Was ist eine Gold-CIL-Anlage? Definition und Kernkomponenten

Eine Gold-CIL-Anlage ist einfach zu definieren. Es handelt sich um eine Mineralaufbereitungsanlage, in der fein gemahlenes Golderz in einer Cyanidlösung gelaugt wird, während Aktivkohle in denselben Tanks suspendiert ist, sodass gelöstes Gold sofort an der Kohle adsorbiert wird, sobald es in Lösung geht. Die Kohle wird dann durch eine Reihe von Tanks gegen den Pulpstrom vorwärts bewegt, am Kopfende herausgehoben und in einem separaten Elutionskreislauf von ihrem Gold befreit. Diese einzige Idee – Laugung und Adsorption gleichzeitig – unterscheidet dieses Verfahren von einem konventionellen Fließschema mit getrennter Laugung und Adsorption.

Dieser Artikel baut auf dieser Definition einer Gold-CIL-Anlage auf und erklärt den Gold-Kohle-in-Laugung-Prozess vom Zerkleinern bis zum Schmelzen. Er behandelt die Struktur des Gold-CIL-Laugungstanks, wie Kohle in Suspension gehalten und in umgekehrter Richtung bewegt wird, wie beladene Kohle zurückgewonnen wird und welche Betriebskennzahlen Ingenieure überwachen. So gelesen wird die Definition einer Gold-CIL-Anlage zu einer Karte des gesamten Fließschemas statt zu einem einzelnen Satz. Sie richtet sich an Projektinhaber und Metallurgen, die ein klares Bild benötigen, bevor sie sich auf ein Fließschema festlegen.

1. Definition einer Gold-CIL-Anlage und ihrer Kernbereiche

Eine vollständige Definition muss sowohl die Ausrüstungskette als auch die Abfolge der Betriebsschritte abdecken. Physisch umfasst die Anlage Brechen, Mahlen und Klassieren, optionale Vorbehandlung, eine Reihe von Laugungstanks, Kohlenstoffhandhabung, Elution und Elektrolyse, Schmelzen sowie Tailings-Behandlung. Funktionell handelt es sich um einen kontinuierlichen Prozess, der Gold aus Erz löst und es in einem verbundenen Kreislauf auf Kohlenstoff bindet.

Der Begriff Anlage impliziert auch Integration, weshalb jede praktische Definition einer Gold-CIL-Anlage die Verbindungsausrüstung zwischen den Stufen einschließen muss. Jede Stufe speist die nächste, sodass ein Engpass an einer Stelle die gesamte Linie begrenzt, und Konstrukteure behandeln den Kreislauf daher als ein verbundenes System und nicht als eine Sammlung unabhängiger Maschinen. Die Dimensionierung der Abschnitte erfolgt immer gemeinsam, vom Primärbrecher bis zum Tailings-Eindicker.

Die folgende Tabelle listet die Hauptbereiche einer typischen Anlage und die Rolle, die jeder spielt. Kapazitäten werden normalerweise in Tonnen pro Tag Frischaufgabe angegeben und skalieren mit der Größe der bearbeiteten Lagerstätte.

Jeder Abschnitt hat seine eigene Regelungsphilosophie, doch sie funktionieren nur, wenn sie aufeinander abgestimmt sind. Eine Anlage, die die Mahlung isoliert optimiert, zahlt dies in der Regel durch eine schlechtere Laugungsleistung.

2. Zerkleinerung, Mahlung und Vorbehandlung vor der Laugung

Das Gold-Kohle-in-Laugungsverfahren beginnt mit der Zerkleinerung der Partikelgröße. Das Roherz wird gebrochen und anschließend, normalerweise in einer Kugelmühlenkreislaufanlage, die durch Hydrozyklone geschlossen ist, gemahlen, bis das Gold vom Wirtsgestein freigesetzt wird. Die Mahlfeinheit ist eine der wichtigsten Entscheidungen im gesamten Fließschema, da sie das Gleichgewicht zwischen der Goldfreisetzung und der Menge an sehr feinem Material bestimmt, das die Kohle blenden kann.

Die meisten Laugungskreisläufe verwenden eine Primärmahlung bei etwa P80 von 75 Mikrometern, obwohl grobe Golderze manchmal ein gröberes Produkt erfordern, während schwer aufbereitbare Erze oft eine feinere Mahlung benötigen. Die Kreislaufschließung mit Zyklonen hält das Produkt konsistent, und manchmal wird vor der Laugung ein Schwerkraft- oder Blitzflotationsschritt eingefügt, um grobes freies Gold frühzeitig zurückzugewinnen.

