Anlagenkonfiguration und Konzepte für eine effiziente Produktion in Sandgold-Verarbeitungsanlagen – Steigerung der Sandgold-Ausbeute
Anlagenkonfiguration und Konzepte für eine effiziente Produktion in Sandgold-Verarbeitungsanlagen – Steigerung der Goldausbeute
Die Einstiegshürden für Investitionen in Sandgoldminen sind nicht hoch, doch die Unterschiede bei der Ausbeute können erheblich sein. Bei ein und derselben Aufbereitungsanlage erzielen manche Betreiber eine Goldausbeute von über 85 %, andere hingegen nur etwas mehr als 60 % – das verlorene Gold wird nicht von der Mine „verschluckt“, sondern geht durch eine fehlerhafte Anlagenkonfiguration verloren.Bei der Sandgoldgewinnung wird das Erz weder gemahlen noch zyanidiert; der Prozess ist kurz. Der Vorteil liegt in den geringen Investitionskosten und schnellen Ergebnissen; der Nachteil ist, dass es keine nachgelagerten Verarbeitungsschritte gibt, die als Auffangnetz dienen – was im Vorfeld nicht gewonnen wird, geht später wirklich verloren.
In diesem Artikel wird aus den beiden Blickwinkeln der Anlagenkonfiguration und der effizienten Produktion erläutert, wie eine Produktionslinie für Sandgold richtig zusammengestellt wird und wie sich die Ausbeute steigern lässt.
I. Zunächst muss man die Logik der Goldrückgewinnung aus Sandvorkommen verstehen: drei Hürden, die alle genommen werden müssen
Das Gold in Sandgoldvorkommen liegt in freier, individueller Form vor und ist in lockeren Sedimenten wie Sand, Kies und Ton eingebettet. Die Gewinnung erfolgt nicht durch chemische Auflösung, sondern durch Waschen, Trennung nach Dichte und stufenweise Abscheidung. Eine Sandgold-Produktionslinie muss drei Hürden überwinden:
Erste Stufe: Das Waschen des Erzes.
Das Gold ist von Ton umhüllt und kann von den Schwerkraftabscheidern nicht erfasst werden. Ist die Aufbereitung des Erzes nicht gründlich genug, sind die nachfolgenden Rinnen und Zentrifugen reine Zeitverschwendung. Dies ist die Hauptursache für den Verlust der Ausbeute in einer Sandgold-Produktionslinie.
Zweite Stufe: Grobkörniges Gold.
Grobkörniges Gold ist schwer und sinkt schnell ab; es kann sowohl mit Rinnen als auch mit Zentrifugen gewonnen werden. Bei falscher Konfiguration (falsche Neigung der Rinnen, zu hohe Aufgabemenge in die Zentrifuge) wird das grobkörnige Gold jedoch weggespült. Grobkörniges Gold ist sehr wertvoll – der Verlust eines einzigen Körnchens entspricht dem Verlust einer ganzen Menge feinkörnigen Goldes.
Dritte Hürde: Feingold.
Feingold im Mikrometerbereich sinkt langsam ab und lässt sich nicht allein durch Rinnen auffangen. Es muss durch Zentrifugen mit verstärktem Gravitationsfeld angereichert und anschließend auf Schütteltischen veredelt werden. Feingold ist der „unsichtbare Trichter“ für die Ausbeute in der Sandgoldaufbereitung und der eigentliche Grund dafür, dass die Kennzahlen vieler Aufbereitungsanlagen nicht steigen.
Der Kern eines hocheffizienten Produktionskonzepts besteht darin, dass jede der drei Stufen mit ausreichender Ausrüstung ausgestattet ist und die einzelnen Stufen nahtlos ineinander greifen, ohne Lücken zu hinterlassen.
II. Anlagenkonfiguration: Schrittweise Zuordnung nach Prozessschritten
1. Aufgabebereich: Gleichmäßigkeit und Stabilität sind oberste Priorität
Vibrationsaufgeber/Bunkern sorgen für eine gleichmäßige Beschickung und vermeiden Stoßbelastungen. Eine ungleichmäßige Beschickung führt zu schwankenden Aufgabemengen im Waschabschnitt, zu Verstopfungen oder Leerlauf des Trommelsiebs sowie zu Schwankungen in der Durchsatzleistung des nachfolgenden Schwerkraftabscheidungsabschnitts, wodurch auch die Ausbeute schwankt.
