Impianto di ossigeno NEWTEK PSA per processi minerari: soluzioni di ossigeno affidabili per processi CIL e CIP

L'ossigeno è un reagente di processo nella cianurazione dell'oro piuttosto che un gas di utilità generale. Negli impianti di carbonio-in-leach (CIL) e carbonio-in-pulp (CIP), l'ossigeno disciolto influenza direttamente la cinetica di dissoluzione dell'oro, l'utilizzo del cianuro, le condizioni di ossidazione dei liquami e le prestazioni complessive di recupero.

Con l’aumento della produzione del minerale, aumenta anche la richiesta di ossigeno all’interno del circuito di lisciviazione. Molte operazioni minerarie situate in regioni remote dipendono tradizionalmente dalla fornitura di ossigeno liquido o dal trasporto di bombole per mantenere la fornitura di ossigeno. Tuttavia, la distanza di trasporto, l’accessibilità stradale, le condizioni meteorologiche e la gestione delle scorte possono aumentare i costi operativi e introdurre rischi di approvvigionamento.

Per ridurre la dipendenza dalla logistica esterna dell'ossigeno, gli operatori minerari implementano sempre più spesso sistemi di generazione di ossigeno PSA in loco. Un impianto di ossigeno NEWTEK PSA converte l'aria compressa in ossigeno nel sito minerario e fornisce continuamente ossigeno al processo di lisciviazione senza fare affidamento sulle forniture di ossigeno di routine.

Questo articolo spiega come la tecnologia dell'ossigeno PSA supporta le operazioni CIL e CIP, come il sistema si integra con i processi minerari e perché gli impianti di ossigeno containerizzati stanno diventando una soluzione pratica per progetti minerari remoti.

Perché l'ossigeno è necessario nel recupero dell'oro CIL e CIP

L'ossigeno supporta le reazioni di dissoluzione dell'oro

La cianurazione dell'oro richiede sia cianuro di sodio che ossigeno disciolto. La reazione di lisciviazione può essere rappresentata dall'equazione di Elsner:

Questa reazione mostra che l'ossigeno partecipa direttamente alla dissoluzione dell'oro metallico. Quando i livelli di ossigeno disciolto diminuiscono, la velocità di reazione può rallentare anche se la concentrazione di cianuro rimane invariata. Per questo motivo, gli impianti di lavorazione dell’oro monitorano regolarmente:
· Concentrazione di ossigeno disciolto
· Concentrazione di cianuro
· pH del liquame
· Tempo di conservazione
· Densità del liquame
per mantenere condizioni di lisciviazione stabili.

L'iniezione d'aria è spesso insufficiente

Molti circuiti di lisciviazione si basano inizialmente sull'iniezione di aria compressa. Tuttavia, l'aria atmosferica contiene solo: 21% di ossigeno e 78% di azoto. Con l’aumento della densità del liquame e dell’aumento della produzione del minerale, il trasferimento di ossigeno dall’aria diventa meno efficace.

Le sfide tipiche includono:
· Lenta dissoluzione dell'ossigeno
· Efficienza di trasferimento dell'ossigeno limitata
· Maggiori requisiti in termini di tempo di conservazione
· Ridotta concentrazione di ossigeno nei serbatoi a valle
L'iniezione di ossigeno generato dal PSA- consente agli operatori di aumentare i livelli di ossigeno disciolto senza aumentare in modo significativo il volume del gas.

La richiesta di ossigeno aumenta con la produttività

Con l’espansione della capacità di macinazione, aumenta il consumo di ossigeno. Ad esempio, un impianto aurifero che lavora un minerale da 1.500 TPD può richiedere sostanzialmente meno ossigeno di un impianto che lavora un minerale da 5.000 TPD. I requisiti di ossigeno sono influenzati da: mineralogia del minerale, contenuto di solfuri, tempo di permanenza della lisciviazione e obiettivi di ossigeno disciolto. Poiché il consumo di ossigeno dipende dal processo-, la capacità di generazione di ossigeno dovrebbe sempre essere determinata dai dati di progettazione metallurgica anziché stimata solo in base alle dimensioni dell'impianto.

