InLine Leach Reactor: реактор интенсивного цианирования Gekko Systems

Верхозин С. С., канд. филол. наук,
вед. аналитик, рекл.отдел, АО «Иргиредмет»
Золотодобыча, №272, Июль, 2021

Реактор интенсивного цианирования InLine Leach Reactor (ILR) — первая промышленная установка такого рода в мире — разработан Gekko Systems в 1997 году на замену традиционным технологиям извлечения золота и серебра из минерального сырья (гравиконцентратов и флотоконцентратов). Первоначально его планировали использовать в комбинации с отсадочными машинами InLine Pressure Jig (тоже Gekko Systems). Со временем конструкция была доработана, компания выпустила реактор периодического действия, который получил широкое распространение на золотодобывающих предприятиях по всему миру для извлечения ценного компонента из концентратов как гравитационного, так и флотационного обогащения.

 

Принцип действия реактора

 

Принцип действия реакторов интенсивного цианирования разработки Gekko Systems заключается в удержании твердых частиц во взвешенном состоянии и непрерывном перемешивании материала с целью ускорения протекания химических реакций при взаимодействии с цианистым раствором.

Минеральное сырье в виде концентрата гравитационного обогащения или флотации поступает в горизонтальный вращающийся барабан. Внутри барабана оно смешивается с 1–2-процентным раствором цианида и чистым кислородом (применительно к извлечению золота). Специальные планки (лифтеры), установленные на внутренней полости барабана, обеспечивают постоянный контакт материала с раствором. Благодаря подходящему сочетанию реагентов, учету особенностей сырья и невысокой скорости вращения создаются условия, способствующие эффективному выщелачиванию (рис. 1).

Барабан — основной компонент реактора. В нем поддерживаются условия, способствующие эффективному смешиванию при большом сдвиговом усилии, что позволяет удалить с частиц золота поверхностной слой, облегчая доступ к ним цианида и улучшая кинетику процесса (рис. 2). За счет наличия насыщенной зоны обеспечивается постоянная оптимальная концентрация растворенного кислорода, а также высокая площадь поверхности контакта кислорода и раствора. Само выщелачивание происходит к зоне смешивания раствора и минерального сырья.

По завершению процесса обогащенный раствор отделяется от твердой фазы, которая промывается и разгружается в виде хвостов. Раствор в свою очередь поступает на дальнейший процесс (электролиз, сорбцию, десорбцию).

 

Разновидности реакторов

 

Существуют две разновидности реакторов интенсивного цианирования ILR — периодического и непрерывного действия.

 

Реакторы ILR периодического действия (табл. 1, рис. 3) имеют весьма простую механическую конструкцию, состоящую из вращающегося барабана, двух конических емкостей, зумпфа и автоматических клапанов. Партия минерального сырья загружается в барабан, в котором циркулирует раствор выщелачивания. После обработки обогащенный раствор осветляется и отправляется на электролиз, твердая фаза разгружается путем обратного вращения барабана.

Пока идет переработка одной партии концентрата в емкости для питания накапливается следующая партия. И как только из реактора выгрузится выщелоченный концентрат, начинается загрузка в реактор следующей партии концентрата.

Благодаря строгому контролю каждой стадии процесса реакторы ILR периодического действия подходят для обработки богатых концентратов и максимально сокращают вероятность потерь золота. Рабочие показатели по каждой партии отслеживаются с помощью датчиков и автоматических пробоотборников.

