Instalacja tlenowa NEWTEK PSA dla procesów górniczych: niezawodne rozwiązania tlenowe dla procesów CIL i CIP

Tlen jest odczynnikiem procesowym w procesie cyjanizacji złota, a nie ogólnym gazem użytkowym. W zakładach węgla-w{{2}ługowaniu (CIL) i węgla-w-celulozie (CIP) rozpuszczony tlen bezpośrednio wpływa na kinetykę rozpuszczania złota, wykorzystanie cyjanku, warunki utleniania szlamu i ogólną wydajność odzysku.

Wraz ze wzrostem przerobu rudy wzrasta również zapotrzebowanie na tlen w obiegu ługowania. Wiele zakładów wydobywczych zlokalizowanych w odległych regionach tradycyjnie opiera się na dostawach ciekłego tlenu lub transporcie butli w celu utrzymania dostaw tlenu. Jednakże odległość transportu, dostępność dróg, warunki pogodowe i zarządzanie zapasami mogą zwiększyć koszty operacyjne i wprowadzić ryzyko dostaw.

Aby zmniejszyć zależność od zewnętrznej logistyki tlenu, operatorzy górnictwa coraz częściej wdrażają-na miejscu systemy wytwarzania tlenu PSA. Instalacja tlenowa NEWTEK PSA przekształca sprężone powietrze w tlen na terenie kopalni i stale dostarcza tlen do procesu ługowania, bez polegania na rutynowych dostawach tlenu.

W tym artykule wyjaśniono, w jaki sposób technologia tlenowa PSA wspiera operacje CIL i CIP, w jaki sposób system integruje się z procesami wydobywczymi i dlaczego kontenerowe instalacje tlenowe stają się praktycznym rozwiązaniem w przypadku zdalnych projektów wydobywczych.

Dlaczego tlen jest wymagany w procesie odzyskiwania złota CIL i CIP

Tlen wspomaga reakcje rozpuszczania złota

Cyjanizacja złota wymaga zarówno cyjanku sodu, jak i rozpuszczonego tlenu. Reakcję ługowania można przedstawić za pomocą równania Elsnera:

Reakcja ta pokazuje, że tlen bezpośrednio uczestniczy w rozpuszczaniu metalicznego złota. Gdy poziom rozpuszczonego tlenu spadnie, szybkość reakcji może spowolnić, nawet jeśli stężenie cyjanku pozostanie niezmienione. Z tego powodu zakłady przetwórstwa złota rutynowo monitorują:
· Stężenie rozpuszczonego tlenu
· Stężenie cyjanku
· pH zawiesiny
· Czas przechowywania
· Gęstość gnojowicy
w celu utrzymania stabilnych warunków ługowania.

Wtrysk powietrza jest często niewystarczający

Wiele obwodów ługowania początkowo opiera się na wtrysku sprężonego powietrza. Jednak powietrze atmosferyczne zawiera tylko: 21% tlenu i 78% azotu. W miarę wzrostu gęstości szlamu i przerobu rudy transfer tlenu z powietrza staje się mniej skuteczny.

Typowe wyzwania obejmują:
· Powolne rozpuszczanie tlenu
· Ograniczona wydajność przenoszenia tlenu
· Zwiększone wymagania dotyczące czasu przechowywania
· Zmniejszone stężenie tlenu w dalszych zbiornikach
Wstrzykiwanie tlenu generowanego przez PSA-umożliwia operatorom zwiększenie poziomu rozpuszczonego tlenu bez znaczącego zwiększania objętości gazu.

Zapotrzebowanie na tlen wzrasta wraz z wydajnością

Wraz ze wzrostem wydajności mielenia wzrasta zużycie tlenu. Na przykład zakład przetwarzania złota przetwarzający rudę o wydajności 1500 TPD może wymagać znacznie mniej tlenu niż zakład przetwarzający rudę o wydajności 5000 TPD. Na zapotrzebowanie na tlen wpływają: mineralogia rudy, zawartość siarczków, czas przebywania ługowania i docelowe ilości rozpuszczonego tlenu. Ponieważ zużycie tlenu zależy-od procesu, zdolność wytwarzania tlenu należy zawsze określać na podstawie danych projektowych metalurgii, a nie szacować wyłącznie na podstawie wielkości zakładu.