Come funziona un impianto di ossigeno NEWTEK PSA

Sezione Compressione Aria

Il processo inizia con un compressore d'aria. Il compressore aumenta la pressione dell'aria atmosferica a circa: 7–10 bar. L'aria compressa entra quindi nella sezione di trattamento. Il pacchetto del compressore generalmente comprende: gruppo-dell'aria, sistema di raffreddamento, sistema di lubrificazione e serbatoio del ricevitore dell'aria. L'aria compressa serve come materia prima per la produzione di ossigeno.

Sezione Purificazione dell'aria

Prima di entrare nei serbatoi di adsorbimento, l'aria compressa passa attraverso: separatore d'acqua, essiccatore a refrigerazione, filtro a coalescenza e filtro a carboni attivi. Questi componenti rimuovono: umidità, aerosol d'olio e particelle di polvere. La qualità dell'aria influisce direttamente sulle prestazioni e sulla durata dei setacci molecolari.

Generatore di ossigeno PSA a doppia-torre e produzione continua

Il nucleo del sistema è costituito da: torre di adsorbimento A, torre di adsorbimento B, gruppi di valvole pneumatiche e setaccio molecolare di zeolite. I recipienti di adsorbimento sono generalmente realizzati con recipienti a pressione in acciaio al carbonio progettati secondo gli standard applicabili delle apparecchiature a pressione. All'interno delle torri, il setaccio molecolare adsorbe selettivamente l'azoto consentendo il passaggio dell'ossigeno.

Il design a doppia-torre alterna tra: assorbimento e rigenerazione. Mentre una torre produce ossigeno, la seconda torre rilascia azoto adsorbito e si prepara per il ciclo successivo. Il controller PLC cambia automaticamente le posizioni della valvola in base alle sequenze di temporizzazione programmate. La purezza tipica dell'ossigeno varia tra: 90% e 95% a seconda dei requisiti del flusso di produzione.

Integrazione con circuiti di elaborazione CIL e CIP

• Iniezione di ossigeno prima della lisciviazione:Molte operazioni minerarie iniettano ossigeno a monte dei serbatoi di lisciviazione. L'ossigeno può entrare nell'impasto liquido attraverso: miscelatori statici, iniettori Venturi, coni di ossigeno o gruppi diffusori. L'obiettivo è aumentare la concentrazione di ossigeno disciolto prima che inizi la dissoluzione del cianuro.
• Fornitura di ossigeno ai serbatoi CIL:Nei circuiti CIL il carbone attivo e la lisciviazione avvengono contemporaneamente. Un tipico treno CIL può contenere: 6-10 serbatoi di lisciviazione, agitatori, vagli di trasferimento del carbonio e pompe per liquami. L'impianto di ossigeno PSA fornisce ossigeno in modo continuo attraverso la rete di distribuzione dell'impianto. L'ossigeno generato supporta le condizioni di ossidazione durante tutta la sequenza del serbatoio.
• Fornitura di ossigeno alle operazioni CIP:Negli impianti CIP la lisciviazione e l'adsorbimento del carbonio avvengono separatamente. L'ossigeno può essere introdotto in: reattori di lisciviazione, serbatoi di condizionamento o tubazioni di trasferimento dei liquami. Il sistema PSA funziona come una fonte di ossigeno centralizzata che serve più ubicazioni di processo.

Perché gli impianti di ossigeno containerizzati sono sempre più utilizzati nel settore minerario

Distribuzione del sito semplificata:Le miniere remote spesso affrontano sfide di costruzione. La costruzione di un impianto di ossigeno convenzionale può richiedere: installazione strutturale in acciaio, rifugi per apparecchiature, edifici elettrici e sistemi di ventilazione. Una soluzione di gas containerizzata NEWTEK integra le principali apparecchiature in un container ISO standard prima della spedizione. Il container può ospitare: compressore d'aria, essiccatore d'aria, sistema di filtraggio, generatore di ossigeno PSA e quadro di controllo PLC. Questa configurazione riduce le attività di installazione sul campo.

Vantaggi del trasporto:I sistemi containerizzati possono essere trasportati utilizzando: camion a pianale, trasporto ferroviario o navi mercantili. Ciò è particolarmente utile per le miniere di montagna, i progetti nel deserto, le operazioni minerarie sulle isole e i siti di sviluppo-in fase iniziale. Lo stesso contenitore utilizzato per il trasporto diventa, dopo l'installazione, il contenitore operativo.

