Jak działa zbiornik do ługowania CIL lub CIP: sześć części decydujących o odzyskiwaniu złota

Wewnątrz zbiornika ługującego CIL: sześć części decydujących o kontakcie węgla ze złotem

Zbiornik do ługowania węgla nie jest naczyniem z mieszaniem, do którego wrzuca się węgiel. Jest to reaktor z przegrodami, napowietrzony, wolnoobrotowy, w którym w tym samym metrze sześciennym masy celulozowej muszą wystąpić jednocześnie trzy zdarzenia: cyjanek rozpuszcza złoto z powierzchni rudy, rozpuszczony tlen wprawia w ruch proces rozpuszczania, a węgiel aktywny adsorbuje kompleks złota i cyjanku wystarczająco szybko, aby rozbić minerały skały płonnej, które w przeciwnym razie mogłyby go ukraść. Każdy szczegół mechaniczny wewnątrz skorupy istnieje po to, aby te trzy zdarzenia zachodziły razem, a każde z nich może być powodem, dla którego roślina nie osiągnie celu regeneracji.

Praktyczna konsekwencja jest prosta: zbiornik CIL ma wymiary chemiczne, ale zawodzi pod względem mechanicznym. Kiedy zakład zgłasza, że ​​węgiel „nie pobiera złota”, przyczyną jest częściej strefa osadzania, zaślepione sito, wygięty wał lub przewód powietrza, który cicho się zablokował, niż usterka rudy lub dozowania odczynnika.

Jak Pulp podróżuje przez pociąg czołgowy CIL

Pulpa wchodzi do pierwszego zbiornika, grawitacyjnie przechodzi przez rynienkę do drugiego i dalej przechodzi przez sześć do dwunastu zbiorników ustawionych szeregowo. Całkowite zatrzymanie w obwodzie CIL zwykle wynosi od 20 do 30 godzin, co daje około 3 do 5 godzin na zbiornik. Kaskada działa, ponieważ zbiorniki są umieszczone na stopniowanym fundamencie, a wysokość swobodnego spadku pomiędzy stopniami wynosi od 300 do 500 mm; zrób ten spadek za mały i miąższ się cofnie, zwiększ go za duży i napowietrzysz rynienkę zamiast zbiornika.

Złoty tenor w roztworze opada stromo wzdłuż pociągu, a kształt tego spadku mówi, czy obwód jest zdrowy. Normalny profil wygląda następująco:

Jeśli w zbiorniku 4 nadal znajduje się 3 mg/l, podczas gdy w zbiorniku 6 znajduje się 2,5 mg/l, ogon pociągu nie wykonuje żadnej pracy i w obwodzie występuje zwarcie. Ten wzór jest prawie zawsze mechaniczny: gruboziarniste ciała stałe omijają sito, martwa strefa pod źle umieszczonym bełkotką lub węgiel, który przestał przemieszczać się pomiędzy etapami.

Węgiel działa w drugą stronę. Świeży lub zregenerowany węgiel jest dodawany do ostatniego zbiornika, transporty powietrzne lub transfery przenoszą go o jeden stopień w górę rzeki co 12 do 24 godzin, a załadowany węgiel jest wypłukiwany z pierwszego zbiornika w ilości od 2000 do 7000 g/t przed przejściem do elucji. Ponieważ węgiel i miazga poruszają się w przeciwnych kierunkach, węgiel zawsze spotyka się z najbogatszym roztworem w zbiorniku, w którym złoty tenor jest najwyższy, a świeżo wyługowana miazga spotyka się z najczystszym węglem w ostatnim zbiorniku. Dzięki temu układowi przeciwprądowemu dobrze działający obwód pozwala na osiągnięcie odzysku powyżej 92–95 procent w przypadku swobodnie mielonej rudy tlenkowej.

Inwentaryzacja dwutlenku węgla ma takie samo znaczenie jak stopień emisji dwutlenku węgla. Przy typowym stężeniu masy celulozowej wynoszącym 10–25 g/l objętość robocza 100 m3 mieści od 1 do 2,5 tony węgla na stopień, zatem pociąg składający się z sześciu zbiorników przewozi od 8 do 15 ton. Utrata pół tony miesięcznie na skutek awarii ekranów i uszkodzeń pomp to pięciocyfrowy koszt roczny, który nigdy nie pojawia się w raporcie z odzysku.