Jak działa instalacja tlenowa NEWTEK PSA

Sekcja sprężania powietrza

Proces rozpoczyna się od sprężarki powietrza. Sprężarka podnosi ciśnienie powietrza atmosferycznego do około: 7–10 barów. Następnie sprężone powietrze trafia do sekcji uzdatniania. Zestaw sprężarki zazwyczaj obejmuje: zespół-po stronie powietrznej, układ chłodzenia, układ smarowania i zbiornik powietrza. Sprężone powietrze służy jako surowiec do produkcji tlenu.

Sekcja Oczyszczania Powietrza

Przed wejściem do zbiorników adsorpcyjnych sprężone powietrze przechodzi przez: separator wody, osuszacz chłodniczy, filtr koalescencyjny i filtr z węglem aktywnym. Składniki te usuwają: wilgoć, aerozole olejowe i cząsteczki kurzu. Jakość powietrza bezpośrednio wpływa na wydajność i żywotność sit molekularnych.

Generator tlenu PSA z podwójną-wieżą i ciągła produkcja

Rdzeń systemu tworzą: Wieża Adsorpcyjna A, Wieża Adsorpcyjna B, pneumatyczne zespoły zaworowe oraz zeolitowe sito molekularne. Zbiorniki adsorpcyjne są zazwyczaj wykonane ze zbiorników ciśnieniowych ze stali węglowej zaprojektowanych zgodnie z obowiązującymi normami dotyczącymi urządzeń ciśnieniowych. Wewnątrz wież sito molekularne selektywnie adsorbuje azot, jednocześnie umożliwiając przepływ tlenu.

Konstrukcja z podwójną-wieżą obejmuje na przemian: adsorpcję i regenerację. Podczas gdy jedna wieża wytwarza tlen, druga wieża uwalnia zaadsorbowany azot i przygotowuje się do następnego cyklu. Sterownik PLC automatycznie przełącza pozycje zaworów w oparciu o zaprogramowane sekwencje czasowe. Typowa czystość tlenu waha się pomiędzy: 90% a 95% w zależności od wymagań przepływu produkcyjnego.

Integracja z obwodami przetwarzającymi CIL i CIP

• Wtrysk tlenu przed ługowaniem:W wielu zakładach wydobywczych tlen jest wstrzykiwany przed zbiorniki ługujące. Tlen może przedostawać się do zawiesiny przez: mieszalniki statyczne, wtryskiwacze Venturiego, stożki tlenowe lub zespoły dyfuzorów. Celem jest zwiększenie stężenia rozpuszczonego tlenu przed rozpoczęciem rozpuszczania cyjanku.
• Dopływ tlenu do zbiorników CIL:W obwodach CIL węgiel aktywny i ługowanie zachodzą jednocześnie. Typowy pociąg CIL może zawierać: 6–10 zbiorników ługujących, mieszadła, sita do przenoszenia węgla i pompy szlamowe. Tlenownia PSA dostarcza tlen w sposób ciągły poprzez sieć dystrybucyjną zakładu. Wygenerowany tlen wspiera warunki utleniania w całej sekwencji zbiornika.
• Dostawy tlenu do operacji CIP:W instalacjach CIP ługowanie i adsorpcja węgla zachodzą oddzielnie. Tlen można wprowadzać do: reaktorów ługowniczych, zbiorników kondycjonujących lub rurociągów przesyłowych szlamu. System PSA funkcjonuje jako scentralizowane źródło tlenu obsługujące wiele lokalizacji procesowych.

Dlaczego kontenerowe instalacje tlenowe są coraz częściej stosowane w górnictwie

Uproszczone wdrażanie witryny:Odległe kopalnie często borykają się z wyzwaniami konstrukcyjnymi. Budowa konwencjonalnej instalacji tlenowej może wymagać: instalacji ze stali konstrukcyjnej, schronów sprzętowych, budynków elektrycznych i systemów wentylacyjnych. Kontenerowe rozwiązanie gazowe NEWTEK integruje główny sprzęt w standardowym kontenerze ISO przed wysyłką. W kontenerze można umieścić: sprężarkę powietrza, osuszacz powietrza, system filtracji, generator tlenu PSA i szafę sterowniczą PLC. Taka konfiguracja ogranicza czynności związane z instalacją w terenie.

Zalety transportu:Systemy kontenerowe można transportować za pomocą: ciężarówek z platformą, transportu kolejowego lub statków towarowych. Jest to szczególnie przydatne w przypadku kopalni górskich, projektów pustynnych, operacji wydobywczych na wyspach i miejsc-inwestycji na wczesnym etapie. Ten sam pojemnik, który służy do transportu, po zamontowaniu staje się obudową roboczą.

