Slik fungerer en CIL- eller CIP-utlutningstank: Seks deler som avgjør gullgjenvinning

Inne i en CIL Leach Tank: De seks delene som bestemmer karbon-gullkontakt

En karbon-i-lutingstank er ikke en rørt gryte med karbon kastet inn i den. Det er en forvirret, luftet, saktedreiende reaktor der tre hendelser må inntreffe i samme kubikkmeter masse samtidig: cyanid løser opp gull fra malmoverflaten, oppløst oksygen holder den oppløsningen i bevegelse, og aktivert karbon adsorberer gull-cyanidkomplekset raskt nok til å slå gangmineralene som ellers ville stjele det. Hver mekanisk detalj inne i skallet eksisterer for å holde disse tre hendelsene sammen, og hver og en av dem kan være årsaken til at en plante går glipp av gjenopprettingsmålet.

Den praktiske konsekvensen er enkel: en CIL-tank er dimensjonert etter kjemi, men den svikter av mekanikk. Når et anlegg rapporterer at karbon "ikke plukker opp gull", er grunnårsaken oftere en setningssone, en blendet skjerm, en bøyd aksel eller en luftledning som stille har blokkert enn en feil i malmen eller reagensdoseringen.

Hvordan massen reiser gjennom et CIL-tanktog

Masse kommer inn i den første tanken, kaskader ved hjelp av tyngdekraften gjennom vasken inn i den andre, og fortsetter gjennom seks til tolv tanker i serie. Total retensjon i en CIL-krets lander vanligvis mellom 20 og 30 timer, noe som fungerer på omtrent 3 til 5 timer per tank. Kaskaden fungerer fordi tankene sitter på et trappet fundament med 300 til 500 mm fritt fall mellom trinnene; få det fallet for lite og massen rygger opp, få det for stort og du lufter vasken i stedet for tanken.

Gulltenor i løsning faller bratt langs toget, og formen på det fallet forteller deg om kretsen er sunn. En normal profil ser slik ut:

Hvis tank 4 fortsatt bærer 3 mg/L mens tank 6 bærer 2,5 mg/L, fungerer ikke halen på toget og kretsen kortslutter. Dette mønsteret er nesten alltid mekanisk: grove faste stoffer som går rundt en skjerm, en død sone under en dårlig plassert spreder, eller karbon som har sluttet å bevege seg mellom stadiene.

Karbon løper den andre veien. Ferskt eller regenerert karbon tilsettes den siste tanken, luftløfter eller overføringer flytter den ett trinn oppstrøms hver 12. til 24. time, og lastet karbon vaskes ut av den første tanken med 2000 til 7000 g/t før det går til eluering. Fordi karbon og masse beveger seg i motsatte retninger, møter karbonet alltid den rikeste løsningen i tanken der gulltenoren er høyest, og den nylutede massen møter det reneste karbonet i den siste tanken. Den motstrømsordningen er det som lar en veldrevet krets presse utvinningen forbi 92 til 95 prosent på frimalende oksidmalm.

Karbonlager er like viktig som karbonkvalitet. Ved typiske 10 til 25 g/L masse holder et arbeidsvolum på 100 m³ 1 til 2,5 tonn karbon per trinn, så et tog med seks tanker bærer 8 til 15 tonn. Å miste et halvt tonn i måneden på grunn av skjermfeil og pumpeskader er en femsifret årlig kostnad som aldri vises i en gjenopprettingsrapport.

CIP og CIL: The Same Tank Shell, a Different Job

I en CIP-krets er utlekkingen ferdig før karbonet kommer. Fire til åtte utlutningstanker med cyanid og luft gjør oppløsningen, og adsorpsjonstankene som følger inneholder karbon og ingenting annet. I en CIL-krets sitter karbonet i selve utlutningstankene, så oppløsning og adsorpsjon konkurrerer om de samme gullionene i samme kar. Den eneste forskjellen driver nesten hver påfølgende designbeslutning, fra tanktelling til karbonforbruk.

Sammenligningen handler ikke om hvilken prosess som er best i det abstrakte. Det handler om hvor raskt malmen din frigjør gull og hvor aggressivt gangen din prøver å ta det tilbake. En malm som lekker ut i løpet av fire timer, tjener lite på CIL og betaler for det i karbonslitasje; en malm som trenger tretti timer, eller en som inneholder karbonholdig materiale som adsorberer gull fra løsning, vil miste flere prosentpoeng av utvinning i en CIP-krets uansett hvor godt adsorpsjonsseksjonen drives.