CIP i CIL: ten sam korpus zbiornika, inne zadanie

W obiegu CIP ługowanie kończy się przed dotarciem węgla. Rozpuszczanie odbywa się w czterech do ośmiu zbiornikach do ługowania z cyjankiem i powietrzem, a znajdujące się za nimi zbiorniki adsorpcyjne zawierają węgiel i nic więcej. W obwodzie CIL węgiel znajduje się w samych zbiornikach ługujących, więc rozpuszczanie i adsorpcja konkurują o te same jony złota w tym samym naczyniu. Ta pojedyncza różnica wpływa na prawie każdą kolejną decyzję projektową, od liczby zbiorników po zużycie węgla.

Porównanie nie dotyczy tego, który proces jest lepszy w ujęciu abstrakcyjnym. Chodzi o to, jak szybko twoja ruda uwalnia złoto i jak agresywnie twoja skała płonna próbuje je odzyskać. Ruda, która wypłukuje się w ciągu czterech godzin, niewiele zyskuje na CIL i płaci za to utratą węgla; ruda wymagająca trzydziestu godzin lub ruda zawierająca materiał węglowy, który adsorbuje złoto z roztworu, straci kilka punktów procentowych odzysku w obwodzie CIP, niezależnie od tego, jak dobrze działa sekcja adsorpcji.

Mieszanie, powietrze i tlen: trzy czynniki decydujące o odzyskiwaniu

Mieszanie należy zawiesić, a nie tylko mieszać

Klasycznym celem jest prędkość właśnie zawieszona, czyli prędkość obrotowa wirnika, przy której żadna cząsteczka nie pozostaje nieruchoma na dnie dłużej niż jedną do dwóch sekund. Przebiegnij pod nim, a gruboziarniste ciała stałe zbudują w stożku złoże, zabierając ze sobą złoto i węgiel. Jeśli pojedziesz znacznie wyżej, nie kupisz nic poza zmęczeniem wału, większym poborem mocy i większym zużyciem węgla przez wirnik i przegrody. W praktyce większość zbiorników CIL osiąga prędkość od 1,1 do 1,3 razy większą niż właśnie zawieszona, która wynosi od 1 do 3 kW na m3 w przypadku typowej masy celulozowej o zawartości 40% substancji stałych.

Powietrze jest odczynnikiem z przepływomierzem

Wymywanie cyjankiem zużywa tlen, a sam cyjanek utlenia się do cyjanianu, jeśli warunki się zmieniają. Poziom rozpuszczonego tlenu mierzony na wylocie zbiornika powinien utrzymywać się powyżej 5 mg/l, a większość dobrze działających obwodów powinna wynosić od 6 do 8 mg/l. Poniżej 4 mg/l kinetyka ługowania gwałtownie spada, a węgiel po prostu czeka na złoto, które nie zostanie uwolnione. Bełkotanie powietrzem usuwa również cyjanowodór, jeśli pozwoli się na spadek pH, zatem kontrolę pH na poziomie 10 do 11 za pomocą wapna i odpowiedniego tlenu należy kontrolować wspólnie, nigdy osobno.

Przegrody i położenie bełkotki decydują o schemacie przepływu

Bełkotka umieszczona bezpośrednio pod wirnikiem zapewnia dobrą dyspersję gazu, ale słaby obrót od góry do dołu. Bełkotka umieszczona wewnątrz rury ssącej zapewnia silną cyrkulację, ale stwarza ryzyko zablokowania gazu, jeśli natężenie przepływu powietrza jest zbyt wysokie. Niezawodnym rozwiązaniem zbiornika węgla jest centralna rura ssąca z bełkotką w środku, czterema przegrodami na ścianie i prześwitem pomiędzy wirnikiem a dnem wynoszącym 0,3 do 0,5 średnicy wirnika.

Dobór zbiornika: gęstość miazgi, czas retencji i objętość robocza

Prawie każdy błąd w doborze wymiarów w obwodzie ługowania wynika z wymieszania objętości szlamu z tonażem części stałych. Oblicz liczby w tej kolejności, a wymiary zbiornika wypadną i nie będzie miejsca na dyskusję.

1. Weźmy suchą masę paszową, na przykład 500 t/d.
2. Podzielić przez wagową frakcję substancji stałych, na przykład 40 procent, co daje 1250 t gnojowicy dziennie.
3. Podzielić przez ciężar właściwy zawiesiny, zwykle 1,40 do 1,50 przy tej gęstości, co daje około 860 m3/d masy celulozowej.
4. Pomnożyć przez wymagany czas retencji, np. 24 godziny, co daje 860 m3 objętości roboczej.
5. Podziel przez liczbę stopni, na przykład osiem, co da około 108 m3 na zbiornik.
6. Dodaj 10 do 15 procent wolnej przestrzeni powyżej poziomu miąższu i objętość szyszki poniżej.

