Holmstock-Verfahren zur Gewinnung von Gold aus Erzen und Komplettlösungen für Produktionsanlagen
Verarbeitungsverfahren zur Goldgewinnung aus Homestake-Goldlagerstätten und Komplettlösungen für Produktionsanlagen
Homestake-Goldlagerstätten sind nach der Homestake-Goldmine im US-Bundesstaat South Dakota benannt und gelten als typisches Beispiel für goldhaltige Lagerstätten in bandförmigen Eisenformationen (BIF).Das Kernmerkmal dieser Erze ist die enge Symbiose von Gold und Eisenmineralien: Feinkörniges Gold ist in Eisenmineralien wie Magnetit, Hämatit und Pyrit sowie in silikatischen Bändern eingebettet, was eine direkte Gewinnung durch herkömmliche Schwerkraftabscheidung erschwert; bei unsachgemäßer Wahl des Verfahrensablaufs kommt es zu erheblichen Einbußen bei der Ausbeute.In diesem Artikel werden die Eigenschaften des Erzes aus Homestake-Goldlagerstätten, die Gewinnungsverfahren sowie die Konfiguration einer kompletten Produktionslinie erläutert.
I. Eigenschaften des Erzes in Homstak-Goldlagerstätten
Holmstock-Goldlagerstätten gehören zur Goldmineralisierung innerhalb von bandförmigen Eisenformationen (BIF). Die Eigenschaften des Erzes bestimmen die Schwierigkeiten bei der Aufbereitung:
Erstens: Gold und Eisenmineralien treten in enger Symbiose auf. Gold liegt in Form feinkörniger Durchdringungen in Eisenmineralien wie Magnetit, Hämatit und Pyrit vor, wobei ein Teil des Goldes in silikatischen Bändern oder Sulfiden eingeschlossen ist. Die Goldkörner sind fein verteilt, sodass für ihre Freisetzung eine ausreichende Mahlfeinheit erforderlich ist.
Zweitens beeinflusst der hohe Gehalt an Eisenmineralien die Wahl der Aufbereitungsmethode. Magnetit lässt sich durch Magnetabscheidung zurückgewinnen, Hämatit erfordert eine starke Magnetisierung oder Flotation, während goldhaltiges Pyrit durch Flotation aufbereitet wird. Eisenmineralien dienen sowohl als Goldträger als auch als zu trennendes Material; bei der Prozessauslegung müssen daher sowohl die Goldrückgewinnung als auch die Weiterverarbeitung des Eisens berücksichtigt werden.
Drittens bestimmt der unterschiedliche Sulfidgehalt die Rolle der Flotation. In Erzvorkommen mit hohem Gehalt an goldhaltigen Sulfiden wie Pyrit ist die Flotation der Hauptweg zur Goldgewinnung; in Erzvorkommen mit geringem Sulfidgehalt, in denen das Gold überwiegend in freier Form vorliegt, sind Schwerkraftabscheidung oder Cyanidauslaugung direktere Verfahren.
Viertens: Die hohe Härte des Erzes führt zu nicht unerheblichen Mahlkosten. Durch den Eisengehalt sind die Gesteine dicht und hart, was zu einem hohen Energieverbrauch beim Brechen und Mahlen führt. Die Einhaltung des Prinzips „viel brechen, wenig mahlen“ sowie die angemessene Festlegung der Mahlfeinheit wirken sich direkt auf die Betriebskosten aus.
II. Verarbeitungsabläufe für Goldlagerstätten vom Holstacker-Typ
Für Goldlagerstätten vom Holstacker-Typ gibt es kein einheitliches „Allzweck“-Verfahren; die Wahl des Verfahrens richtet sich nach der Vorkommensform des Goldes und der Zusammensetzung der Eisenmineralien:
Verfahren 1: Flotation + Cyanidauslaugung des Konzentrats (eines der gängigsten Verfahren)
Geeignet für Erzvorkommen, in denen Gold hauptsächlich in Sulfiden wie Pyrit enthalten ist. Durch Mahlen wird die Einzelabtrennung der goldhaltigen Sulfide erreicht; durch Flotation wird ein Goldkonzentrat gewonnen, das zur Cyanidauslaugung oder direkt zur Verhüttung weitergeleitet wird.Durch die Flotation wird das Gold im sulfidischen Konzentrat angereichert, wodurch das Volumen der nachfolgenden Aufbereitung reduziert wird. Dies ist ein häufig verwendetes Verfahren für Goldminen mit sulfidischem Goldvorkommen in der Holstacker-Struktur.