 

Таблица 1. Модели реакторов ILR периодического действия

ПАРАМЕТР

МОДЕЛЬ

IRL Mini

IRL
150BA

IRL
1000BA

IRL
2000BA

IRL
3000BA

IRL
4000BA

IRL
5000BA

IRL
10000BA

Длина, мм

833

5769

5817

7349

8852

9485

11764

11768

Высота, мм

1000

5221

6197

7349

6739

7219

9598

9598

Ширина, мм

1411

2161

2270

2270

2452

2500

2544

6229

Масса загрузки, кг (при плотн 3,6 т/м3)

18,6

1425

2800

5260

7040

10190

12660

25320

Объем питающего
конуса, м3

н/д

2,5

5

7,5

10

15

15

15

Объем емкости выщелачивания, м3

0,036

4,3

7,5

10

15

15

20

2 × 20

Подача воздуха

600 кПа

Расход воздуха, л/мин

2

10

10

10

10

10

10

20

Общая установленная мощность, кВт

0,04

8,25

10,5

11,5

13

18,5

24

37

Установленная мощность барабана, кВт

0,04

0,75

3

4

5,5

11

13

26

Установленная мощность насоса, кВт

С пневмо-приводом

7,5

7,5

7,5

7,5

7,5

11

11

Напряжение

Однофазное

Трехфазное

Трехфазное

Трехфазное

Трехфазное

Трехфазное

Трехфазное

Трехфазное

Общая масса, кг

109

6000

9200

11500

14700

18200

21800

43600

Общая масса с загрузкой,
кг (при плотн 3,6 т/м3)

130

11380

19850

27500

36600

49500

54900

85900

Масса наиболее тяжелого компонента, кг

109

4000

7000

9000

11500

15000

17500

17500

РАСТВОР ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

Скорость питания, т/ч

0,01–0,05

5–10

5–15

5–15

5–15

5–15

5–15

5–15

Загрузка золотом, г/т

50–3000

50–3000

50–3000

50–3000

50–3000

50–3000

50–3000

50–3000

Концентрация
кислорода (растворенного), мг/л

10–30

10–30

10–30

10–30

10–30

10–30

10–30

10–30

Типичная концентрация цианида в растворе, %

2

2

2

2

2

2

2

2

БАРАБАН
Длина, мм

350

2270

1685

3370

4795

6315

8204

8204

Диаметр, мм

272

1000

1778

1778

1778

1778

1778

1778

Скорость, об/мин

~2

~2

~2

~2

~2

~2

~2

~2

Полезный объем, м3

0,00827

0,79

1,65

3,19

4,67

6,15

7,64

15,28

 

 

Реакторы ILR непрерывного действия (табл. 2, рис. 4, 5) рассчитаны на переработку постоянного потока материала, поступающего в барабан вместе с оборотным обезметалленным раствором выщелачивания. Одновременно с подачей материала происходит разгрузка выщелоченной пульпы, которая далее сгущается (противоточной декантацией или фильтрацией) с целью выделения твердой фазы. Обогащенный раствор поступает на извлечение (прямой электролиз, сорбция), а затем в виде обезметалленного раствора рециркулируется в питание реактора. Скорость каждого из технологических потоков отслеживается и фиксируется, для анализа металлургического баланса отбираются пробы каждого потока. 

 

Реакторы непрерывного действия рассчитаны на выщелачивание золота и серебра из концентратов как крупного, так и мелкого гранулометрического состава, без ущерба для эффективности извлечения, позволяя тем самым снизить расходы на измельчение. Они подходят для работы с концентратами большого объема или низкого содержания ценного компонента, например комплексных сульфидных золотосодержащих руд.

 

Таблица 2. Модели реакторов ILR непрерывного действия

ПАРАМЕТР

МОДЕЛЬ

ILR

3000C

ILR

5000C

ILR

10000C

ILR

20000C

Длина, мм

8852

10387

12583

12583

Высота, мм

6739

2544

8928

8928

Ширина, мм

2452

2450

6040

13580

Масса загрузки (при плотности 3,6 т/м3), кг

7040

12660

25320

50640

Объем питающего конуса, м3

6,38

6,38

6,38

34,9

Подача воздуха

600 кПа

Общая установленная мощность, кВт

13

20,5

37

2 × 37

Установленная мощность барабана, кВт

5,5

7,5 + 5,5

2 × (7,5 + 5,5)

