Technisches Konzept für eine Goldaufbereitungsanlage? EPC-Schlüsselfertigprojekt für eine CIP-Aufbereitungsanlage mit einer Tageskapazität von 100 Tonnen

Eine CIP-Aufbereitungsanlage für Gold mit einer Tageskapazität von 100 Tonnen gehört zu den gängigsten Größenklassen bei kleinen Goldminen.Im Vergleich zur 50-Tonnen-Klasse stellt sie höhere Anforderungen an die „Prozessintegrität“, verfügt jedoch nicht über den gleichen Spielraum für Fehlertoleranz bei den Investitionen wie Anlagen mit einer Kapazität von mehreren hundert Tonnen – wählt man zu große Anlagen, führt dies zu Überkapazitäten, wählt man zu kleine, stößt man an die Produktionsgrenze und kann die Kapazität nicht voll ausschöpfen; bei einer falschen Wahl des Verfahrens kann eine Anlage mit einer Kapazität von 100 Tonnen die Kosten für Nachbesserungen nicht tragen.Daher ist die Kernfrage bei einer CIP-Aufbereitungsanlage mit einer Kapazität von 100 Tonnen pro Tag nicht, „welche Anlagen gekauft werden sollen“, sondern „wie Prozess, Anlagen und der Umfang des EPC-Auftrags für eine Menge von 100 Tonnen auf Anhieb richtig aufeinander abgestimmt werden“.In diesem Artikel wird die Konfigurationslogik einer CIP-Aufbereitungsanlage mit einer Tageskapazität von 100 Tonnen anhand von drei Ebenen erläutert: Festlegung des Verfahrenskonzepts, Auswahl der Anlagen und Umsetzung des EPC-Schlüsselfertigprojekts.

I. Zunächst die Festlegung des Verfahrens: Voraussetzungen für das CIP-Konzept

Der CIP-Prozess (Carbon-in-Pulp-Verfahren) umfasst folgende Schritte: Zerkleinerung → Mahlen und Klassieren → Anreicherung → Auslaugung in mehreren hintereinander geschalteten Zellen → Zugabe von Aktivkohle in die Adsorptionszelle → Abtrennung der goldbeladenen Aktivkohle → Desorption und Elektrolyse → Schmelzen.Dieses Verfahren eignet sich für Erze mit hohem Oxidationsgrad, in denen Gold überwiegend in freier Form vorliegt und die keine stark störenden Elemente wie Kupfer, Arsen, Antimon oder Kohlenstoff enthalten. Vor der Festlegung des CIP-Konzepts für eine Aufbereitungsanlage mit einer Kapazität von 100 Tonnen pro Tag müssen drei Schritte durchgeführt werden:

Erstens: Aufbereitungsversuche. An repräsentativen Erzproben sind eine chemische Multielementanalyse, eine Analyse der Goldphasen sowie Auslaugungsversuche durchzuführen, um Parameter wie Auslaugungszeit, Cyanidkonzentration, pH-Wert und Aktivkohleverbrauch zu ermitteln.Dem Versuchsbericht sollten eine Liste der ausgewählten Anlagen sowie ein vorläufiger Kostenvoranschlag beigefügt werden – die Spezifikationen der Anlagen für 100 Tonnen pro Tag, die Anzahl der Tanks und die installierte Leistung werden aus diesen Daten abgeleitet; es dürfen keine Erfahrungswerte zugrunde gelegt werden.

Zweitens: Die Wahl zwischen CIP und CIL. Beim CIP-Verfahren erfolgt zunächst die Auslaugung in mehreren hintereinander geschalteten Becken, bevor das Material in das Adsorptionsbecken geleitet und mit Aktivkohle versetzt wird. Da die Auslaugungszeit länger ist und die stufenweise Steuerung präziser erfolgt, eignet sich dieses Verfahren für Erze mit eher langsamer Auslaugungsgeschwindigkeit oder solche, die eine stufenweise Steuerung erfordern; beim CIL-Verfahren erfolgt Auslaugung und Adsorption gleichzeitig, es werden weniger Becken benötigt und der Prozessablauf ist kompakter, was zu geringeren Investitionskosten führt.Bei einer Kapazität von 100 Tonnen pro Tag kann CIL als Alternative in Betracht gezogen werden, sofern die Versuche eine akzeptable Auslaugungsgeschwindigkeit zeigen; bei einer eher langsamen Auslaugungskinetik des Erzes ist CIP die sicherere Wahl. Die Auswahl erfolgt auf der Grundlage der Auslaugungsgeschwindigkeitskurve und nicht nach dem Bauchgefühl.

