Komplettanbieter für CIL-Anlagen in Goldminen: Wie lassen sich das CIL-System und die Rückgewinnungsstufe aufeinander abstimmen?
Komplettanbieter für CIL-Anlagen in Goldminen: Wie lassen sich das CIL-System und der Rückgewinnungsprozess aufeinander abstimmen?
Die Kernlogik des CIL-Verfahrens (Carbon-in-Leach) für Goldminen lässt sich in einem Satz zusammenfassen: gleichzeitige Auslaugung und Adsorption. Cyanid löst das Gold aus dem Erz in die Aufschlämmung, während Aktivkohle gleichzeitig das gelöste Gold abscheidet. Dadurch entfallen separate Auslaugungs- und Adsorptionsbecken, was zu einem kompakten Prozessablauf und geringeren Investitionskosten führt.Was jedoch wirklich darüber entscheidet, ob eine CIL-Anlage die Zielwerte erreicht, ist nicht ein einzelner Auslaugungsbehälter, sondern die Frage, ob das CIL-System und die nachgelagerte Rückgewinnungsstufe nahtlos aufeinander abgestimmt sind – wenn Kohle durch das Kohlesieb sickert, der Kohleheber die Kohle nicht aufnehmen kann oder die Desorptions- und Elektrolysekapazität nicht mit der Ausbeute an goldbeladener Kohle übereinstimmt,Wenn auch nur ein Glied in der Kette versagt, kann das gesamte CIL-System kein Gold liefern.
In diesem Artikel wird aus der Perspektive eines Komplettanbieters erläutert, wie das CIL-System und die nachgeschaltete Rückgewinnung aufeinander abgestimmt werden sollten.
I. Zunächst ein Blick auf die gesamte CIL-Kette: vom Einlauf der Erzsuspension in den Laugungsbehälter bis zum Auslagerung des konzentrierten Goldes
Ein vollständiges CIL-System lässt sich wie folgt darstellen:
Zerkleinerung und Mahlen → Eindickung und Entwässerung → Auslaugungsbecken (Zugabe von Cyanid und Kalk zur Einstellung des pH-Werts auf 10–11) → Hocheffizientes CIL-Becken mit zwei Laufrädern (gleichzeitiges Auslaugen und Absaugen; Aktivkohle wird am Ende des Beckens zugeführt und bewegt sich im Gegenstrom nach vorne) → Kohlesieb(Trennung der goldbeladenen Aktivkohle vom Erzschlamm) → Aktivkohleabscheider (Entnahme der goldbeladenen Aktivkohle) → Säurewäsche → Desorption und Elektrolyse (bei Raumtemperatur und Normaldruck oder bei hoher Temperatur und hohem Druck) → Schmelzen des Goldschlamms → Reingold
Gleichzeitig werden die Rückstände über einen Eindicker und eine Filterpresse entwässert und trocken abgeführt. In dieser Prozesskette ist der Kohleauslaugungsabschnitt der Reaktionsbereich, in dem „Auslaugen“ und „Absaugen“ gleichzeitig stattfinden, während der Rückgewinnungsabschnitt der Reinigungsbereich ist, in dem „das Gold auf der Kohle in Goldbarren umgewandelt wird“; die Kapazitäten beider Abschnitte müssen aufeinander abgestimmt sein.
II. Wie wird ein Kohleauslaugungssystem ausgelegt: Sechs Schlüsselanlagen
1. Auslaugungsbecken (mit Rührwerk und Belüftung)
Durch Zugabe von Natriumcyanid und Kalk wird der pH-Wert eingestellt, sodass sich das Gold als Goldcyanidkomplex löst. Die Rührintensität muss so gewählt werden, dass sich die Aufschlämmung nicht absetzt und die Chemikalien gleichmäßig verteilt werden; die Belüftung sorgt für gelösten Sauerstoff. Mehrere in Reihe geschaltete Becken gewährleisten die erforderliche Auslaugungszeit.
2. Hocheffiziente CIL-Zelle mit zwei Laufrädern
Die Kernanlage des CIL-Verfahrens. Während der Auslaugung wird gleichzeitig Aktivkohle zur Adsorption des Goldes zugeführt. Die Konstruktion mit zwei Laufrädern gewährleistet, dass die Aktivkohle gleichmäßig im Tank in Suspension bleibt, nicht auf den Boden absinkt und nicht mit der Aufschlämmung abfließt.