Blanding, luft og oksygen: De tre inngangene som bestemmer utvinning

Agitasjon må avbryte, ikke bare røre

Det klassiske målet er den nettopp suspenderte hastigheten, pumpehjulets turtall hvor ingen partikler forblir ubevegelige på bunnen i mer enn ett til to sekunder. Løp under den og grove faste stoffer bygger en seng i kjeglen, og tar med seg gull og karbon. Løp langt over det, og du kjøper ingenting annet enn akseltretthet, høyere krafttrekk og mer karbonavslitning mot løpehjulet og ledeplatene. I praksis sitter de fleste CIL-tanker på 1,1 til 1,3 ganger den nettopp suspenderte hastigheten, som lander på 1 til 3 kW per m³ for typisk 40 prosent fast masse.

Luft er et reagens med en strømningsmåler

Cyanidutlekking forbruker oksygen, og cyanid i seg selv oksideres til cyanat hvis forholdene driver. Oppløst oksygen målt ved tankutløpet bør holde seg over 5 mg/L, og de fleste veldrevne kretser er 6 til 8 mg/L. Under 4 mg/L faller utlekkingskinetikken kraftig og karbonet venter ganske enkelt på gull som ikke frigjøres. Luftspyling fjerner også hydrogencyanid hvis pH får synke, så pH-kontroll ved 10 til 11 med kalk og tilstrekkelig oksygen administreres sammen, aldri separat.

Baffler og sprederposisjon bestemmer strømningsmønsteret

En spreder som sitter rett under impelleren gir god gassspredning, men dårlig topp-til-bunn-omsetning. En spreder plassert inne i et trekkrør gir sterk sirkulasjon, men risikerer gasslåsing hvis luftmengden blir for høy. Det pålitelige arrangementet for en karbontank er et sentralt trekkrør med sprederen inni seg, fire ledeplater på veggen og en klaring mellom impeller og bunn på 0,3 til 0,5 ganger impellerdiameteren.

Dimensjonering av tanken: Massetetthet, retensjonstid og arbeidsvolum

Nesten hver størrelsesfeil i en utlutningskrets går tilbake til å blande opp slurryvolum med tørrstofftonnasje. Arbeid tallene i denne rekkefølgen og tankdimensjonene faller ut med lite rom for argumentasjon.

1. Ta tørrstofffôret, for eksempel 500 t/d.
2. Del med faststofffraksjonen etter vekt, for eksempel 40 prosent, og gir 1250 t/d slurry.
3. Del med slurrys egenvekt, typisk 1,40 til 1,50 ved den tettheten, og gir omtrent 860 m³/d masse.
4. Multipliser med nødvendig retensjonstid, for eksempel 24 timer, og gir 860 m³ arbeidsvolum.
5. Del på antall trinn, for eksempel åtte, som gir omtrent 108 m³ per tank.
6. Legg til 10 til 15 prosent fribord over massenivået og kjeglevolumet under det.

Ved et høyde-til-diameter-forhold på 1,2 tilsvarer dette 108 m³ arbeidsvolumet en tank på ca. 4,8 m i diameter med en 5,8 m rett side. Trykk den samme satsen til 50 prosent faste stoffer og slurryvolumet synker med omtrent en femtedel, noe som ser ut som en besparelse helt til du oppdager at omrøreren nå trenger merkbart mer dreiemoment og karbonet sliter med å holde seg spredt i den tyngre massen.

To tommelfingerregler holder ingeniører unna problemer. For det første må du aldri designe det siste trinnet for mindre enn tre timers oppbevaring; den endelige tanken har den laveste gulltenoren og trenger tid for å nå haleverdien. For det andre, hold forholdet mellom tankdiameter og impellerdiameter mellom 2,5 og 3,5. Utenfor det båndet er enten impelleren for liten til å flytte hele volumet, eller tanken er for smal til å utvikle en stabil sirkulasjonssløyfe.

Karbonhåndtering inne i tanken

Aktivt karbon er det dyreste forbruksmaterialet i kretsen og det som er lettest å skade. Standardkarakteren for gullgjenvinning er kokosnøttskallkarbon med 6×12 mesh, hard nok til å overleve tusenvis av overføringssykluser og rask nok i kinetikk til å laste på noen få timer. Konsentrasjonen i massen ligger vanligvis mellom 10 og 25 g/L. Høyere konsentrasjoner forkorter ladetiden, men øker slitasje, skjermingsbelastning og mengden karbon som sirkulerer gjennom eluering.