Drittens: Überprüfung auf Störelemente. Erze, die Arsen, Kohlenstoff oder Antimon enthalten, können nicht direkt im CIP-Verfahren verarbeitet werden – Arsen verbraucht Cyanid, Kohlenstoff bindet Gold, und Antimon stört die Auslaugung. Daher müssen zunächst Vorbehandlungsversuche (Vorbehandlung mit speziellen Chemikalien, Oxidation usw.) durchgeführt werden, um die Machbarkeit zu bestätigen, bevor der Prozess festgelegt wird.Erz mit hohem Schlammgehalt muss vorab gewaschen und entschlammt werden, und die Auslaugungsparameter müssen optimiert werden.

II. Anlagenkonfiguration für eine CIP-Aufbereitungsanlage mit einer Tageskapazität von 100 Tonnen

Gemäß dem CIP-Verfahren umfasst die Kernausstattung einer Aufbereitungsanlage mit einer Tageskapazität von 100 Tonnen Folgendes:

Zerkleinerungsmodul: Gabelbrecher zur Grobzerkleinerung (Modellauswahl entsprechend der maximalen Korngröße des Roherzes) + Vibrationsaufgeber + Förderband; bei hoher Erzfestigkeit kann eine Kegelbrecherstufe zur Feinzerkleinerung hinzugefügt werden, um gemäß dem Prinzip „viel zerkleinern, wenig mahlen“ den Energieverbrauch bei der Mahlung zu senken.Brecher und Aufgeber können in einen Stahlrahmen integriert werden, der vor Ort auf dem Fundament aufgestellt und an die Anschlüsse angeschlossen wird.

Mahl- und Klassiermodul: Kleine Kugelmühle (Gitterbauweise, Zwangsaustrag, geringe Übermahlung) + Schneckenklassierer oder Hydraulikzyklon im geschlossenen Kreislauf; die Mahlfeinheit wird durch Versuche ermittelt (in der Regel 65 %–80 % im -200-Mesh-Bereich).Das Mahlmodul stellt hohe Anforderungen an die Fundamentbelastung und die Ausrichtung; es wird modular als „Anlage + Sockel + lokale Rohrleitungen“ geliefert, wobei das Fundament vor Ort gegossen wird.

Eindickungsmodul: Kleiner, hocheffizienter Eindicker (oder Schrägrohr-Eindicker), der den Überlauf aus der Mahl- und Klassierungsstufe auf eine geeignete Auslaugungskonzentration eindickt; das Überlaufwasser wird im Kreislauf wiederverwendet; für schlammige Aufschlämmungen ist eine Dosieranlage für Flockungsmittel vorgesehen.

Laugungs- und Adsorptionsmodul (CIP-Kern): Mehrere in Reihe geschaltete Laugungsbecken (mit Rührwerk und Belüftung; bei 100 Tonnen/Tag werden üblicherweise 4–6 Becken verwendet) + Adsorptionsbecken (mit Aktivkohle) + Kohlesieb + Kohleheber + Kohlehebe-Pumpe.Ein Merkmal des CIP-Verfahrens ist, dass der Überlauf erst nach Abschluss der Auslaugung in den Adsorptionsbehälter gelangt, wodurch eine ausreichend lange Auslaugungszeit gewährleistet ist. Da dieses Modul eine hohe Dichte an Rohrleitungen und Ventilen aufweist, eignet es sich am besten für die Vorintegration im Werk – Auslaugungsbehälter, Adsorptionsbehälter, Rohrleitungen, Ventile und Messgeräte werden im Werk vormontiert und getestet; vor Ort werden sie entsprechend ihrer Nummerierung an ihren Platz gebracht und entsprechend den Kennzeichnungen angeschlossen.Die Rührweise im Auslaugungsbehälter muss sicherstellen, dass sich die Mineralaufschlämmung nicht am Boden absetzt und die Belüftung gleichmäßig erfolgt; bei schlammhaltigen Betriebsbedingungen ist eine gezielte Auslegung zur Verhinderung von Ablagerungen am Boden erforderlich.

