flotationsverfahren für Arsen-Gold-Konzentrat geprüft werden; bei kohlenstoffhaltigem Erz muss die Unterdrückungswirkung von Kohlenstoffstoffen überprüft werden.
• Flotationsversuche im offenen/geschlossenen Kreislauf: Festlegung der Anzahl der Vor-, Zwischen- und Feinsortierungsstufen (z. B. eine Vorstufe, zwei Feinstufen, zwei Zwischenstufen oder eine Vorstufe, drei Feinstufen, drei Zwischenstufen); bei Versuchen im geschlossenen Kreislauf Untersuchung des Einflusses der Rückführung des Zwischenprodukts auf den Konzentratgehalt und die Ausbeute.
• Vergleichstests zur Cyanidlaugung: Durchführung von Cyanidlaugungstests an Flotationskonzentraten und/oder Flotationsrückständen sowie Vergleichstests zwischen CIL- und CIP-Verfahren mit dem gesamten Schlamm, um Parameter wie Laugungszeit, Cyanidkonzentration, pH-Wert und Aktivkohleeintrag festzulegen;Bei schwer aufbereitbaren arsen- und kohlenstoffhaltigen Erzen sind zusätzliche Vorbehandlungsversuche erforderlich (Vergleich verschiedener Verfahren wie proprietäre Reagenzien, Röstung, biologische Oxidation, Druckoxidation usw.).

Phase 3: Kontinuierlicher Pilotbetrieb. Auf der Grundlage der in den Einheitsversuchen ermittelten Parameter wird ein kontinuierlicher Betrieb in der Pilotanlage durchgeführt, um Folgendes zu untersuchen:

• Prozessstabilität: Sind die Betriebskennzahlen unter kontinuierlichen Ein- und Ausgabebedingungen stabil und ist der Kreislauf des Zwischenprodukts ausgeglichen?
• Verteilung und spezifischer Verbrauch der Reagenzien: Verteilung der Reagenzien an den verschiedenen Punkten des Prozesses, tatsächlicher spezifischer Verbrauch und Kostenkalkulation;
• Anlagenleistung: Tatsächliche Betriebsleistung in den einzelnen Prozessschritten – Belüftung und Durchmischung in den Flotationszellen, geschlossener Kreislauf bei der Zerkleinerung und Klassierung, Konzentration und Waschen sowie Auslaugung und Adsorption;
• Produktkennzahlen: Goldkonzentratgehalt, Ausbeute, Tailings-Gehalt sowie Gehalt an Schadstoffen im Konzentrat (mit Auswirkungen auf die Preisgestaltung beim Verkauf).

Phase 4: Versuchsbericht und Ausarbeitung des Konzepts. Der Bericht enthält nicht nur Empfehlungen zum Prozessablauf und zu den erwarteten Ausbeuten, sondern auch eine Liste der ausgewählten Anlagen sowie einen vorläufigen Kostenvoranschlag – Analyse der Eigenschaften des Golderzes, Empfehlung des Goldaufbereitungsverfahrens, Schlüsselparameter, Ausbeuten, Gehalt des Endprodukts, Anlagenliste und Investitionsvoranschlag –, sodass direkt mit der Konzeptplanung und der Investitionsentscheidung begonnen werden kann.

III. Worin liegen die technischen Vorteile der Pilotanlage?

Vorteil 1: Integration von Versuchszentrum und Produktionsstandorten. GoldProcessingPlant verfügt über ein Aufbereitungsversuchszentrum sowie zwei eigene Produktionsstandorte in Shandong und Jiangxi.Die für die Versuche verwendeten Anlagen wie Flotationsmaschinen, Kugelmühlen und Laugungsbecken stammen aus derselben Quelle und basieren auf denselben Verfahren wie die Anlagen für die industrielle Produktion, wodurch die Abweichungen bei der Übertragung der Pilotversuchsdaten auf den industriellen Maßstab minimiert werden; die im Pilotversuch ermittelten Anlagenparameter lassen sich direkt in Fertigungszeichnungen umsetzen, sodass keine Diskrepanz zwischen „zwei unterschiedlichen Logiken für Versuchs- und Produktionsanlagen“ entsteht.

Vorteil 2: Ein gemeinsames Team für Verfahren und Anlagen. Mineralverarbeitungsingenieure, Metallurgieexperten und Maschinenkonstrukteure arbeiten im selben Team zusammen. Probleme bei der Anpassung der Anlagen, die im Pilotversuch festgestellt werden (z. B. unzureichende Belüftung der Flotationsanlagen oder tote Zonen in den Auslaugungsbecken), können direkt in die Anlagenkonstruktion und -auswahl einfließen, anstatt dass nach Abschluss der Versuche ein anderer Hersteller gesucht werden muss, um die gleichen Fehler erneut zu machen.

Vorteil 3: Spezielle Kompetenz bei schwer zu verarbeitenden Erzen. Für arsen-, kohlenstoff- und antimonhaltige sowiefeinkörnige, umhüllte Goldsulfid-Erze verfügen wir über die Fähigkeit, Vergleichstests verschiedener Vorbehandlungsverfahren durchzuführen – einschließlich der Machbarkeitsprüfung und Kostenvergleiche für Verfahren wie die Vorbehandlung mit exklusiven Reagenzien, Röstung, biologische Oxidation und Druckoxidation. So helfen wir unseren Kunden nicht nur bei der Frage „Ist eine Aufbereitung möglich?“, sondern auch bei der Entscheidung, „welcher Weg wirtschaftlicher ist“.