Der Flotationsprozess kann von „ein Vorlauf, zwei Feinläufe, zwei Spülläufe“ bis zu „ein Vorlauf, drei Feinläufe, drei Spülläufe“ variieren. Die Mahlfeinheit bestimmt den Aufschlussgrad, während das Reagenzienschema (Sammler, Aktivatoren, pH-Regulatoren) die Selektivität bestimmt.
Verfahren 2: Kombination aus Magnetabscheidung und Flotation
Geeignet für Erzvorkommen, in denen Magnetit und goldhaltige Sulfide gemeinsam vorkommen.Zunächst wird Magnetit durch Magnetabscheidung gewonnen (Magnetit kann selbst Gold enthalten; die weitere Verwendung des Magnetabscheidungskonzentrats hängt vom Goldgehalt ab), anschließend werden die Rückstände der Magnetabscheidung der Flotation zugeführt, um die goldhaltigen Sulfide zu gewinnen. Die Reihenfolge von Magnetabscheidung und Flotation, die Mahlfeinheit sowie die Magnetfeldstärke müssen anhand von Versuchen unter Berücksichtigung der Erzeigenschaften festgelegt werden.
Verfahren 3: Kombination aus Schwerkraftabscheidung, Flotation und Cyanidierung
Geeignet für komplexe Erzvorkommen, in denen grobkörniges Gold und feinkörniges, eingebettetes Gold koexistieren und die Rückgewinnungsrate mit einem einzelnen Verfahren nicht den Anforderungen entspricht.Der Mahlkreislauf ist mit einem Zentrifugalseparator ausgestattet, um grobkörniges freies Gold vorab zu gewinnen; in der Flotation werden goldhaltige Sulfide gewonnen, und die Flotationsrückstände werden je nach Gehalt entweder einer weiteren Cyanidbehandlung oder einer erneuten Zerkleinerung und Aufbereitung unterzogen. Die Wahl der Knotenpunkte im kombinierten Verfahren bestimmt die Gesamtausbeute.
Verfahren 4: Cyanidierung des gesamten Schlamms (CIL/CIP)
Geeignet für Erzvorkommen, in denen Gold überwiegend in freier Form vorliegt, der Sulfidgehalt gering ist und keine Störelemente wie Arsen, Kohlenstoff oder Antimon enthalten sind. Nach dem Brechen und Mahlen erfolgt eine konzentrierte Entwässerung; anschließend wird das Material in einen Auslaugungsbehälter gegeben und mit Cyanid versetzt. Bei CIL erfolgt die Auslaugung parallel zur Absorption, bei CIP die Auslaugung vor der Absorption; die goldbeladene Aktivkohle wird desorbiert und elektrolytisch geschmolzen.Bei eisenhaltigem Erz ist vor der Cyanidbehandlung der Cyanidverbrauch durch die Eisenmineralien zu berücksichtigen; die Kosten für die Chemikalien sind zu kalkulieren.
Verfahren 5: Vorbehandlung durch Röstung/biologische Oxidation + Cyanidierung
Geeignet für schwer aufbereitbare Erzvorkommen, bei denen das Gold fest von Sulfiden oder Siliziumdioxid umschlossen ist und die konventionelle Cyanidlaugungsrate gering ist.Nach der Anreicherung der goldhaltigen Sulfide durch Flotation wird das Konzentrat durch Rösten, biologische Oxidation oder Druckoxidation aufgeschlossen, um die Einlagerung zu lösen, woraufhin das Gold durch Cyanidation zurückgewonnen wird. Die Wahl der Vorbehandlungsmethode hängt vom Sulfidgehalt, dem Arsengehalt und dem Grad der Einlagerung ab.
Welcher Weg konkret eingeschlagen wird, muss anhand von repräsentativen Erzproben durch Aufbereitbarkeitstests ermittelt werden. Da sich die Zusammensetzung der Eisenmineralien und die Goldvorkommen in verschiedenen Abschnitten eines Homstak-Erzes erheblich unterscheiden können, müssen die Tests verschiedene Abschnitte abdecken.