2. Wasch- und Siebabschnitt: Trommelsieb/Zylinderwaschmaschine
Das Trommelsieb vereint die Funktionen des Waschens und Siebens, verfügt über eine hohe Durchsatzleistung und ist verstopfungsarm – es ist die erste zentrale Anlage in der Sandgold-Anlage. Wichtige Punkte bei der Konfiguration:
- Die Auslegung muss entsprechend der Durchsatzleistung und dem Schlammgehalt erfolgen; eine Auswahl nach dem Motto „Es reicht, wenn es gerade so ausreicht“ ist nicht zulässig, da eine unzureichende Aufbereitungsleistung die Hauptursache für Einbußen bei der Ausbeute ist;
- Es muss Hochdruck-Spülwasser bereitgestellt werden; bei hohem Tonanteil ist eine verstärkte Spülung erforderlich, gegebenenfalls sollte eine Vorbehandlung mit einer Schneckenwaschanlage erfolgen;
- Die Siebmaschenweite muss auf die Gold- und Kieskorngröße abgestimmt sein; die unter dem Sieb verbleibende Erzsuspension wird der Schwemmung zugeführt, während das über dem Sieb verbleibende Abgangsmaterial abgeführt wird.
3. Vorabscheidungsstufe: Rinnen
Die Siebunterlauf-Mineralsuspension wird zur Grobauswahl und Anreicherung in die Rutsche geleitet. Rutschen zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau und eine hohe Durchsatzleistung aus und eignen sich für die vorläufige Abscheidung von grobkörnigem Gold und zusammengewachsenen Goldpartikeln. Je nach Erzeigenschaften sind Schwingrutschen oder Goldbindungsrutschen zu wählen. Wichtige Punkte bei der Konfiguration:
- Neigung und Länge werden entsprechend dem Aufschlämmungsdurchsatz und der Goldkorngröße angepasst; bei zu steiler Neigung wird das Gold weggespült, bei zu flacher Neigung kann die Durchsatzleistung nicht Schritt halten;
- Das Konzentrat muss regelmäßig entnommen werden; der Entnahmezyklus richtet sich nach dem Gehalt des Aufgabematerials; wird die Rinne nicht geleert, wenn sie voll ist, geht die Abscheidungsfähigkeit verloren;
- Die Rutsche ist eine Vorabscheidungsanlage; man darf nicht erwarten, dass sie feinkörniges Gold zurückhält – ihre Aufgabe besteht darin, grobkörniges Gold zu erhalten und große Mengen an Abgangsmaterial auszuscheiden.
4. Anreicherungsstufe: Zentrifugalseparator
Die Zentrifugalseparatoren verstärken die Schwerkraftsortierung auf der Grundlage des Zentrifugalprinzips und erzielen eine bemerkenswerte Ausbeute bei der Rückgewinnung von feinkörnigem Gold; sie sind die Schlüsselanlage für die Rückgewinnung von feinkörnigem Gold in Sandgold-Anlagen. Wichtige Punkte bei der Konfiguration:
- Die Anzahl der Geräte muss auf die Durchsatzmenge abgestimmt sein; bei zu hoher Aufgabemenge sinkt die Trennleistung der Zentrifugen drastisch;
- Der Druck des Rückspülwassers, die Drehzahl der Trommel und die Konzentration des Aufgabematerials sind die drei zentralen Betriebsparameter, die vor Ort durch Einstellen optimiert werden müssen;
- Die Zentrifugen verarbeiten Grobkonzentrat aus Rinnen oder Siebunterlauf-Schlamm, wodurch der Gehalt des Konzentrats deutlich gesteigert und die Belastung der Schüttelsieb-Anlage verringert wird.
5. Feinsortierungsstufe: Schüttelsieb
Die 6-S-Schütteltische zeichnen sich durch eine hohe Sortiergenauigkeit aus und dienen der Feinauswahl, um das Zentrifugenkonzentrat weiter zu einem hochgradigen Goldkonzentrat zu veredeln. Wichtige Konfigurationshinweise:
- Die Durchsatzleistung muss auf die Konzentratmenge abgestimmt sein; da die Durchsatzleistung der Feinsortierstufe von Natur aus gering ist, richtet sich die Anzahl der Schwingtische nach der tatsächlichen Konzentratmenge;
- Neigung der Schüttfläche, Hubzahl und seitliche Spülwassermenge sind an die Korngröße des Konzentrats anzupassen; bei falschen Parametern lassen sich Konzentrat und Mittelprodukt nicht trennen;
- Das Zwischenprodukt aus der Schüttelsiebanlage kann zur Zentrifuge zurückgeführt oder separat aufbereitet werden, um Goldverluste zu vermeiden.