Die Vorbehandlung ist wichtig, wenn das Erz Sulfide oder preg-robbing Kohle enthält. Sulfide verbrauchen Zyanid und Sauerstoff, daher wird häufig Flotation eingesetzt, um vor der Laugung ein Sulfidkonzentrat abzutrennen, und Druckoxidation oder Biooxidation können angewendet werden, wenn das Gold in Sulfidkörnern eingeschlossen ist. Preg-robbing Kohle im Erz ist ein separates Problem, da sie gelöstes Gold adsorbiert, bevor die Anlagenkohle dies tun kann, und wird durch Blenden der natürlichen Kohle oder durch Behandlung in einer Voroxidationsstufe kontrolliert.

Die folgende Tabelle zeigt typische Aufgabeparameter für einen Laugungskreislauf sowie die jeweilige Auswirkung auf den Gold-Kohle-Laugungsprozess. Die Werte sind Richtwerte und sollten durch Versuche am tatsächlichen Erz bestätigt werden.

Da sich Erzkörper mit der Tiefe verändern, wechseln viele Betriebe mit fortschreitendem Abbau von Oxid- zu Sulfiderz. Konstrukteure berücksichtigen diesen Übergang häufig, indem sie Platz für eine spätere Vorbehandlungsstufe vorsehen, ohne die Laugungsanlage neu bauen zu müssen.

3. Laugungsbehälter, Verweilzeit und Kohlenstoff in Suspension

Der Gold-CIL-Laugungsbehälter ist das Herzstück der Anlage und der Teil, der am häufigsten missverstanden wird. Jeder Gold-CIL-Laugungsbehälter ist ein großes Rührgefäß, das normalerweise mit einem Leitrohr und einem Axialrührer ausgestattet ist, um Feststoffe in Suspension zu halten und Kohlenstoff gleichmäßig in der Trübe zu verteilen. Die Behälter sind in Reihe angeordnet, normalerweise fünf bis acht, sodass sich die Trübe stufenweise bewegt, während der Kohlenstoff in entgegengesetzter Richtung wandert.

Die Verweilzeit ist die entscheidende Dimensionierungsgröße. Die gesamte Laugungszeit über die Kaskade beträgt für ein typisches Oxiderz üblicherweise etwa 18 bis 30 Stunden, verteilt auf die einzelnen Behälter. Zu wenig Zeit lässt Gold ungelöst, während zu viel Zeit Behältervolumen und Kapitalkosten erhöht, ohne einen entsprechenden Nutzen zu bringen. Die Kaskade wird daher auf Basis kinetischer Tests dimensioniert und nicht nach einer Standardregel.

Die Bedingungen in den Behältern werden in einem engen Bereich gehalten. Der pH-Wert wird mit Kalk auf etwa 10 bis 11 eingestellt, um die Bildung von Cyanwasserstoffgas zu verhindern; die Cyanidkonzentration wird üblicherweise bei etwa 100 bis 500 ppm gehalten, und gelöster Sauerstoff wird durch Luft- oder Sauerstoffbegasung aufrechterhalten, da die Goldauflösung sowohl Sauerstoff als auch Cyanid benötigt. Der Kohlenstoff wird in einer Konzentration von etwa 10 bis 25 Gramm pro Liter Trübe gehalten, was genügend Oberfläche für eine schnelle Adsorption bietet, ohne die Rührer zu überlasten.

Die Qualität des Kohlenstoffs ist ebenso wichtig wie die Menge, und ebenso wichtig ist die Konstruktion jedes Gold-CIL-Laugungstanks. Frischer Kokosnussschalenkohlenstoff mit einer Größe von etwa 1,2 bis 3,4 Millimetern ist die übliche Wahl, da er abriebfest ist und eine hohe Adsorptionskapazität für Gold aufweist. Beladener Kohlenstoff erreicht typischerweise eine Beladung von etwa 2.000 bis 6.000 Gramm Gold pro Tonne Kohlenstoff, bevor er zur Elution weitergeleitet wird.

• Halten Sie die Trübe in Suspension, damit der Kohlenstoff gleichmäßig verteilt bleibt.
• Halten Sie den pH-Wert nahe 10 bis 11, um Cyanwasserstoff zu unterdrücken.
• Halten Sie Cyanid in Lösung, anstatt es mit einer festen Dosiermenge zuzugeben.
• Versorgen Sie kontinuierlich mit Sauerstoff für die Goldauflösung.
• Sieben Sie den Kohlenstoff in jeder Stufe, um feine Partikel zurückzuführen und Verluste zu vermeiden.

Da Adsorption und Laugung im selben Behälter stattfinden, ist der Kreislauf kompakter als ein Design mit getrennter Laugung und Adsorption, und er verarbeitet Erze, die Gold langsam adsorbieren, mit geringerem Verlustrisiko in die Tailings.