Vorteil 4: Direkte Verknüpfung der Daten mit Investitionsentscheidungen. Dem Pilotversuchsbericht liegen eine Liste der ausgewählten Anlagen sowie ein vorläufiger Kostenvoranschlag bei, sodass Kunden den Investitionsumfang sofort nach Erhalt des Berichts einschätzen können; die Kosten für Vorversuche und Planungsleistungen können bei der anschließenden Unterzeichnung von Anlagen- oder EPC-Verträgen vollständig angerechnet werden, was die Entscheidungshürde senkt.

Vorteil 5: Weltweite Erfahrung mit verschiedenen Mineralien. Die Projekte erstrecken sich auf wichtige Goldabbaugebiete in Afrika, Südamerika, Zentralasien und Südostasien mit einer Verarbeitungskapazität von 30–5.000 Tonnen pro Tag und umfassen die Aufbereitung von Gesteinsgold, Sandgold, schwer aufbereitbaren Erzen sowie die Wiederaufbereitung von Abraum. Die gesammelten Versuchsdaten zu sulfidischen Golderzen unterschiedlicher geografischer Herkunft und unterschiedlicher Genese ermöglichen eine effiziente Planung der Pilotanlagen ohne Umwege.

IV. Nach dem Pilotversuch: Der Übergang vom Versuch zum Anlagenbau

Die Pilotanlage ist nicht das Endziel, sondern der Ausgangspunkt für den Anlagenbau. Nach Bestätigung des Verfahrensablaufs im Pilotversuchsbericht folgt dieser weitere Weg:

Prozessauslegung und technische Zeichnungen: Auf Grundlage der Pilotversuchsdaten werden Prozessablaufdiagramme, eine Liste der Anlagenkonfiguration, ein Lageplan des Werksgeländes, Fundamentpläne für die Anlagen sowie Pläne zu den baulichen Voraussetzungen erstellt.

Anlagenbau und Lieferung: Die Kernanlagen (Zerkleinerung, Mahlen, Flotation, Auslaugung/Adsorption, Eindickung und Entwässerung) werden gemäß den Zeichnungen gefertigt, das zugehörige Zubehör wird koordiniert und nach der Qualitätskontrolle im Werk versandt.

Montageanleitung und Inbetriebnahme: Entsendung von Ingenieuren zur Anleitung bei der Aufstellung der Anlagen, dem Anschluss der Rohrleitungen und der Elektroinstallation; Leitung der Einzelinbetriebnahme und der Probebetriebe mit Material; Optimierung der Mahlfeinheit, des Flotationsmittelprogramms und der Auslaugungsparameter bis zur Erzeugung von qualifiziertem Goldkonzentrat sowie Schulung des Kundenteams.

Langfristiger technischer Support: Während der Gewährleistungsfrist erfolgt der kostenlose Austausch von Ersatzteilen bei Qualitätsmängeln an den Anlagen; nach Ablauf der Gewährleistungsfrist werden Ersatzteile langfristig bereitgestellt und Empfehlungen zur Prozessoptimierung gegeben – bei Veränderungen der Erzbeschaffenheit, Schwankungen der Reagenzienkosten und Schwankungen der Ausbeute wird der Kunde kontinuierlich bei der Anpassung unterstützt.

GoldProcessingPlant sieht keine obligatorischen Paketangebote vor: Es ist möglich, nur Aufbereitungsversuche und Pilotversuche durchzuführen, nur die Prozessplanung oder Konstruktionszeichnungen zu erwerben, nur die Anlagen zu beschaffen, nur Ingenieure für die Inbetriebnahme vor Ort zu beauftragen oder ein komplettes EPC-Schlüsselfertigprojekt in Auftrag zu geben.

V. Qualitätsgarantie: Daten sprechen für sich, Kennzahlen entsprechen den vertraglichen Vorgaben

Die Ausbeute bei sulfidischen Goldlagerstätten wird durch die natürlichen Eigenschaften des Erzes bestimmt – Art der goldhaltigen Mineralien, Einlagerungsgrad, Korngröße der Einschlüsse und Begleitelemente; jeder dieser Faktoren beeinflusst die endgültigen Kennzahlen.GoldProcessingPlant gibt keine absoluten Zahlen ab, die von den Versuchsdaten abweichen. Wir versprechen vielmehr: Durch strenge Pilotversuche und eine maßgeschneiderte Verfahrensplanung entwerfen wir für Ihr Erz den Prozess mit der unter den gegebenen Bedingungen höchstmöglichen Ausbeute; die Inbetriebnahmeziele werden vertraglich festgehalten, und es werden angemessene Abnahmekriterien auf der Grundlage derselben Erzquelle und derselben Betriebsbedingungen vereinbart;Die in den Pilotversuchsberichten enthaltene Anlagenauswahl und das Budget dienen als verbindliche Grundlage für Investitionsentscheidungen und nicht als Richtwerte.

Beim Bau einer Anlage zur Aufbereitung von sulfidischem Gold sind nicht die Anlagen das Teuerste, sondern die Nachbesserungen, die bei einem falsch gewählten Verfahren anfallen. Pilotversuche kosten wenig, sparen aber viel Geld. Erst testen, dann das Verfahren festlegen, schließlich die Anlagen auswählen – diese Reihenfolge begleitet GoldProcessingPlant Sie auf Ihrem gesamten Weg. GoldProcessingPlant – erst das Erz verstehen, dann die Anlagen auswählen.