III. Auslegung der kompletten Produktionsanlagen für Homstak-Goldlagerstätten
Die Konfiguration erfolgt gemäß den gängigen Verfahren (Flotation + Cyanidierung des Konzentrats oder Kombination aus magnetischer Trennung und Flotation). Liste der Kernanlagen:
Zerkleinerungs- und Mahlabschnitt
Backenbrecher (Grobzerkleinerung), Kegelbrecher (Mittel- und Feinzerkleinerung), Kugelmühle (zweistufige Mahlung: erste Stufe mit Gitter, zweite Stufe mit Überlauf), Spiralklassierer oder Hydrosyklon (Geschlossener Kreislauf).Da Eisenerz eine hohe Härte aufweist, muss die Brechanlage ausreichend dimensioniert sein; die Mahlfeinheit wird anhand von Versuchen festgelegt.
Magnetabscheidungsstufe (falls zutreffend)
Nass-Permanentmagnet-Magnetseparator, Hochgradienten-Magnetseparator zur Rückgewinnung von Magnetit und gegebenenfalls zur Abtrennung goldhaltiger Eisenmineralien.
Schwerkraftabscheidung (falls zutreffend)
Zentrifugalseparator (Rückgewinnung von grobkörnigem Gold aus dem Mahlkreislauf), Schüttelsieb (Feinkornauswahl des Schwerstoffkonzentrats).
Flotationsstufe
Flotationsmaschinen (die gesamte Baureihe der selbstansaugenden SF-Typen, der belüfteten XCF/KYF-Typen sowie der BF- und JJF-Typen), zusammengestellt zu Vor-, Zwischen- und Feinsortieranlagen; Anlagen zur Aufschlämmung und Dosierung von Reagenzien.
Cyanidierungsabschnitt (falls zutreffend)
Laugungsbecken (mit Rührwerk und Belüftung), Aktivkohle-Adsorptionssystem, Sieb zur Trennung von goldhaltiger Kohle, Desorptions- und Elektrolyseanlagen (bei Raumtemperatur und Normaldruck bzw. bei hoher Temperatur und hohem Druck), Goldschmelzofen, Eindicker, Filterpresse für Abraum.
Anreicherungs- und Entwässerungsabschnitt
Dickungsmaschine, Filterpresse (Entwässerung des Konzentrats, Trockenaustragung der Abgänge).
Hilfseinrichtungen
Zuführer, Förderbänder, Rührbehälter, Schlammpumpen.
GoldProcessingPlant deckt die gesamte Ausrüstungskette für die Goldaufbereitung ab: Zerkleinerung und Siebung, Mahlen und Klassierung, Schwerkraftabscheidung, Flotation, Magnetabscheidung, Auslaugung und Adsorption (CIL/CIP-Systeme), Desorptionselektrolyse, Anreicherung und Entwässerung sowie Beschickung und Förderung.Verkauf als Einzelgeräte oder komplette Anlagen, zusammengestellt entsprechend den Eigenschaften des Erzes und den prozesstechnischen Anforderungen, nicht aus Lagerbeständen.
IV. Vier häufige Fallstricke bei der Verarbeitung von Gold im Homstak-Verfahren
- Fehler 1: Die Anlage wird nach dem Standardverfahren für Quarzadern mit hohem Eisengehalt gebaut. In Homstak-Lagerstätten liegt Gold in Symbiose mit Eisenmineralien vor; die Reihenfolge und Parameter von Magnetseparation, Flotation und Cyanidierung müssen anhand von Gesteinsproben neu festgelegt werden – eine direkte Übernahme des Verfahrens für Quarzadern führt zu unzureichenden Ausbeuten.
- Fehler 2: Unzureichende Mahlfeinheit, wodurch das eingebettete Gold nicht freigesetzt wird. Feinkörniges Gold ist in Eisenmineralien und silikatischem Material eingebettet; wird die erforderliche Mahlfeinheit nicht erreicht, kann es weder durch Flotation noch durch Cyanidierung gewonnen werden. Die Mahlfeinheit muss durch Versuche ermittelt werden, wobei sowohl der Grad der Desorption als auch der Energieverbrauch zu berücksichtigen sind.