Przy stosunku wysokości do średnicy wynoszącym 1,2, objętość robocza wynosząca 108 m3 odpowiada zbiornikowi o średnicy około 4,8 m i prostej ścianie o długości 5,8 m. Zwiększ tę samą wydajność do 50 procent części stałych, a objętość zawiesiny spadnie o mniej więcej jedną piątą, co wygląda na oszczędność, dopóki nie odkryjesz, że mieszadło potrzebuje teraz zauważalnie większego momentu obrotowego, a węgiel ma trudności z utrzymaniem się w cięższej miazdze.

Dwie praktyczne zasady chronią inżynierów przed problemami. Po pierwsze, nigdy nie projektuj ostatniego etapu na mniej niż trzy godziny przechowywania; ostatni zbiornik ma najniższy złoty tenor i potrzebuje czasu, aby osiągnąć wartość końcową. Po drugie, utrzymuj stosunek średnicy zbiornika do średnicy wirnika w przedziale od 2,5 do 3,5. Poza tym pasmem albo wirnik jest za mały, aby przesunąć całą objętość, albo zbiornik jest zbyt wąski, aby wytworzyć stabilną pętlę cyrkulacyjną.

Zarządzanie węglem w zbiorniku

Węgiel aktywowany jest najdroższym materiałem eksploatacyjnym w obwodzie i najłatwiejszym do uszkodzenia. Standardowym gatunkiem do odzyskiwania złota jest węgiel z łupin orzecha kokosowego o gęstości 6 × 12 mesh, wystarczająco twardy, aby przetrwać tysiące cykli przenoszenia i wystarczająco szybki pod względem kinetyki, aby załadować się w ciągu kilku godzin. Stężenie w miąższu zwykle mieści się w przedziale od 10 do 25 g/l. Wyższe stężenia skracają czas ładowania, ale zwiększają ścieranie, obciążenie przesiewania i ilość węgla krążącego w procesie elucji.

Załadunek pociągu przebiega zgodnie z tą samą logiką przeciwprądową, co złoty tenor, ale w odwrotnej kolejności:

Trzy nawyki operacyjne chronią ten profil. Podawaj węgiel na tyle często, że żaden pojedynczy etap nie jest zobowiązany do załadowania więcej niż około 1500 g/t na cykl. Utrzymuj ekrany międzystopniowe w wystarczającej czystości, aby projektowane stężenie węgla w każdym zbiorniku było w rzeczywistości stężeniem, które mierzysz. I przemyj węgiel kwasem przed elucją, jeśli występuje wapń lub kamień, ponieważ skorupa węglanowa na powierzchni blokuje pory znacznie skuteczniej niż kompleks złota kiedykolwiek je wypełnia. Regeneracja w temperaturze 650–750 °C w piecu obrotowym przywraca większość aktywności, a rośliny, które śledzą aktywność jako liczbę, a nie uczucie, zwykle przechowują węgiel w użytku przez kilka lat, zanim go zastąpią.

Odniesienie do parametrów operacyjnych zbiorników CIL i CIP

Rozwiązywanie problemów: Osiem awarii zaobserwowanych w zbiornikach z prawdziwym ługowaniem