3. Aktivkohlesieb
Verhindert den Verlust von Aktivkohle mit der Aufschlämmung und ermöglicht gleichzeitig den reibungslosen Durchfluss der Aufschlämmung in den nächsten Behälter. Die Siebmaschenweite muss auf die Korngröße der Aktivkohle abgestimmt sein – sind die Maschen zu groß, geht Aktivkohle verloren; sind sie zu klein, verstopft die Aufschlämmung das Sieb. Dies ist eine der häufigsten Störungsursachen in CIL-Anlagen.
4. Kohlehebevorrichtung (Luftheber)
Fördert die mit Gold beladene Aktivkohle aus dem Becken heraus und leitet sie zur Desorptionsstufe weiter. Die Förderkapazität muss auf die Produktionsmenge der goldbeladenen Aktivkohle abgestimmt sein; wird die Kohle nicht ausreichend gefördert, sammelt sie sich im Becken an, was zu einem Rückgang der Adsorptionsleistung führt.
5. Aktivkohle-Zufuhrsystem
Neue oder regenerierte Aktivkohle wird dosiert in den letzten Aktivkohle-Einweichbehälter eingefüllt und bewegt sich dort im Gegenstrom vorwärts. Die Aktivkohlekonzentration und die Zufuhrrate wirken sich direkt auf die Adsorptionsrate und den Goldgehalt der mit Gold beladenen Aktivkohle aus.
6. Reihenschaltung der Tanks und Anzahl der Stufen
CIL-Anlagen werden üblicherweise in 4 bis 6 Stufen in Reihe geschaltet; die Anzahl der Stufen hängt von der Auslaugungsgeschwindigkeit des Erzes, der Durchsatzmenge und der angestrebten Ausbeute ab. Bei zu wenigen Stufen ist die Verweildauer unzureichend, bei zu vielen Stufen steigen die Investitionskosten und der Platzbedarf. Die konkrete Anzahl der Stufen muss durch Auslaugungsversuche ermittelt werden.
Entscheidender Aspekt: Die Anlagen des CIL-Systems müssen als Gesamtpaket konzipiert werden, wobei die Parameter aufeinander abgestimmt sein müssen. Die Verweilzeit im Laugungsbecken, die Anzahl der Stufen, die Aktivkohlekonzentration, die Maschenweite des Kohlesiebs und die Kapazität des Kohlehebers bilden ein System miteinander verknüpfter Gleichungen.Wenn man die Auslaugungsbecken von Hersteller A, die Aktivkohlesiebe von Hersteller B und die Aktivkohleabscheider von Hersteller C kauft und diese dann einfach zusammenbaut, passen die Schnittstellen und Parameter nicht zusammen, was im Betrieb zu Aktivkohleaustritt, Verstopfungen der Becken und einer zu geringen Adsorptionsrate führt.
III. Wie wird der Rückgewinnungsprozess gestaltet: Von der goldbeladenen Aktivkohle zum veredelten Gold
1. Säurewäsche
Die goldbeladene Aktivkohle wird vor der Desorption einer Säurewäsche unterzogen, um Verunreinigungen wie Kalziumkarbonat und Eisen zu entfernen und zu verhindern, dass diese im Desorptionssystem Ablagerungen bilden und die Elektrolytlösung verunreinigen.
2. Desorptions- und Elektrolyseanlagen
Das auf der goldbeladenen Aktivkohle befindliche Gold wird in die Lösung ausgewaschen und durch Elektrolyse zu Goldschlamm umgewandelt. Zwei Konfigurationen:
- Desorptionselektrolyse bei Raumtemperatur und Normaldruck: Geeignet für die konventionelle Aufbereitung sowie für kleine und mittlere Aufbereitungsanlagen; geringere Investitionskosten;
- Desorptionselektrolyse bei hoher Temperatur und hohem Druck: gründlichere Desorption, höhere Effizienz; geeignet für große Bergwerke oder schwer zu desorbierende Erze.