Desorptions- und Elektrolyse-Modul: Die mit Gold beladene Aktivkohle gelangt nach der Säurewäsche in die Desorptionskolonne (bei 100 Tonnen/Tag wird üblicherweise bei Raumtemperatur und Normaldruck desorbiert, was kostengünstig und einfach zu handhaben ist; bei großen Mengen an goldbeladener Aktivkohle oder hohen Desorptionsanforderungen wird Hochdruck- und Hochtemperaturverfahren gewählt). Durch Elektrolyse der Desorptionsflüssigkeit wird Goldschlamm gewonnen, der zum Goldschmelzofen geleitet wird, um reines Gold zu produzieren.Dieses Modul kann als komplette skidmontierte Einheit integriert werden.

Modul zur Konzentration und Entwässerung: Hocheffiziente Konzentratoren, Platten- und Rahmenfilterpressen (Trockenaustragung von Abgangsmaterial, Entwässerung des Konzentrats), Entwässerungssiebe sowie ein zugehöriges Kreislaufwassersystem.

Stromverteilungs- und Steuerungsmodul: Sanftanlauf-/Frequenzumrichterkonfiguration zur Reduzierung von Anlaufstromspitzen, SPS-Steuerungssystem, integrierte Lieferung von Messgeräten und Kabelrinnen; in Regionen mit instabiler Stromversorgung kann ein Dieselgenerator als Haupt- oder Notstromversorgung integriert werden.

Noch vor Ort auszuführende Arbeiten: Anlagenfundamente, Hallenkonstruktion (oder einfache Stahlkonstruktionshalle), Teile der Fernrohrleitungen, Tailings-Becken/Anlagen zur Trockenentsorgung von Tailings. Die vollständigen Bauausführungszeichnungen werden von einem vor Ort zugelassenen Planungsbüro des Kunden erstellt.

GoldProcessingPlant verfügt über zwei eigene Produktionsstandorte in Shandong und Jiangxi. Die oben genannten Kernanlagen werden eigenständig gefertigt. Prozessingenieure und Maschinenbauingenieure arbeiten im Team zusammen, wobei die Modulschnittstellen gemäß den Zeichnungen vorgesehen werden, um Abweichungen zwischen „Konstruktionszeichnungen und Anlagenabmessungen“ zu vermeiden.Bei einer Kapazität von 100 Tonnen pro Tag werden die Anlagenspezifikationen genau an die tatsächliche Verarbeitungsmenge angepasst, ohne überdimensionierte Auslegung; für Betriebsbedingungen wie Schlammgehalt oder Korrosion sind maßgeschneiderte Materialauswahlen und Konstruktionen möglich.

III. EPC-Schlüsselfertigprojekt: Projektumfang und Zeitplan für das 100-Tonnen-pro-Tag-Projekt

Das Kernprinzip des EPC-Turnkey-Konzepts 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: die Verfahrensplanung und technische Konzeption (Analyse der Erzmerkmale, Festlegung des Prozessablaufs, Dosierungsschema), die technische Planung und Zeichnungen (Standortplan, Anlagenaufstellungsplan, Plan der baulichen Gegebenheiten), die Fertigung der Kernanlagen und die Modulintegration, die Koordination der zugehörigen Hilfsmaterialien, die technische Anleitung bei der Montage vor Ort, die Inbetriebnahme und Personalschulung sowie den Kundendienst und die Ersatzteilversorgung.

Der Kunde ist verantwortlich für: die Bauarbeiten (gemäß den Bauplanungszeichnungen), die Organisation der lokalen Montagekräfte (unsere Ingenieure geben vor Ort Anweisungen zur Montage), die Bereitstellung der „drei Anschlüsse und eine ebene Fläche“ sowie der Voraussetzungen für die Montage und Inbetriebnahme vor Ort und die Erledigung der lokalen behördlichen Genehmigungsverfahren.

Die wirtschaftliche Logik dieser Arbeitsteilung: Bei einem Projekt mit einer Kapazität von 100 Tonnen pro Tag würden die Personalkostenanteile durch Flugtickets, Visa, Unterkunft und Verpflegung sowie Tageslöhne erheblich steigen, wenn eine große Anzahl von Arbeitskräften aus dem Inland an den Standort entsandt würde.Wenn der Kunde vor Ort normale Montagearbeiter organisiert und unsere Ingenieure vor Ort technische Anleitung geben, werden sowohl die Baustandards gewährleistet als auch die Personalkosten gesenkt. Falls vor Ort tatsächlich keine Baukräfte zur Verfügung stehen, kann ein All-inclusive-Paket separat ausgehandelt und vertraglich vereinbart werden.