6. Schmelzabschnitt: Gold von einheitlicher Qualität
Das Schütteltischkonzentrat wird über einen quecksilberfreien Prozess der Schwergutabscheidung, der Quecksilber ersetzt, direkt eingeschmolzen oder als Konzentrat verkauft, wodurch gemischtes Gold gewonnen wird. Ausrüstung: Goldschmelzofen, Tiegel, Schmelzmittel, Gussformen. In Regionen mit hohen Umweltschutzanforderungen ist der quecksilberfreie Schwergutabscheidungsprozess zwingend vorgeschrieben.
7. Hilfssysteme: Wasser, Strom, Fördertechnik
- Wasserkreislaufsystem: Absetzbecken und Rückförderpumpen gewinnen den Großteil des Prozesswassers zurück, wodurch der Frischwasserverbrauch reduziert wird; das Abwasser wird gemäß den Umweltschutzanforderungen so behandelt, dass es die Grenzwerte einhält;
- Fördersystem: Förderbänder, Sandpumpen und Schlackeschlammpumpen verbinden die einzelnen Prozessschritte; Förderhöhe und Fördermenge der Pumpen sind auf die Konzentration der Erzschlämme abgestimmt;
- Elektrische Ausstattung: In Regionen mit instabiler Stromversorgung sind Dieselgeneratoren als Haupt- oder Notstromversorgung Standard. Sanftanläufe der Anlagen verringern den Anlaufstromstoß, und wichtige Steuerungssysteme sind mit Spannungsstabilisatoren ausgestattet.
III. Effiziente Produktionskonzepte: Fünf praktische Punkte zur Steigerung der Rückgewinnungsrate
Punkt 1: Ausreichender Wasserdruck und ausreichende Wassermenge bei der Erzaufbereitung.
Dies ist der Faktor mit dem höchsten Input-Output-Verhältnis. Bei unvollständiger Erzwäsche arbeiten alle nachfolgenden Anlagen vergeblich. Bei Erzen mit hohem Schlammgehalt ist es besser, die Auslegung der Waschanlagen zu vergrößern und den Wasserdruck zu erhöhen, als dies in der Nachaufbereitungsstufe „nachbessern“ zu müssen.
Punkt 2: Getrennte Rückgewinnung von grobkörnigem und feinkörnigem Gold – keine „All-in-One“-Lösung mit einem einzigen Gerät.
Rinnen sichern das grobkörnige Gold, Zentrifugen fangen das feinkörnige Gold auf, und Schüttelsiebe sorgen für die Feinauswahl – jede der drei Stufen erfüllt ihre eigene Aufgabe. Verwendet man nur Rinnen, geht feinkörniges Gold im Abgang verloren; setzt man nur Zentrifugen ein, kann die Durchsatzleistung für grobkörniges Gold nicht Schritt halten. Die stufenweise Anordnung ist eine strukturelle Garantie für die Rückgewinnungsrate.
Punkt 3: Die Parameter der Zentrifugen müssen vor Ort optimiert werden; es darf nicht mit den werkseitigen Standardeinstellungen gearbeitet werden.
Die drei Parameter – Druck des Rückspülwassers, Trommeldrehzahl und Konzentration des Aufgabematerials – bestimmen direkt die Effizienz der Feingoldgewinnung. Da sich die Goldkorngröße und der Schlammgehalt je nach Abbaugebiet unterscheiden, müssen die Parameter vor Ort durch Testläufe ermittelt werden. In vielen Aufbereitungsanlagen sind Zentrifugen zwar installiert, werden aber nicht optimal genutzt, weil die Parameter nicht richtig eingestellt wurden.
Punkt 4: Systematische Reinigung der Rinnen.