4 × (7,5 + 5,5)

Установленная мощность насоса, кВт

7,5

7,5

11

2 × 11

Напряжение

Трехфазное

Трехфазное

Трехфазное

Трехфазное

Общая масса, кг

14000

20500

41000

82000

Общая масса с загрузкой (при плотности 3,6 т/м3), кг

28630

38780

69060

167720

Масса наиболее тяжелого компонента, кг

11000

17000

17000

17000

ОБОГАЩЕННЫЙ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

Расход, т/ч

1-20

5-10

5-10

5-10

Загрузка золотом, г/т

50-3000

50-3000

50-3000

50-3000

Концентрация кислорода (растворенного), мг/л

3-30

3-30

3-30

3-30

Типичная концентрация цианида в растворе, %

2

2

2

2

Доля щелочи, %

0-3

0-3

0-3

0-3

БАРАБАН
Длина, мм

4795

8238

7900

7900

Диаметр, мм

1778

1778

1778

1778

Скорость, об/мин

~2

~2

~2

~2

Полезный объем, м3

4,27

6,99

13,99

27,98

 

 

Преимущества реакторов интенсивного цианирования Gekko Systems

 

Реакторы интенсивного цианирования Gekko Systems отличаются высокой кинетикой выщелачивания, обеспечивают устойчивое извлечение свободного золота на уровне >98%, а также высокие показатели по извлечению драгоценного металла из комплексных сульфидных руд. Выщелачивание крупных (>300 мкм) гравиконцентратов с использованием оборотных растворов выщелачивания производится при сниженных расходах электроэнергии и эксплуатационных издержках.

Конструкция реакторов ILR спроектирована таким образом, чтобы уменишить потребность в техническом обслуживании, снизить уровень износа компонентов (за счет низкой скорости работы), а также сократить соответствующие издержки.

Реактор можно адаптировать под работу в комбинации с любыми циклами измельчения, химическими особенностями выщелачивания, реагентными режимами. ILR — модульные, занимают мало место, автоматизированы. Основные технологические параметры контролируются электроникой. Все это заметно сокращает эксплуатационные расходы и улучшает экономику предприятия в целом.

В силу конкретных особенностей каждого проекта Gekko Systems проводит лабораторные испытания и оптимизацию реакторов (результаты лабораторного исследования легко масштабируются) перед поставкой на предприятие. Поставка, монтаж и ввод реактора в эксплуатацию не занимают много времени.

Немаловажным фактором является то, что благодаря замкнутой конструкции с отдельными блокируемыми точками доступа совершить хищение золотосодержащего концентрата из реактора сложнее, чем, например, с концентрационного стола.

 

Примеры использования

 

Благодаря высоким эксплуатационным качествам и эффективности реакторы интенсивного цианирования Gekko Systems востребованы по всему миру: сегодня на предприятиях используется более сотни единиц ILR (табл. 3).

 

Таблица 3. Примеры использования реакторов интенсивного цианирования ILR производства Gekko Systems

Компания

Объект

Страна

Особенности применения

Detour Gold Corp

Detour Lake

Канада

Крупнейший цикл гравитационного обогащения в Северной Америке

Gold Fields

St Ives/Agnew

Австралия

Реакторы периодического действия – выщелачивание богатых золотосодержащих концентратов

AngloGold Ashanti

Sadiola

Мали

Концентраты с мелким золотом, коры выветривания (сапролиты)

AngloGold Ashanti

Obuasi

Гана

Три реактора – по сырью с высокой долей мышьяка; цикл BIOX

Castlemaine Goldfields

Ballarat

Австралия

Реакторы периодического действия – выщелачивание богатых золотосодержащих концентратов

«Полюс»

Вернинское

Россия

Реакторы периодического действия – выщелачивание богатых золотосодержащих концентратов

 

•  В 2003 году реактор ILR периодического действия (ILR2000BA) был введен в эксплуатацию на золотодобывающем предприятии St Ives, принадлежащем компании Gold Fields, в Западной Австралии. Перед установкой реактора специалисты Gekko Systems провели комплексный анализ цикла гравитационного обогащения, установив, что «узким местом» является концентрационный стол типа Gemini, а связанные с ним высокие потери золота оказывают существенное влияние на эффективность работы всего отделения.