4. Kohlenstoffbewegung, Elution, Elektrogewinnung und Schmelzen

Der Kohlenstofffluss erfolgt im Gegenstrom, was bedeutet, dass frischer Kohlenstoff im letzten Tank zugegeben und beladener Kohlenstoff aus dem ersten Tank entnommen wird. Diese Anordnung hält die Pulpe mit dem höchsten Goldgehalt in Kontakt mit dem frischesten Kohlenstoff, sodass der Konzentrationsgradient die Adsorption über die gesamte Kette begünstigt. Der Kohlenstoff wird zwischen den Tanks durch Airlifts oder Pumpen bewegt und in jeder Stufe gesiebt, sodass gebrochene Partikel entfernt werden.

Der beladene Kohlenstoff gelangt dann zur Elution, wo das Gold wieder in Lösung gebracht wird. Das übliche AARL-Verfahren verwendet heiße, kaustische Cyanidlösung bei etwa 90 bis 120 Grad Celsius unter mildem Druck und gewinnt das adsorbierte Gold typischerweise innerhalb weniger Stunden zurück. Es wird weniger Reagenz benötigt, da der Kohlenstoff die Elutionskolonne mit nur sehr wenig verbleibendem Gold verlässt, und er wird anschließend in einem Ofen regeneriert und in die Laugungsanlage zurückgeführt.

Das Eluat, die goldhaltige Lösung aus der Elution, geht zur Elektrolyse. Strom wird durch die Lösung geleitet, und Gold scheidet sich an Stahlwolle-Kathoden ab, von denen es abgewaschen und gesammelt wird. Der resultierende Schlamm wird getrocknet, mit Flussmitteln gemischt und in einem Ofen geschmolzen, um Doré-Barren zu erzeugen, die an eine Raffinerie versandt werden. Die Gesamtgoldrückgewinnung einer gut betriebenen Anlage liegt üblicherweise im Bereich von 88 bis 95 Prozent, obwohl schwer aufbereitbare Erze niedriger liegen.

Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Betriebsparameter im Rückgewinnungsbereich zusammen. Dabei handelt es sich um Planungsbereiche, und jede Lagerstätte legt nach der Inbetriebnahme ihre eigenen Werte fest.

Steuerungssysteme verbinden den Rückgewinnungsbereich. Zellstoffniveau, Kohlenstoffvorschubrate, Cyanid-Sollwert und Elutionszykluszeit sind die wichtigsten Stellgrößen, und moderne Anlagen passen sie kontinuierlich anhand von Analysedaten an. Diese Art der Steuerung hält den Kreislauf reaktionsfähig, wenn sich die Erzbedingungen ändern.

5. Tailings Treatment and Cyanide Management in the Gold Carbon in Leach Process

Pulp leaving the last leach tank still carries residual cyanide and fine solids, so it is usually passed through a cyanide destruction step before it reports to the tailings storage facility. The common approach oxidises cyanide with reagents such as ferrous sulphate, hydrogen peroxide or a sulphite and air combination, and it reduces the weak acid dissociable cyanide to a low residual level.

Water recovery runs alongside destruction. Tailings are thickened so that process water can be returned to the plant, and the thickened underflow is pumped to the storage facility. A well-designed pond separates solids from the return water and is lined and monitored, so that seepage and dust are both controlled.

Monitoring is continuous, and the company treats it as part of the process rather than a reporting duty. Cyanide levels in the tailings and in the return water are checked on every shift, and the destruction reagent dose is trimmed to match. In the gold carbon in leach process, tailings management is where most of the environmental control effort sits, and it is also where reagent savings are found, because recycled water carries residual cyanide back to the leach train.

Für Eigentümer, die ein neues Projekt planen, ist die Zusammenarbeit mit einem Lieferanten, der die gesamte Kette abdeckt, ein praktischer Vorteil. Die Henan Amill Machinery Equipment Co Ltd übernimmt Prozessdesign, Geräteauswahl, Fertigung und Inbetriebnahme-Beratung, und Amill Machinery bedient Bergbaukunden in Südamerika, Afrika, Südostasien und dem Nahen Osten. Amill Machinery Equipment baut komplette Mineralaufbereitungsanlagen statt einzelner Maschinen, was hilft, den Fließschema von Brecher bis Tailings konsistent zu halten.

Ein kurzes Beispiel aus der Vergangenheit zeigt, wie sich die Zahlen in der Praxis gestalten. Eine 600-tpd-Anlage, die ein Oxiderz mit einem Kopfgehalt von etwa 1,8 Gramm pro Tonne verarbeitete, betrieb eine Sechs-Tank-Reihe mit etwa 22 Stunden Laugungszeit und Kohlenstoff bei etwa 14 Gramm pro Liter. Der Zyanidverbrauch lag bei etwa 0,8 Kilogramm pro Tonne, und die Rückgewinnung stabilisierte sich bei etwa 92 Prozent.