Protezione ambientale:Gli ambienti minerari spesso espongono le apparecchiature a polvere, sbalzi di temperatura, precipitazioni e atmosfere corrosive. Le strutture dei contenitori aiutano a isolare le apparecchiature critiche dai contaminanti esterni. Ulteriori opzioni possono includere pannelli murali isolanti, sistemi di ventilazione filtrata, superfici in acciaio con rivestimento epossidico-e tubi in acciaio inossidabile a seconda delle condizioni del sito.

Esempio di progetto minerario

Un'attività di estrazione dell'oro che trattava circa 3.000 TPD di minerale faceva affidamento sull'iniezione di ossigeno per supportare il circuito di recupero CIL. La miniera si trovava a più di 350 km dal fornitore di gas industriale più vicino e in precedenza dipendeva dalle consegne di ossigeno liquido trasportate da autocisterne.

L'infrastruttura originale dell'ossigeno comprendeva: serbatoio di stoccaggio criogenico, vaporizzatore ambientale, collettore di distribuzione dell'ossigeno e sistema di iniezione del processo. La richiesta media di ossigeno variava tra: 180–220 Nm³/h a seconda della produttività dell'impianto e delle caratteristiche del minerale. Per ridurre la dipendenza logistica, l'azienda ha installato un impianto di ossigeno PSA containerizzato NEWTEK da 200 Nm³/h.

La configurazione del sistema includeva: compressore d'aria a vite, essiccatore a refrigerazione, pacchetto di filtrazione multi-stadio, generatore di ossigeno PSA a doppia-torre, serbatoio tampone di ossigeno e sistema di controllo PLC. L'impianto ha generato ossigeno con una purezza pari a circa il 93% e ha fornito ossigeno direttamente nel circuito di lisciviazione esistente. Dopo la messa in servizio, la miniera ha eliminato i requisiti di routine per il trasporto di ossigeno liquido e ha creato una fonte continua di ossigeno in loco-per le operazioni di produzione quotidiane.

PSA Ossigeno vs Fornitura di ossigeno liquido per l'attività mineraria

Considerazioni sulla manutenzione

Attrezzature per il trattamento dell'aria:L'ispezione di routine dovrebbe includere la sostituzione del filtro, lo scarico della condensa e la verifica delle prestazioni dell'essiccatore. L'aria contaminata può ridurre la durata del setaccio molecolare.

Monitoraggio del setaccio molecolare:Gli operatori devono monitorare la purezza dell'ossigeno, la portata e i differenziali di pressione. Le variazioni delle prestazioni possono indicare il degrado del letto di adsorbimento.

Ispezione della valvola:Il processo PSA dipende dalla commutazione continua della valvola. Il personale di manutenzione deve ispezionare gli attuatori pneumatici, le elettrovalvole e i gruppi di tenuta. Le perdite della valvola possono influire sulla stabilità della produzione di ossigeno.

Conclusione

L'ossigeno è un input di processo fondamentale per le operazioni di recupero dell'oro CIL e CIP. Il mantenimento di livelli sufficienti di ossigeno disciolto aiuta a supportare le reazioni di cianurazione e prestazioni di lisciviazione stabili. Un impianto di ossigeno NEWTEK PSA genera ossigeno direttamente dall'aria atmosferica attraverso la tecnologia di adsorbimento a oscillazione di pressione e fornisce ossigeno in modo continuo ai processi minerari. Integrando compressione, purificazione, adsorbimento, stoccaggio e controlli automatizzati dell'aria, il sistema riduce la dipendenza dalle forniture ricorrenti di ossigeno liquido o bombole.

Per i progetti di estrazione mineraria remota, una soluzione di gas containerizzato NEWTEK combina apparecchiature per la generazione di ossigeno e infrastruttura di protezione in un pacchetto trasportabile che semplifica l'implementazione e supporta il funzionamento a lungo-termine. Man mano che i progetti minerari si spostano in regioni sempre più remote, le infrastrutture per la generazione di ossigeno stanno diventando parte dell’impianto di processo principale piuttosto che un sistema di servizi autonomo.

Per molti operatori, un impianto di ossigeno PSA containerizzato non è più visto come un semplice acquisto di attrezzature. Sta diventando sempre più un investimento infrastrutturale a lungo-termine che supporta la continuità della produzione, riduce la dipendenza dalla logistica e fornisce una fonte di ossigeno stabile per la futura espansione della produzione.