Wenn sich das Konzentrat in den Rinnen ansammelt und nicht entfernt wird, sinkt die Abscheideleistung, und das Gold wird mit dem Abgangsmaterial weggespült. Der Reinigungszyklus richtet sich nach dem Gehalt und dem Durchsatz des Aufgabematerials und muss systematisch festgelegt werden – es darf nicht nach dem Prinzip „reinigen, wenn es so aussieht, als wäre es nötig“ vorgegangen werden.
Schwerpunkt 5: Management von Kreislaufwasser und Abwasser.
Das Kreislaufwassersystem spart nicht nur Wasser, sondern beeinflusst auch die Stabilität der Schwerkraftabscheidung – Schwankungen bei Wassermenge und -druck führen zu Schwankungen in der Trennleistung von Rinnen und Schütteltischen. Die vorschriftsmäßige Aufbereitung des Abwassers ist die Mindestanforderung an den Umweltschutz und zugleich die Voraussetzung für eine langfristig stabile Produktion.
IV. Drei Entscheidungskriterien für die Auswahl und Konfiguration der Anlagen
Erstens: Die Ausrüstung ist entsprechend den Erzeigenschaften auszuwählen, nicht entsprechend den Lagerbeständen. Bei Erzen mit hohem Schlammgehalt und feiner Goldkörnung müssen die Waschanlagen und Zentrifugen verstärkt werden; bei Erzen, die überwiegend aus grobkörnigem Gold bestehen, müssen die Rinnen und Schwingmaschinen entsprechend ausgelegt sein. Die Sandgoldvorkommen in verschiedenen Bergbaugebieten unterscheiden sich stark voneinander; es ist ein häufiger Fehler, die Ausrüstungsliste eines benachbarten Bergwerks einfach zu kopieren.
Zweitens: Die Anlagen müssen als zusammenhängendes Ganzes aufeinander abgestimmt sein und dürfen nicht zusammengewürfelt werden. Die Korngröße am Ausgang des Trommelsiebs, die Durchsatzleistung der Rutschen, die Anzahl der Zentrifugen und die Durchsatzleistung der Schüttelsiebe müssen stufenweise aufeinander abgestimmt sein. Werden Anlagen verschiedener Hersteller kombiniert, stimmen Schnittstellen und Durchsatzleistungen nicht überein, was zu Materialstaus oder Leerlauf in den Zwischenstufen führt und die Effizienz der gesamten Anlage beeinträchtigt.Der Wert einer Komplettlösung liegt in der systemischen Abstimmung und einem einzigen Verantwortlichen.
Drittens: Ob mobile oder stationäre Anlage, hängt von der Lagerstätte ab. Bei verstreuten Lagerstätten und kurzfristigem Abbau empfiehlt sich eine mobile Anlage, die nach der Installation sofort einsatzbereit ist; bei konzentrierten Lagerstätten und großangelegtem Betrieb ist eine stationäre Anlage vorzuziehen, da sich die Auslegungsdaten und die Ausbeute besser kontrollieren lassen. Ab einer Kapazität von 300 Tonnen pro Tag wird eine stationäre Anlage empfohlen.
V. Preisrichtwerte und Bauzeit
Preisrichtwerte: Die Anlagenkonfiguration einer Schwerkraft-Goldaufbereitungsanlage für Sandgold unterscheidet sich von der einer Cyanid-Aufbereitungsanlage für Gesteinsgold, da sie keine Systeme zur Auslaugung, Adsorption, Desorption und Elektrolyse umfasst; die Investitionen in die Hauptanlagen sind daher relativ gering. Die konkreten Preise werden individuell anhand der Verarbeitungsmenge, des Schlammgehalts, der Goldkorngröße und des Automatisierungsgrades berechnet.Als allgemeiner Anhaltspunkt: Komplette CIP/CIL-Hauptanlagen mit einer Tageskapazität von 300 Tonnen kosten etwa 600.000 bis 900.000 US-Dollar (ohne Bauarbeiten, Montage, Logistik und Hilfsmaterialien); die Hauptanlagen für Sandgold-Schwerkraftabscheidungsanlagen liegen in der Regel unter den Kosten einer Cyanid-Anlage gleicher Größe.Die Untergrenze des Spannbereichs entspricht einer Standardkonfiguration, gewöhnlichen Erzbedingungen und normalen Betriebsbedingungen; die Obergrenze entspricht maßgeschneiderten Sonderanfertigungen, komplexen Betriebsbedingungen und umfassenderen Konfigurationen.