Auswahlkriterium: Die Verarbeitungskapazität der Desorptions-Elektrolyseanlage muss auf die Tagesproduktion der goldbeladenen Aktivkohle abgestimmt sein. Je nachdem, wie viel goldbeladene Aktivkohle das Carbon-in-Leach-System täglich produziert, muss die Desorptions- und Elektrolyseanlage über eine entsprechende tägliche Verarbeitungskapazität verfügen. Bei unzureichender Desorptionskapazität staut sich die goldbeladene Aktivkohle an, die Aktivkohle kann nicht im System zirkulieren, und die Adsorptionsleistung sinkt unmittelbar; bei übermäßiger Desorptionskapazität werden Investitionen verschwendet.
3. Goldschmelzofen
Das Goldschlamm wird zu Goldbarren oder Legierungsgold geschmolzen. Dazu gehören Tiegel, Schmelzmittel und Gussformen.
4. Zinkpulver-Austauschvorrichtung (alternativer Prozess)
Falls die Edelmetalllösung einen hohen Silbergehalt aufweist oder die Adsorption durch Aktivkohle unzureichend ist, kann anstelle der Aktivkohleadsorption eine Zinkpulver-Austauschmethode in Betracht gezogen werden. Der Ablauf ist wie folgt: Klärung und Filtration der goldhaltigen Edelmetalllösung → Vakuum-Entsauerstoffung → Zugabe von Zinkpulver zum Austausch → Filterpressung des Goldschlamms → Säurewäsche zur Zinkentfernung → Schmelzen.Die Edelmetalllösung muss so geklärt werden, dass der Gehalt an Schwebstoffen <10 ppm und der Gehalt an gelöstem Sauerstoff nach der Entgasung <1 mg/L beträgt; die Ausbeute liegt in der Regel bei >99 %. Hinweis: Die Zinkpulver-Substitution kann nur mit geklärter Flüssigkeit durchgeführt werden und eignet sich nicht für die direkte Aufbereitung von Erzschlamm; sie steht in einer Entweder-oder- oder stufenweisen Kombinationsbeziehung zum CIL-Verfahren mit Aktivkohleadsorption.
IV. Wie wählt man einen Komplettanbieter aus: Vier entscheidende Kriterien
Erstens: Werden Prozessauslegung und Anlagenbau vom selben Team durchgeführt?
Parameter wie die Anzahl der CIL-Tanks, die Maschenweite der Kohlesiebe und die Kapazität der Kohleabscheider müssen von Fachleuten festgelegt werden, die den Prozess verstehen, und anschließend von den Anlagenbauern gemäß den Plänen gefertigt werden. Wenn Prozessauslegung und Anlagenbau von zwei verschiedenen Unternehmen übernommen werden, kommt es häufig zu Problemen wie: „Die vom Planungsbüro erstellten Pläne werden vom Anlagenhersteller nicht anerkannt, und der Anlagenhersteller verlangt Änderungen, die das Planungsbüro nicht vornimmt.“
Zweitens: Werden das Kohleauslaugungssystem und das Rückgewinnungssystem als Komplettanlage geliefert?
Nur wenn Laugungsbecken, Kohleauslaugungsbecken, Kohlesieb, Kohlehebevorrichtung, Desorptionselektrolyse und Schmelzofen von ein und demselben Anbieter als Komplettpaket geliefert werden, passen Anschlussmaße, Verarbeitungskapazität und Steuerungslogik zusammen. Wenn man eine Desorptionskolonne einzeln kauft und sie mit einem Kohleauslaugungsbecken eines anderen Herstellers kombiniert, ist es die Regel, dass die Parameter nicht übereinstimmen.
Drittens: Verfügt der Anbieter über die entsprechenden Kapazitäten für die Aufbereitung schwer zu verarbeitender Erze?
Bei arsen- und kohlenstoffhaltigem Erz, das direkt in das CIL-System eingespeist wird, ist die Auslaugungsrate gering. Daher müssen die goldhaltigen Sulfide zunächst durch Flotation angereichert, anschließend durch Vorbehandlung aus der Bindung gelöst und schließlich zyanidiert werden. Wenn ein Komplettanbieter lediglich CIL-Tanks verkauft, sich aber mit der Vorbehandlung nicht auskennt, ist er bei einer Veränderung der Erzeigenschaften hilflos.