- Falle 3: Der Verbrauch von Cyanid durch Eisenmineralien wird vernachlässigt. Magnetit und Hämatit im eisenhaltigen Erz verbrauchen Cyanid. Vor der Cyanidbehandlung des gesamten Erzes müssen die Kosten für die Chemikalien berechnet werden; gegebenenfalls sollte zuvor durch Magnetabscheidung oder Flotation ein Teil der Eisenmineralien entfernt werden.
- Fehler Nr. 4: Inbetriebnahme der Anlage ohne Überprüfung der Erzproben. Bei Holmes-Stake-Erzlagerstätten gibt es große Unterschiede in der Zusammensetzung der Eisenmineralien und der Goldvererzung zwischen den einzelnen Abschnitten. Ohne Versuchsdaten repräsentativer Erzproben basiert die Auswahl der Anlagen ausschließlich auf Erfahrungswerten.GoldProcessingPlant verfährt wie folgt: Zunächst wird das Erz begutachtet, dann werden Versuche durchgeführt und anschließend die Anlage zusammengestellt – die Versuche zur Eignungsprüfung der Erzproben umfassen Schwergutabscheidung, Flotation im offenen/geschlossenen Kreislauf, Magnetabscheidung sowie Cyanidlaugung; dem Versuchsbericht werden direkt eine Liste der ausgewählten Anlagen sowie ein vorläufiger Kostenvoranschlag beigefügt.
V. Warum GoldProcessingPlant für die Planung von Goldminen vom Typ Holstak wählen?
Der Prozess steht im Vordergrund, keine Standardvorlagen
Holmstock-Vorkommen unterscheiden sich in ihrer Lagerstellungsform von Quarzader-, alterierten Gesteins- und Carlin-Vorkommen, weshalb auch die Prozessparameter unterschiedlich sein müssen.Über 20 Jahre Erfahrung in der Planung von Goldaufbereitungsverfahren und der Herstellung von Anlagen; fundierte Kenntnisse in Kernverfahren wie Schwergutabscheidung, Flotation, Magnetabscheidung, CIP/CIL und Haufenlaugung; Spezialisierung auf die Aufbereitung schwer aufbereitbarer Erze und komplexer Erzkörper.
Eigene Anlagenfertigung – perfekte Abstimmung von Verfahren und Hardware
Brecher, Kugelmühlen, Magnetabscheider, Zentrifugalabscheider, Flotationsmaschinen und CIL-Laugungsbecken werden vollständig in Eigenregie hergestellt. Prozessingenieure und Maschinenbauingenieure arbeiten im selben Team zusammen, und die Anlagen werden gemäß den Prozesszeichnungen gefertigt, wodurch Diskrepanzen wie „Abweichungen zwischen Konstruktionszeichnungen und Anlagenabmessungen“ vermieden werden.Zwei große Produktionsstandorte mit einer Gesamtfläche von rund 50.000 Quadratmetern verfügen über eine jährliche Produktionskapazität von mehr als 500 Anlagen. Die Produkte werden in über 50 Länder und Regionen exportiert. Das Unternehmen hält sich strikt an das Qualitätsmanagementsystem nach ISO 9001, und die Produkte sind CE-zertifiziert.
Spezialkompetenz bei schwer zu verarbeitenden Erzen
Für schwer zu verarbeitende Erze wie feinteiliges, in Gestein eingebettetes Gold, polymetallische Mischerze und sulfidreiche Erze verfügen wir über entsprechende kombinierte Verfahren und spezielle Lösungen, anstatt alle Goldvorkommen mit einem einheitlichen Standardverfahren zu behandeln.
Weltweite Projekterfahrung
Die Projekte erstrecken sich auf wichtige Goldfördergebiete wie Ghana, Mali und Tansania in Afrika, Peru und Kolumbien in Südamerika, Russland und Kasachstan in Zentralasien sowie Südostasien. Die Verarbeitungskapazitäten liegen zwischen 30 und 5.000 Tonnen pro Tag. Wir sind mit grenzüberschreitender Logistik, Zollabfertigungsverfahren und den Bauvorschriften verschiedener Länder bestens vertraut.