Ochrona środowiska:Środowiska górnicze często narażają sprzęt na działanie pyłu, wahań temperatury, opadów i atmosfery korozyjnej. Konstrukcje kontenerów pomagają odizolować krytyczny sprzęt od zewnętrznych zanieczyszczeń. Dodatkowe opcje mogą obejmować izolowane panele ścienne, systemy wentylacji z filtrem, powierzchnie stalowe-powlekane epoksydem i rury ze stali nierdzewnej, w zależności od warunków w miejscu instalacji.

Przykład projektu górniczego

Kopalnia złota przetwarzająca około 3000 TPD rudy opierała się na wtrysku tlenu w celu wsparcia obwodu odzyskiwania CIL. Kopalnia zlokalizowana była w odległości ponad 350 km od najbliższego dostawcy gazu przemysłowego i wcześniej była uzależniona od dostaw ciekłego tlenu transportowanego cysternami samochodowymi.

Oryginalna infrastruktura tlenowa obejmowała: kriogeniczny zbiornik magazynowy, parownik otoczenia, kolektor dystrybucji tlenu i system wtrysku procesowego. Średnie zapotrzebowanie tlenu wahało się w granicach: 180–220 Nm3/h, w zależności od przepustowości zakładu i charakterystyki rudy. Aby zmniejszyć zależność od logistyki, w zakładzie zainstalowano kontenerową wytwórnię tlenu PSA o wydajności 200 Nm3/h NEWTEK.

Konfiguracja systemu obejmowała: sprężarkę śrubową, osuszacz chłodniczy, wielostopniowy-zestaw filtracyjny, dwu-wieżowy generator tlenu PSA, zbiornik buforowy tlenu i system sterowania PLC. Instalacja wytwarzała tlen o czystości około 93% i dostarczała go bezpośrednio do istniejącego obiegu ługowania. Po uruchomieniu kopalnia wyeliminowała rutynowe wymagania dotyczące transportu ciekłego tlenu i zapewniła ciągłe-na miejscu źródło tlenu na potrzeby codziennych operacji produkcyjnych.

Tlen PSA a dostawa ciekłego tlenu dla górnictwa

Uwagi dotyczące konserwacji

Sprzęt do uzdatniania powietrza:Rutynowa kontrola powinna obejmować wymianę filtra, odprowadzanie kondensatu i weryfikację działania osuszacza. Zanieczyszczone powietrze może skrócić żywotność sit molekularnych.

Monitorowanie sit molekularnych:Operatorzy powinni monitorować czystość tlenu, natężenie przepływu i różnice ciśnień. Zmiany wydajności mogą wskazywać na degradację złoża adsorpcyjnego.

Kontrola zaworu:Proces PSA polega na ciągłym przełączaniu zaworów. Personel zajmujący się konserwacją powinien sprawdzać siłowniki pneumatyczne, zawory elektromagnetyczne i zespoły uszczelek. Nieszczelność zaworu może mieć wpływ na stabilność produkcji tlenu.

Wniosek

Tlen jest krytycznym wsadem procesowym w operacjach odzyskiwania złota CIL i CIP. Utrzymanie wystarczającego poziomu rozpuszczonego tlenu wspomaga reakcje cyjanizacji i stabilną wydajność ługowania. Instalacja tlenowa NEWTEK PSA wytwarza tlen bezpośrednio z powietrza atmosferycznego poprzez technologię adsorpcji zmiennociśnieniowej i w sposób ciągły dostarcza tlen do procesów wydobywczych. Integrując kompresję powietrza, oczyszczanie, adsorpcję, magazynowanie i zautomatyzowane sterowanie, system zmniejsza zależność od powtarzających się dostaw ciekłego tlenu lub butli.

W przypadku projektów wydobywczych na odległość, kontenerowe rozwiązanie gazowe NEWTEK łączy sprzęt do wytwarzania tlenu i infrastrukturę ochronną w przenośny pakiet, który upraszcza wdrażanie i wspiera długoterminowe-działanie. W miarę przenoszenia projektów wydobywczych do coraz bardziej odległych regionów infrastruktura wytwarzania tlenu staje się częścią głównego zakładu przetwórczego, a nie samodzielnym systemem użyteczności publicznej.

Dla wielu operatorów kontenerowa wytwórnia tlenu PSA nie jest już postrzegana jako prosty zakup sprzętu. Coraz częściej staje się to długoterminową-inwestycją infrastrukturalną, która wspiera ciągłość produkcji, zmniejsza zależność od logistyki i zapewnia stabilne źródło tlenu na potrzeby przyszłego rozwoju produkcji.