Viertens: Die Fähigkeit zur Lieferung ins Ausland und zur Inbetriebnahme.
Die Inbetriebnahme eines CIL-Systems umfasst zahlreiche Variablen wie Mahlfeinheit, Chemikalien dosierung, Auslaugungsparameter und Kohlenstoffkonzentration. Ingenieure müssen vor Ort sein und die integrierten Testläufe mit dem Erz leiten, bis die erste Charge qualitätskonformen Goldes gewonnen wird. Lieferanten, die nur liefern, sich aber nicht um den Einsatz vor Ort kümmern, und denen es an Erfahrung mit internationalen Lieferungen mangelt, können das Projekt durch eine sich in die Länge ziehende Inbetriebnahmephase zum Scheitern bringen.
Fünftens: Richtwerte für die Investitionskosten: Preisspanne für CIP/CIL-Komplettanlagen
Am Beispiel einer kompletten Hauptanlagenausstattung für CIP/CIL/Vollschlamm-Cyanidierung/Laugung in Goldminen (in 10.000 US-Dollar, ohne Bauarbeiten, Montage, Logistik und Hilfsmaterialien):
| Tägliche Durchsatzleistung (Tonnen/Tag) | Preisspanne für komplette Hauptanlagen (in 10.000 US-Dollar) |
|---|---|
| 30 | 20–35 |
| 50 | 25–40 |
| 100 | 35–50 |
| 200 | 45–75 |
| 300 | 60–90 |
| 500 | 90–135 |
| 800 | 125–170 |
| 1000 | 150–190 |
| 1500 | 205–270 |
| 2000 | 265–335 |
| 2500 | 300–380 |
Die Untergrenze des Bereichs entspricht der Standardkonfiguration, gewöhnlichem Oxid- oder einfachem Sulfiderz sowie normalen Betriebsbedingungen; die Obergrenze entspricht Sonderanfertigungen, komplexem Erz, besonderen Betriebsbedingungen oder umfassenderen Konfigurationen. Ein konkretes Angebot muss unter Berücksichtigung der Erzart, des Verarbeitungsprozesses und der Bedingungen vor Ort erstellt werden.
VI. Schlusswort: Bei der kompletten CIL-Anlage handelt es sich um ein „System“ und nicht um „Einzelmaschinen“
Der CIL-Prozess erscheint auf den ersten Blick einfach – Auslaugungsbecken plus Kohlezugabe, Kohlesiebung, Kohleentnahme, Desorption und Elektrolyse sowie Schmelzen.Doch eine Aufbereitungsanlage, die die Zielwerte tatsächlich erreicht, ist auf die abgestimmte Leistungsfähigkeit des CIL-Systems und des Rückgewinnungsprozesses angewiesen: Ist die Auslaugungszeit ausreichend, sind die Kohlesiebe dicht, kann der Kohleförderer die Kohle transportieren und kann die Desorptionselektrolyse die täglich anfallende goldhaltige Kohle verarbeiten?
Bei der Auswahl eines Komplettanbieters geht es im Wesentlichen darum, ein Team zu finden, das diese Kette von Anfang bis Ende nahtlos ineinandergreifen lässt. Zunächst werden Auslaugungstests mit Erzproben durchgeführt, um die Auslaugungsstufe und die Parameter zu bestimmen; anschließend wird die Anlage entsprechend diesen Parametern zusammengestellt; und schließlich werden Ingenieure vor Ort entsandt, um die Anlage so einzustellen, dass Gold gewonnen wird – diese Reihenfolge darf nicht umgekehrt werden.
Wenn Sie eine CIL/CIP-Aufbereitungsanlage planen oder wenn Ihr bestehendes Kohleauslaugungssystem Probleme wie Kohleaustritt, Verstopfungen in den Kanälen, Rückstau von goldbeladener Kohle oder unzureichende Desorptionskapazität aufweist, wenden Sie sich gerne an GoldProcessingPlant, um Probenversuche und eine Prozessdiagnose durchführen zu lassen.