После установки реактора и отказа от концентрации на столе уровень извлечения золота гравитацией вырос более чем на 8%, извлечение драгоценного металла выщелачиванием за первые три недели эксплуатации в среднем превысило 99%.

 

•  Концентрат гравитационного обогащения (материал сначала обогащается на центробежных концентраторах, затем доводится на столах) на ЗИФ Вернинского месторождения («Полюс»; введено в промышленную эксплуатацию в 2011 г.) поступает на производство сплава Доре, в то время как хвосты (концентрационного стола) — на интенсивное цианирование в ILR. Обогащенный раствор отправляется на электролиз, твердая фаза доизмельчается в небольшой шаровой мельнице, сгущается и отправляется на извлечение по методу CIL.

 

•  В 2011 году Gekko Systems поставила реактор ILR150BA на предприятие Ciénega (компания Fresnillo PLC), который стал первым реактором ILR в Мексике. В тот момент на руднике велись работы по модернизации ЗИФ, наращиванию объемов гравитационного обогащения и повышению уровня извлечения золота.

Цикл был организован следующим образом. Подрешетный продукт сита мельницы полусамоизмельчения поступает в шаровую мельницу. 80% песков гидроциклона возвращаются в мельницу, 20% — отправляются на вибрационный грохот (слив направляется на флотацию свинца и цинка). Надрешетный продукт грохота рециркулируется в шаровую мельницу, подрешетная фракция поступает на центробежный концентратор периодического действия, продукт которого (золотосодержащий концентрат) подается в ILR. Золото из обогащенного раствора выщелачивания извлекается по процессу Меррилл-Кроу.

Установка реактора интенсивного цианирования позволила Ciénega  добиться поставленных целей. Среднее извлечение золота превысило 98,5% (серебра — 89%), максимальное — 99%. Загрузка реактора составляет около 1 т гравиконцентрата за цикл (занимает около суток), расход цианида — менее 9 кг/т концентрата.

Успешная эксплуатация оборудования Gekko Systems на предприятии Ciénega сподвигла компанию Fresnillo PLC приобрести и установить в конце 2012 года реактор ILR2000BA на руднике Herradura.

 

• Реактор ILR периодического действия применяется на крупном золотодобывающем предприятии Hope Bay (компания Agnico Eagle) в Канаде. Концентраты гравитационного обогащения (отсадка в машинах InLine Pressure Jig от Gekko Systems) и флотации поступают на сгущение, фильтрацию и доизмельчение. Пески гидроциклонов отделения доизмельчения отправляются на параллельные центробежные концентраторы периодического действия, продукт которых по мере накопления загружается в реактор ILR.

Выщелачивание в ILR осуществляется с использованием раствора цианида натрия и кислорода, гидроксид натрия выступает в качестве реагента для контроля pH. В разгрузку реактора добавляется флокулянт, способствующий оседанию твердой фазы и выделению обогащенного раствора, который перекачивается на электролиз.

Слив гидроциклонов отделения доизмельчения поступает на реактор ILR непрерывного действия, где процесс протекает в соответствии с описанным выше. Далее остаток выщелачивания отправляется на сгущение, после которого отделенный обогащенный раствор перекачивается в сорбционные колонны, на десорбцию и электролиз (колонны, смола, электролизеры — все Gekko Systems).

 

Использованные источники:

1. AMC Consultants Pty Ltd. Competent Person’s Report – Mineral Assets PJSC Polyus. AMC Project 216081, June 5, 2017 (URL: https://www.rns-pdf.londonstockexchange.com/rns/1294h_-2017-6-5.pdf).