• Szlifowanie w stożku. Grube cząstki stałe osiadają, ponieważ prędkość końcówki spadła po trymowaniu wirnika lub ponieważ bełkotka zablokowała i wyłączyła podnośnik powietrzny. Przed dotknięciem mieszanki rudy sprawdź pobór mocy w stosunku do wartości bazowej podczas rozruchu.
• Węgiel na przelewie. Albo sito retencyjne ma otwór, poziom pulpy sięga powyżej górnej krawędzi sita, albo natężenie przepływu przekroczyło pojemność sita. W większości przypadków przysłona ekranu nie jest problemem; poziom miąższu wynosi.
• Zwarcie. Pulpa przemieszcza się od wlotu do wylotu szybciej niż jest to przewidziane w projekcie, ponieważ brakuje przegród lub wlot i wylot znajdują się zbyt blisko siebie. Test znacznika rozstrzyga spór w ciągu jednego popołudnia.
• Zanieczyszczenie węglem. Ładowność spada pomimo dodania świeżego węgla. Węglan wapnia, gips i olej z obiegu młyna blokują pory; mycie kwasem i ściślejsza kontrola oleju rozwiązują problem.
• Na dole brak tlenu. Otwory rozpryskiwacza zatykają się zgorzeliną, ponieważ powietrze nie jest osuszone lub pierścień znajduje się w strefie wolnego przepływu. Rozpuszczony tlen rejestrowany na każdym etapie odsłania tę ilość na długo przed spadkiem odzysku.
• Nadmiar karbonu. Ścieranie wzrasta, gdy prędkość końcówki przekracza 5 m/s, gdy węgiel jest przenoszony przez pompy odśrodkowe zamiast podnośników powietrznych lub gdy węgiel jest po prostu zbyt miękki do tego zadania.
• Oślepienie ekranu. Drewniane wióry, włókno i gruba mika zamykają otwory. Mycie ekranów niskociśnieniową linią wodną podczas każdego zabiegu kosztuje kilka minut i oszczędza etap.
• Wibracje i awaria wału. Zwykle jest to nagromadzenie ciał stałych na jednej z łopatek wirnika po wyłączeniu lub osiągnięciu prędkości krytycznej podczas rozruchu. Blokowanie wału i sprawdzanie bicia przy każdej przebudowie zapobiega większości z nich.

Dwa z nich zasługują na szczególną uwagę w przypadku obwodów złotych. W przypadku rudy wstępnie rabowanej połowa sukcesu polega na doprowadzeniu węgla do kontaktu z rozpuszczonym złotem, zanim zrobi to materia zawierająca węgiel, więc intensywność mieszania w pierwszym zbiorniku i stężenie węgla mają większe znaczenie niż cokolwiek innego w dalszej części procesu. Podczas renowacji i rozbudowy koncentratora na Wyspach Salomona, która nastąpiła zgodnie z modernizacją odzyskiwania złota, czas retencji i konfiguracja zbiornika zostały przerobione, a nie po prostu skalowane, ponieważ dodanie objętości zbiornika do obwodu, w którym występuje zwarcie, zwielokrotnia koszty bez zwielokrotniania odzysku.

Materiały i szczegóły mechaniczne powodujące przestoje

Zwilżona strona zbiornika ługującego żyje w gorącej, zasadowej, ściernej miazdze zawierającej chlorki, a takie połączenie eliminuje większość dróg na skróty. Obudowy ze stali węglowej z gumową wyściółką o grubości od 3 do 6 mm lub odpowiednio nałożonym systemem epoksydowym radzą sobie z większością obwodów ze złota. Tam, gdzie poziom chlorków jest wysoki lub ruda jest poddawana przemywaniu kwasem, stal nierdzewna 304 lub 316L staje się tańszą opcją w horyzoncie dziesięciu lat, mimo że pierwsza faktura jest wyższa.

Wirnik jest elementem decydującym o kosztach konserwacji. Odlewy o wysokiej zawartości chromu dobrze wytrzymują w ściernej masie, stal pokryta gumą pochłania uderzenia materiałów obcych, a stal 316L nadaje się do agresywnej chemii. Wał wymaga tulei gumowej lub HDPE na linii miazgi, ponieważ to tam zaczyna się zmęczenie korozyjne i większość uszkodzeń wału. Skrzynie biegów są zwykle dobierane pod kątem momentu rozruchowego przy pełnym zbiorniku osadzonych cząstek stałych; skrzynia biegów wybrana wyłącznie na podstawie momentu obrotowego jest skrzynią biegów czekającą na awarię przy pierwszej przerwie w zasilaniu.

Szczegóły, które na rysunku wydają się drobne, mają znaczenie w terenie. Zawór spustowy wystarczająco duży, aby opróżnić zbiornik podczas jednej zmiany, właz dostępowy nad linią miazgi, uchwyty do podnoszenia przystosowane do zespołu wirnika oraz rynna rynnowa ze zdejmowaną pokrywą, umożliwiającą dotarcie do zablokowanego ekranu bez rusztowania, wszystkie należą do tej kategorii. Zakłady, które kupują wyłącznie na podstawie ceny, zwykle odkrywają te szczegóły podczas pierwszego nieplanowanego przestoju.

Co należy określić przy zamawianiu zbiornika ługującego lub adsorpcyjnego

Jasne zapytanie pozwala uzyskać użyteczną wycenę. Niejasne dostają skorupę zbiornika z odgadniętym mieszadłem, a domysł jest zawsze konserwatywny, co oznacza drogi.