Ein zweiter Fall, vor nicht allzu langer Zeit, betraf eine Anlage, die Gold an eine preg-robbing-Erzmischung verlor. Unser Team testete die Mischung zuerst im Labormaßstab, fügte dann einen kurzen Voroxidationsschritt vor der Laugungsreihe hinzu, was die Rückgewinnung auf der gemischten Beschickung von etwa 85 Prozent auf etwa 90 Prozent anhob.

6. FAQ

6.1 Was ist die klarste Definition einer Gold-CIL-Anlage?

Die klarste Definition einer Gold-CIL-Anlage ist diese: eine Anlage, die Golderz in Cyanidlösung laugt und das gelöste Gold in denselben Tanks auf Aktivkohle adsorbiert. Da die Adsorption unmittelbar auf die Laugung folgt, wandert das Gold in Lösung nicht weit, bevor es erfasst wird, was Verluste begrenzt und den Kreislauf kompakt hält. Alles andere in der Anlage, vom Brechen und Mahlen vorgelagert bis zu Elution, Elektrowinning und Tailingsbehandlung nachgelagert, dient dazu, diesen kombinierten Schritt zu unterstützen, sodass die Definition wirklich einen verbundenen Prozess beschreibt und keine einzelne Maschine.

6.2 Was passiert in einem Gold-CIL-Laugungsbehälter?

In einem Gold-CIL-Laugungsbehälter hält ein Rührwerk mit Saugrohr die Trübe in Suspension, während Aktivkohle gleichmäßig in der Aufschlämmung verteilt wird. Cyanid löst das Gold auf, und die Kohle adsorbiert es gleichzeitig; Sauerstoff wird eingeblasen, da die Auflösung ihn benötigt. Die Behälter sind in Reihe geschaltet, sodass die Trübe in eine Richtung fließt, während die Kohle in die andere Richtung vorgeht, und die Bedingungen werden nahe einem pH-Wert von 10 bis 11 gehalten, mit einem Kohlegehalt von etwa 10 bis 25 Gramm pro Liter.

6.3 Wie lange dauert der Gold-Kohle-in-Laugungs-Prozess?

Der Gold-Kohle-in-Laugungs-Prozess ist kontinuierlich, aber die Trübe verbringt eine definierte Zeit in der Laugungsstraße. Die Gesamtverweilzeit beträgt in der Regel etwa 18 bis 30 Stunden über alle Behälter, abhängig von Erztyp und Goldkinetik, und wird anhand von Labortests festgelegt, nicht nach einer Standardregel. Jeder einzelne Behälter hält die Trübe daher nur wenige Stunden, bevor die nächste Stufe folgt.

Zu wenig Zeit lässt Gold ungelöst in den Tailings zurück, während zu viel Zeit Tankvolumen und Kapitalkosten erhöht, ohne einen entsprechenden Gewinn zu bringen. Das Optimum wird durch kinetische Tests am tatsächlichen Erz ermittelt und dann während der Inbetriebnahme bestätigt.

6.4 Welche Kohlenstoffgröße und -konzentration werden verwendet?

Die meisten Anlagen verwenden Kokosnussschalenkohle mit einer Partikelgröße von etwa 1,2 bis 3,4 Millimetern, gehalten bei einer Konzentration von ungefähr 10 bis 25 Gramm pro Liter Pulpe. Diese Größenordnung widersteht Abrieb in den Rührwerken und bietet dennoch genügend Oberfläche für eine schnelle Adsorption. Frische Kohle wird im letzten Tank zugegeben, während beladene Kohle aus dem ersten Tank entnommen wird, und der Unterschied in der Beladung zwischen den beiden Enden treibt die Adsorption an. Beladene Kohle erreicht normalerweise eine Beladung von etwa 2.000 bis 6.000 Gramm Gold pro Tonne, bevor sie in die Elutionsschaltung überführt wird.

6.5 Welche Rückgewinnung kann eine gut geführte Anlage erwarten?

Eine gut geführte Anlage, die ein geeignetes Oxiderz behandelt, gewinnt in der Regel etwa 88 bis 95 Prozent des Goldes im Aufgabegut zurück, wobei sauberere Kreisläufe und ein gutes Kohlemanagement das Ergebnis in Richtung des oberen Endes dieser Spanne treiben. Refraktäre Erze, die Gold in Sulfidkörnern einschließen, liegen niedriger, es sei denn, eine Vorbehandlungsstufe wird hinzugefügt. Die Rückgewinnung wird anhand von Probenahmen aus jeder Stufe abgelesen, und kleine Abweichungen werden korrigiert, bevor sie zu großen Verlusten werden, weshalb die Messung auf Schichtebene genauso wichtig ist wie das ursprüngliche Design.