2. Bezuidenhout, G. The TMAC Resources Inc. Hope Bay Project – An Innovative Approach (URL: https://www.saimm.co.za/download/branches/Johannesburg/The%20TMAC%20Reources%20Hope%20Bay%20Project-SAIMM-r1.pdf).

3. Clow, G., Lecuyer, N., Horan, S., Krutzelmann, H., Chubb, D., Rykaart, M. Technical Report on the Hope Bay Project, Nunavut, Canada. Report for NI 43-10. Roscoe Postle Associates Inc. March 31, 2015 (URL: https://www.miningdataonline.com/reports/HopeBay_PFS_2015_Final.pdf).

4. Gekko Systems (URL: https://www.gekkos.com/).

 ----------------------------------------------------------------

Оборудование Gekko Systems применяется не только на предприятиях Австралии, но и на рудниках других стран мира. В следующих номерах журнала мы расскажем о некоторых разработках подробнее.

Обсудить возможность применения оборудования в российских условиях можно с представителем Gekko Systems в Москве Павлом Смирновым:

+7 985 762 58 31

pavels@gekkos.com

 


-0+6
Просмотров статьи: 504, комментариев: 9       

Комментарии, отзывы, предложения

Владислав, 08.08.21 07:04:02 — Автору

Спасибо, интересно.

В табл.2 проверьте строку "Объем питающего конуса, м3"

Автор, 08.08.21 13:05:19 — Владиславу

Проверил, значения как в исходнике. Что Вы имели в виду?

Владислав, 08.08.21 13:18:53 — Автору

6,38 6,38 6,38 34,9

Нелогичное изменение объема конуса.

Сравните с массой загрузки (строка выше):

7040 12660 25320 50640

Если масса загрузки растет, то и объем конуса, в принципе, должен расти пропорционально.

Автор, 08.08.21 15:07:14 — Владиславу

Надо будет уточнить, но у Gekko именно так указано.

Студент, 10.08.21 09:50:07 — Кто знает

Извините, пожалуйста, с рудой плохо знаком. У меня вопрос. После установки цианирования получаются отвальные хвосты? Их потом в отвал? Какое в них остаточное содержание?

Mad Miner, 11.08.21 21:13:45 — Студент

Хвосты интенсивного цианирования возвращают обратно в схему, как правило, в измельчение.

Остаточное содержание золота в хвостах интенсивного цианирования зависит от содержания в питании интенсивного цианирования. Извлечение золота в раствор на стадии интенсивного цианирования составляет порядка 97-99%. К примеру, при выщелачивании концентрата с содержанием золота более 4000 г/т с извлечением золота в раствор порядка 99%, хвосты будут более 40 г/т.

Студент, 12.08.21 17:41:58 — Mad Miner, 11.08.21

Спасибо, понятно. Тогда получается, что извлечение 95 или 99% особой роли не играет. Все равно потом дополнительное измельчение хвостов и снова извлечение.

Mad Miner, 13.08.21 08:51:37 — Студент

Не совсем.

Влияет кинетика выщелачивания. Если кривая "извлечение от времени" выполаживается, то дальше уже нет смысла выщелачивать, а если рост продолжается, то разумнее извлечь ещё 2, 3, 4%. Ведь не факт, что после доизмельчения вы не потеряете это золото.

Ярослав, 12.09.21 08:31:47

Интересная проблема сравнения разного оборудования. Конечно, хотелось бы однозначную оценку - вот этот реактор лучше. Но тут же возникает вопрос, по какому показателю лучше? Сравнивать по весу, размеру, потреблению электроэнергии - это несерьезно.

Интересный показатель цена. Что лучше приобрести? Самое дорогое, в надежде, что именно оно самое лучшее или взять самое дешевое, в надежде сэкономить сейчас?

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «InLine Leach Reactor: реактор интенсивного цианирования Gekko Systems»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "восемь прибавить 7":