Richtwerte für den Projektzeitplan: Angebot für Verfahrensplanung und Anlagenauswahl: 7–15 Tage → Konstruktionszeichnungen: 20–30 Tage → Anlagenfertigung und Modulvorfertigung: 60–90 Tage → Logistik: 30–60 Tage → Montage und Inbetriebnahme: 30–60 Tage.Bei einem Projekt mit einer Kapazität von 100 Tonnen pro Tag beträgt die Dauer vom Beginn der technischen Planung bis zur Inbetriebnahme in der Regel etwa 6–10 Monate (abhängig von den Logistik- und Standortbedingungen); bei Auslandsprojekten sind etwa 30 Tage als Puffer für die Zollabfertigung einzuplanen.Durch eine sinnvolle Verflechtung der einzelnen Phasen lässt sich die Gesamtbauzeit verkürzen – sobald die zentralen Prozessparameter feststehen, können die Module in der Fabrik gefertigt werden, während der Kunde parallel die Erschließungsarbeiten („Drei Anschlüsse und eine Planierung“) sowie die Fundamentarbeiten durchführt.

Bei GoldProcessingPlant gibt es keine zwingende Bündelung: Es ist möglich, nur Aufbereitungsversuche durchzuführen, nur die Verfahrensplanung oder Konstruktionszeichnungen zu erwerben, nur einzelne Maschinen oder komplette Anlagen zu beschaffen, nur Ingenieure für die Inbetriebnahme vor Ort zu beauftragen oder auch ein komplettes EPC-Schlüsselfertigprojekt in Auftrag zu geben. Die Kosten für Vorversuche und Planung können bei der anschließenden Unterzeichnung eines Anlagen- oder EPC-Vertrags vollständig angerechnet werden.

IV. Qualitätsgarantie: Auch bei einer kleinen Anlage mit 100 Tonnen werden die Zielwerte vertraglich festgeschrieben

Auch wenn es sich bei einer Anlage mit einer Kapazität von 100 Tonnen pro Tag um eine kleine Anlage handelt, dürfen die Vorgaben zur Ausbeute nicht vage bleiben. GoldProcessingPlant verspricht: Die Ausbeutevorgaben werden auf der Grundlage der Erzmerkmale und der Versuchsdaten festgelegt, die Inbetriebnahmeziele werden vertraglich festgehalten und es werden angemessene Abnahmestandards vereinbart, die auf derselben Erzquelle und denselben Betriebsbedingungen basieren;Die Gewährleistungsfrist beträgt 12 Monate; während dieser Zeit werden bei Qualitätsmängeln der Anlage Ersatzteile kostenlos ausgetauscht. Nach Ablauf der Frist werden Ersatzteile langfristig bereitgestellt und Empfehlungen zur Prozessoptimierung gegeben – bei Veränderungen der Erzbeschaffenheit, Schwankungen der Chemikalienkosten oder Schwankungen der Ausbeute begleiten wir den Kunden kontinuierlich bei der Anpassung.

Das Unternehmen wendet das Qualitätsmanagementsystem ISO 9001 an, die Produkte sind CE-zertifiziert, die jährliche Produktionskapazität beträgt mehr als 500 Anlagen, und die Projekte erstrecken sich auf wichtige Goldabbaugebiete in Afrika, Südamerika, Zentralasien und Südostasien mit einer Verarbeitungskapazität von 30 bis 5.000 Tonnen pro Tag.Eine Aufbereitungsanlage mit einer Kapazität von 100 Tonnen pro Tag folgt derselben Konstruktionslogik und denselben Verfahrensstandards wie große Anlagen; der einzige Unterschied besteht in den technischen Spezifikationen der Anlagen.

Bei der schlüsselfertigen EPC-Lieferung einer CIP-Aufbereitungsanlage mit einer Tageskapazität von 100 Tonnen geht es nicht darum, „eine günstige Anlage zu kaufen“, sondern darum, „Versuche, Verfahren, Module, Anlagen und Verantwortlichkeiten für eine Menge von 100 Tonnen in einem Schritt genau aufeinander abzustimmen“. Die Versuche legen den Prozess fest, der Prozess bestimmt die Module, die Module bestimmen die Anlagen und der EPC-Vertrag legt die Verantwortlichkeiten fest. GoldProcessingPlant – erst das Erzvorkommen verstehen, dann die Anlagen auswählen.