Bauzeit: Der Prozess einer Sandgold-Aufbereitungsanlage ist einfacher als der einer Cyanid-Anlage für Gesteinsgold, und die Fertigungszeit für die Anlagen ist relativ kurz. Üblicher Ablauf: Konzeptentwurf und Angebotserstellung für die Anlagenauswahl → Anlagenfertigung → Logistik → Montage und Inbetriebnahme.Durch die sinnvolle Verflechtung der einzelnen Schritte ist die Gesamtbauzeit in der Regel um 8 bis 15 Monate kürzer als bei Gesteinsgoldminen. Die frühzeitige Bereitstellung von Erzproben und Standortdaten zur Einleitung der Konzeptplanung ist der erste Schritt zur Verkürzung der Bauzeit.
Bau in Phasen: Bei begrenztem Budget können zunächst die Kernbereiche – Erzwäsche, Rutschen und Zentrifugen – errichtet werden, um die Produktion von Konzentrat sicherzustellen; später werden dann die Feinauswahl auf Schütteltischen, die Verhüttung und das Kreislaufwassersystem vervollständigt. Durch die Vorplanung von Schnittstellen in der Anfangsphase wird die Kontinuität des Prozessablaufs gewährleistet.
VI. Vorgehensweise bei der Fehlerbehebung bei unzureichender Ausbeute
Wenn die Ausbeute vor Ort nicht gesteigert werden kann, ist die Fehlerbehebung in folgender Reihenfolge durchzuführen:
1. Überprüfung der Erzaufbereitung
: Wurde der Ton vollständig ausgewaschen? Sind Druck und Durchflussmenge des Spülwassers ausreichend? Ist das Trommelsieb verstopft?
2. Überprüfung der Rutschen
Ist die Neigung angemessen, wird das Konzentrat rechtzeitig entfernt und ist die Aufgabemenge zu hoch?
3. Zentrifugen überprüfen
Sind der Druck des Rückspülwassers, die Drehzahl der Trommel und die Konzentration des Aufgabematerials optimal eingestellt? Entspricht die Anzahl der Zentrifugen der Verarbeitungsmenge?
4. Überprüfung der Schüttelsiebe
Sind Neigungswinkel, Hub und Hubfrequenz sowie die Querwassermenge angemessen und wird das Zwischenprodukt der Aufbereitung wieder zugeführt?
5. Überprüfung des Wassersystems
Sind die Durchflussmenge und der Druck des Kreislaufwassers stabil? Geht im Abwasser Gold verloren?
Gezielte Anpassungen sind wirtschaftlicher als der Austausch der gesamten Anlage; zunächst sollte eine Prozessüberprüfung durchgeführt werden, um Engpässe zu identifizieren.
VII. Die Ausbeute bei der Goldgewinnung aus Sand lässt sich sowohl durch die richtige Auslegung als auch durch Feinabstimmung erzielen
Die Ausbeute einer Sandgold-Produktionslinie hängt zur Hälfte von der Konfiguration und zur Hälfte von der Feinabstimmung ab. Der Kern der Konfiguration liegt darin, das Erz gründlich zu waschen, grobe und feine Partikel getrennt zurückzugewinnen und die Anlagen der einzelnen Abschnitte stufenweise aufeinander abzustimmen; der Kern der Feinabstimmung liegt in der Optimierung der Parameter von Zentrifugen und Schütteltischen vor Ort, der systematischen Reinigung der Rutschen sowie dem stabilen Betrieb des Wassersystems.
Der Prozess in einer Sandgoldmine ist kurz und es gibt keine Cyanid-Auffangstufe – entgangenes Gold ist ein echter Verlust. Daher muss jeder Schritt ausreichend ausgestattet und gut eingestellt sein; man darf nicht darauf hoffen, dass „das später wieder aufgeholt wird“.
Wenn Sie gerade eine Produktionslinie für Sandgold planen oder wenn die Rückgewinnung von Feingold in Ihrer bestehenden Sandgold-Aufbereitungsanlage nicht zufriedenstellend ist und die Rückgewinnungsrate nicht gesteigert werden kann, wenden Sie sich gerne an GoldProcessingPlant für eine Erzprobenanalyse und Prozessdiagnose – erst muss man Ihr Erz verstehen, dann erst die Anlagen auswählen und die Parameter einstellen.