Lasting langs toget følger samme motstrømslogikk som gulltenor, men omvendt:

Tre driftsvaner beskytter den profilen. Forskyv karbon ofte nok til at ingen enkelt trinn blir bedt om å laste mer enn omtrent 1500 g/t per syklus. Hold mellomtrinnsskjermene rene nok til at den utformede karbonkonsentrasjonen i hver tank faktisk er konsentrasjonen du måler. Og vask karbon med syre før eluering når kalsium eller avleiring er tilstede, fordi en karbonatskorpe på overflaten blokkerer porene langt mer effektivt enn gullkomplekset noen gang fyller dem. Regenerering ved 650 til 750 °C i en roterende ovn gjenoppretter det meste av aktiviteten, og planter som sporer aktivitet som et tall i stedet for en følelse holder vanligvis karbon i drift i flere år før det erstattes.

Driftsparameterreferanse for CIL- og CIP-tanker

Feilsøking: Åtte feil sett i ekte utvaskingstanker

• Sliping i kjeglen. Grove faste stoffer legger seg fordi spisshastigheten falt etter en impellertrim eller fordi sprederen blokkerte og drepte luftløftet. Kontroller strømtrekket mot idriftsettelsesbasislinjen før du berører malmblandingen.
• Karbon ved overløpet. Enten har retensjonssilen et hull, massenivået går over siltoppen, eller strømningshastigheten har overskredet silkapasiteten. Skjermåpning er ikke problemet i de fleste tilfeller; massenivået er.
• Kortslutning. Massen beveger seg fra innløp til utløp raskere enn designretensjonen fordi ledeplater mangler eller innløpet og utløpet er for nærme. En sporstofftest avgjør krangelen på en ettermiddag.
• Karbonbegroing. Lastekapasiteten synker selv om fersk karbon tilføres. Kalsiumkarbonat, gips og olje fra møllekretsen blokkerer alle porene; syrevasking og tettere oljekontroll løser det.
• Oksygen sult i bunnen. Sparger hull plugg med skala fordi luften ikke er tørket eller ringen sitter i en saktestrømsone. Oppløst oksygen logget per trinn avslører dette lenge før utvinningen faller.
• Overflødig finstoff i karbon. Slitasjen øker når spisshastigheten overstiger 5 m/s, når karbon overføres gjennom sentrifugalpumper i stedet for luftløfter, eller når karbonet rett og slett er for mykt for oppgaven.
• Skjerm blendende. Treflis, fiber og grov glimmer fester åpningene. Å vaske skjermer med lavtrykksvannledning under hver fremføring koster minutter og sparer scenen.
• Vibrasjon og akselfeil. Vanligvis en opphopning av faste stoffer på ett løpehjulsblad etter en stans, eller en kritisk hastighet under oppstart. Sperring av akselen og kontroll av utløp ved hver ombygging forhindrer det meste.

To av disse fortjener spesiell omtale for gullkretser. Ved preg-røving av malm er halve kampen å få karbon i kontakt med oppløst gull før karbonstoffet gjør det, så den første tankens blandingsintensitet og karbonkonsentrasjon betyr mer enn noe annet nedstrøms. Ved renovering og utvidelse av konsentratoren på Salomonøyene som fulgte oppgraderingsruten for gullgjenvinning, ble retensjonstiden og tankkonfigurasjonen omarbeidet i stedet for bare å skalere, fordi å legge til tankvolum til en krets som kortslutter multipliserer kostnadene uten å multiplisere utvinningen.

Materialer og mekaniske detaljer som forårsaker nedetid

Den fuktede siden av en utvaskingstank lever i varm, alkalisk, slipende, kloridholdig masse, og den kombinasjonen eliminerer de fleste snarveier. Karbonstålskall med 3 til 6 mm gummifôr eller et riktig påført epoksysystem håndterer de fleste gullkretser. Der hvor kloridnivåene er høye eller malmen behandles med syrevask, blir 304 eller 316L rustfritt det rimeligere alternativet over en tiårshorisont selv om den første fakturaen er høyere.

Impelleren er komponenten som bestemmer vedlikeholdskostnadene. Høykromstøpegods holder godt i slipende masse, gummibelagt stål absorberer støt fra trampmateriale, og 316L passer aggressiv kjemi. Akselen trenger en gummi- eller HDPE-hylse ved masselinjen, fordi det er der korrosjonsutmattelsen starter og der de fleste akselfeil begynner. Girkasser er vanligvis dimensjonert for startmomentet med full tank med faste stoffer; en girkasse valgt på kjøremoment alene er en girkasse som venter på å svikte ved første strømbrudd.