Flexible Aufteilung in Teilprojekte, keine zwingende Bündelung
Kunden können sich entweder nur auf Aufbereitungsversuche beschränken, nur die Prozessplanung und die Auswahl der Anlagen erwerben, nur die Anlagen beschaffen oder nur Ingenieure für die Inbetriebnahme vor Ort beauftragen – oder sich für eine schlüsselfertige EPC-Lösung entscheiden. Die im Vorfeld gezahlten Gebühren für Aufbereitungsversuche und Planung können bei der anschließenden Unterzeichnung eines Anlagen- oder EPC-Vertrags vollständig auf den Anlagenpreis angerechnet werden.
Kontinuierlicher technischer Support
Wir übernehmen während der Gewährleistungsfrist die Verantwortung für die Qualität der Anlagen und gewährleisten auch nach Ablauf der Gewährleistungsfrist eine langfristige Versorgung mit Ersatzteilen sowie technische Beratung und Empfehlungen zur Prozessoptimierung. Da sich die Eigenschaften des Erzes mit zunehmender Abbautiefe ändern und die Rückgewinnungsparameter entsprechend angepasst werden müssen, stehen wir Ihnen stets zur Seite.
Die Herausforderung bei der Goldgewinnung nach dem Holmes-Tack-Verfahren liegt nicht in einer einzelnen Anlage, sondern darin, ob die drei Faktoren „Erz – Verfahren – Anlage“ optimal aufeinander abgestimmt sind. Wenn die Symbiose zwischen Gold und Eisenmineralien nicht genau bekannt ist und die Reihenfolge von Magnetabscheidung und Flotation falsch gewählt wird; wenn die Mahlfeinheit nicht ausreicht und das eingebettete Gold nicht freigesetzt werden kann;wird der Cyanidverbrauch durch Eisenerze übersehen, sind die Kosten für die Chemikalien nicht rentabel; wird die Anlage ohne vorherige Überprüfung der Erzproben in Betrieb genommen, ist die Investition verloren – jeder Fehlentscheid führt zu Goldverlusten im Abraum.
GoldProcessingPlant geht wie folgt vor: Zunächst werden die Erzart und die Vorkommensbedingungen untersucht, um den Prozessablauf festzulegen; anschließend werden die Anlagen entsprechend dem Prozess ausgewählt; schließlich werden Ingenieure vor Ort entsandt, um die Anlage so einzustellen, dass Gold gewonnen wird.Bei Goldlagerstätten vom Holstacker-Typ ist die Kombination aus Flotation und Cyanidierung des Konzentrats oder aus Magnetabscheidung und Flotation der gängige Weg. Die konkreten Parameter werden anhand von Erprobungen mit Erzproben festgelegt. Wenn dieser Weg richtig eingeschlagen wird, sind sowohl die Ausbeute als auch die Kapitalrendite gesichert.
Ganz gleich, ob Sie sich in der Explorationsphase befinden, die Machbarkeit des Baus einer Goldmine in der Region Eisen prüfen möchten oder den Bau einer neuen Aufbereitungsanlage planen – GoldProcessingPlant bietet Ihnen professionelle Beratung und umfassende Umsetzungslösungen.
Der Kern der Goldgewinnung und -aufbereitung bei Homstak-Goldlagerstätten liegt in den drei Schritten „zuerst die Erze untersuchen, dann den Prozessweg festlegen und schließlich die Anlagen auswählen“:Je nach Vorkommen des Goldes und der Zusammensetzung der Eisenerze wird zwischen folgenden Verfahren gewählt: Flotation + Cyanidierung des Konzentrats, Magnetabscheidung + Flotation, Dichtesortierung + Flotation + Cyanidierung, Cyanidierung des gesamten Erzes sowie Vorbehandlung durch Röstung/biologische Oxidation + Cyanidierung;Die Anlagen werden entsprechend der gesamten Verarbeitungskette – Zerkleinerung und Mahlen, Magnetabscheidung, Dichtesortierung, Flotation, Cyanidierung sowie Konzentration und Entwässerung – konfiguriert.Vor der Auswahl des Verfahrens müssen unbedingt Tests zur Schwergutabscheidung, Flotation, Magnetabscheidung und Cyanidauslaugung an repräsentativen Erzproben durchgeführt werden, um vier häufige Fehler zu vermeiden: die Anwendung von Verfahren für Quarzadern, unzureichende Mahlfeinheit, die Vernachlässigung des Cyanidverbrauchs durch Eisenmineralien sowie die Inbetriebnahme von Anlagen ohne vorherige Überprüfung.