1. Przerób suchej masy w tonach na dobę oraz wartości projektowe i maksymalne.
2. Ciężar właściwy substancji stałych i docelowy zakres gęstości masy celulozowej.
3. Wymagany czas retencji na etap i łączna liczba etapów.
4. Rozkład wielkości cząstek, zwłaszcza wielkość górna i frakcja drobna, które napędzają prędkość właśnie zawieszoną.
5. Zakresy dawek cyjanku i wapna, okno pH i docelowy poziom rozpuszczonego tlenu.
6. Wielkość węgla, stężenie i obciążenie oczekiwane podczas elucji.
7. Raport chemiczny obejmujący chlorki, siarczany i wszelkie płukania kwasowe zaplanowane dla obwodu.
8. Ograniczenia układu: dostępna powierzchnia, prześwit, poziom fundamentów i wymagany spadek kaskady.
9. Napięcie i częstotliwość zasilania oraz informacja, czy przeznaczony jest przemiennik częstotliwości.
10. Warunki terenowe, w tym wysokość nad poziomem morza, temperatura otoczenia i klasyfikacja sejsmiczna.

Jeden element jest regularnie zapominany i regularnie drogi: stężenie wolnego cyjanku w miąższu. Zmienia dobór elastomeru do okładzin i tulei oraz zmienia zalecenia dotyczące gatunku węgla. Innym jest zamierzona strategia konserwacji. Zakład, który planuje sprawdzać wirniki co sześć miesięcy, potrzebuje większych włazów i lepszego dostępu niż zakład, który planuje pracować nieprzerwanie przez dwa lata.

W przypadku obwodów miedziano-złotych i polimetalicznych zbiornik ługujący rzadko występuje samodzielnie. Projekt pirytu miedziowo-złotego w Anhui stanowi przydatne odniesienie, ponieważ etapy ługowania i adsorpcji musiały być dobrane w oparciu o koncentrat flotacyjny, a nie surową rudę, a reologia masy celulozowej z tego koncentratu w większym stopniu wpływała na wybór wirnika niż gatunek głowicy. Kupujący porównujący oferty powinni zapytać o konkretne obliczenia dotyczące mieszania za każdym mieszadłem, a nie tylko o moc znamionową w kilowatach.

Uruchomienie obwodu: pierwsze trzydzieści dni

Uruchomienie pociągu ługującego dotyczy głównie wody i ciał stałych, zanim zacznie dotyczyć złota. Sekwencja, która pozwala uniknąć większości wczesnych obrażeń, przebiega w następujący sposób:

1. Przed zamknięciem jakiejkolwiek wykładziny należy wykonać próbę wodną każdego płaszcza i rynny, a następnie ponownie sprawdzić moment dokręcania kołnierza po pierwszym ciepłym dniu.
2. Uruchomić każde mieszadło w wodzie na cztery godziny, rejestrując wibracje, temperaturę łożysk i prąd silnika na poziomie projektowym.
3. Sprawdź rozkład powietrza rozpryskującego, obserwując wzór wrzenia na powierzchni zbiornika, a nie odczytując przepływomierz.
4. Wprowadź zawartość ciał stałych w ilości 15–20 procent i w ciągu kilku dni zwiększ gęstość do projektowanej, obserwując ciśnienie stożka i prąd wirnika.
5. Dodać węgiel dopiero po ustabilizowaniu się gęstości masy celulozowej, a następnie potwierdzić, że sita zatrzymują go przy przepływie projektowym.
6. Wcześnie ustal procedurę pobierania próbek: tenor roztworu i wolny cyjanek na każdym etapie, rozpuszczony tlen na każdym wylocie, stężenie węgla w każdym zbiorniku.
7. Zapisz podstawowe wartości wibracji i mocy przy przepustowości projektowej; każdą późniejszą decyzję dotyczącą świadczeń alimentacyjnych należy oceniać w odniesieniu do tego punktu odniesienia.

Najczęstszym błędem przy uruchomieniu jest rozpoczęcie od pełnej gęstości już pierwszego dnia. Osadzone ciała stałe powstałe podczas zimnego rozruchu mogą zablokować wirnik w ciągu kilku sekund, a wynikające z tego uszkodzenie wału opóźnia rozruch o tygodnie.

Pytania, które najczęściej zadają kupujący