Detaljer som ser små ut på en tegning har betydning i feltet. En tømmeventil som er stor nok til å tømme tanken i et skift, en tilgangsmanway over masselinjen, løfteører som er klassifisert for pumpehjulet, og en vaskeri med et avtagbart deksel slik at en blokkert skjerm kan nås uten stillas faller alle inn i den kategorien. Planter som kjøper på pris alene oppdager vanligvis disse detaljene under den første ikke-planlagte nedstengningen.

Hva du skal spesifisere når du bestiller en utlutnings- eller adsorpsjonstank

En tydelig henvendelse får et brukbart tilbud. Vage får et tankskall med en gjettet agitator, og gjetningen er alltid konservativ, noe som betyr dyrt.

1. Tørrstoffgjennomstrømning i tonn per dag, og design og maksimumsverdier.
2. Faststoffs egenvekt og målmassetettheten etter vekt.
3. Nødvendig oppbevaringstid per trinn og totalt antall trinn.
4. Partikkelstørrelsesfordeling, spesielt toppstørrelsen og finstofffraksjonen, som driver den nettopp suspenderte hastigheten.
5. Cyanid- og kalkdoseområder, pH-vindu og mål for oppløst oksygen.
6. Karbonstørrelse, konsentrasjon og belastningen forventet ved eluering.
7. Kjemirapport som dekker klorider, sulfater og eventuell syrevask som er planlagt for kretsen.
8. Layoutbegrensninger: tilgjengelig fotavtrykk, takhøyde, fundamentnivå og nødvendig kaskadefall.
9. Strømforsyningsspenning og frekvens, pluss om en variabel frekvensomformer er tiltenkt.
10. Stedsforhold, inkludert høyde, omgivelsestemperatur og seismisk klassifisering.

En gjenstand blir regelmessig glemt og regelmessig dyr: konsentrasjonen av fri cyanid i massen. Det endrer elastomerutvalget for fôr og ermer, og det endrer anbefalingen av karbonkvalitet. En annen er den tiltenkte vedlikeholdsstrategien. Et anlegg som planlegger å inspisere impellere hver sjette måned, trenger større manways og bedre tilgang enn et som planlegger å gå i to år uavbrutt.

For kobber-gull og polymetalliske kretser står utvaskingstanken sjelden alene. Anhui kobber-gull pyritt-prosjektet er en nyttig referanse fordi utlutnings- og adsorpsjonstrinnene måtte dimensjoneres mot et flotasjonskonsentrat i stedet for rå malm, og massereologien fra dette konsentratet drev løpehjulvalget mer enn toppkvaliteten gjorde. Kjøpere som sammenligner forslag bør be om den spesifikke blandingsberegningen bak hver agitator, ikke bare kilowatt-vurderingen.

Igangkjøring av kretsen: De første tretti dagene

Å sette i drift et utvaskingstog handler mest om vann og faste stoffer før det handler om gull. Sekvensen som unngår de fleste tidlige skader, løper slik:

1. Hydro-test hvert skall og vask før noen foring lukkes, og sjekk deretter flensmomentet på nytt etter den første varme dagen.
2. Kjør hver agitator i vann i fire timer, logging av vibrasjoner, lagertemperatur og motorstrøm på designnivå.
3. Bekreft spredeluftfordelingen ved å observere kokemønsteret over tankoverflaten, ikke ved å lese strømningsmåleren.
4. Introduser faste stoffer ved 15 til 20 prosent og gå opp for å designe tettheten over flere dager, se kjegletrykk og impellerstrøm.
5. Tilsett karbon først etter at massedensiteten er stabil, og bekreft deretter at skjermene beholder det ved designflyten.
6. Etabler prøvetakingsrutinen tidlig: løsningstenor og fritt cyanid på hvert trinn, oppløst oksygen ved hvert utløp, karbonkonsentrasjon i hver tank.
7. Registrer grunnlinjevibrasjon og effekttall ved designgjennomstrømning; hver senere vedlikeholdsavgjørelse bør måles mot denne grunnlinjen.

Den vanligste idriftsettelsesfeilen er å starte med full tetthet på dag én. Faste stoffer fra en kaldstart kan låse et impeller i løpet av sekunder, og den resulterende akselskaden forsinker opprampingen med uker.

Spørsmål kjøpere stiller oftest