کارخانه اکسیژن نیوتک PSA برای فرآیند معدن: راه حل های اکسیژن قابل اعتماد برای فرآیند CIL و CIP

اکسیژن یک معرف فرآیندی در سیانیداسیون طلا است تا یک گاز عمومی. در کارخانجات کربن-در-لیچ (CIL) و کربن-در-پالپ (CIP)، اکسیژن محلول مستقیماً بر سینتیک انحلال طلا، استفاده از سیانید، شرایط اکسیداسیون دوغاب و عملکرد کلی بازیابی تأثیر می‌گذارد.

با افزایش توان معدنی، تقاضای اکسیژن در داخل مدار لیچینگ نیز افزایش می یابد. بسیاری از عملیات معدنی واقع در مناطق دورافتاده به طور سنتی به تحویل اکسیژن مایع یا حمل و نقل سیلندر برای حفظ اکسیژن بستگی دارد. با این حال، فاصله حمل و نقل، دسترسی به جاده، شرایط آب و هوایی و مدیریت موجودی می تواند هزینه های عملیاتی را افزایش دهد و خطرات عرضه را ایجاد کند.

برای کاهش وابستگی به تدارکات اکسیژن خارجی، اپراتورهای استخراج به طور فزاینده ای در{0}سیستم های تولید اکسیژن PSA سایت مستقر می شوند. یک کارخانه اکسیژن NEWTEK PSA هوای فشرده شده را در محل معدن به اکسیژن تبدیل می کند و به طور مداوم اکسیژن را به فرآیند شستشو بدون اتکا به تحویل معمول اکسیژن می رساند.

این مقاله توضیح می‌دهد که چگونه فناوری اکسیژن PSA از عملیات CIL و CIP پشتیبانی می‌کند، چگونه سیستم با فرآیندهای استخراج ادغام می‌شود، و چرا کارخانه‌های اکسیژن کانتینری تبدیل به یک راه‌حل عملی برای پروژه‌های استخراج از راه دور می‌شوند.

چرا اکسیژن در بازیابی طلای CIL و CIP مورد نیاز است؟

اکسیژن از واکنش های انحلال طلا پشتیبانی می کند

سیانیداسیون طلا هم به سیانید سدیم و هم به اکسیژن محلول نیاز دارد. واکنش لیچینگ را می توان با معادله الزنر نشان داد:

این واکنش نشان می دهد که اکسیژن به طور مستقیم در انحلال طلای فلزی شرکت می کند. هنگامی که سطح اکسیژن محلول کاهش می یابد، سرعت واکنش ممکن است کاهش یابد حتی اگر غلظت سیانید بدون تغییر باقی بماند. به همین دلیل، کارخانه های فرآوری طلا به طور معمول نظارت می کنند:
· غلظت اکسیژن محلول
· غلظت سیانید
· pH دوغاب
· زمان ماندگاری
· چگالی دوغاب
برای حفظ شرایط آبشویی پایدار.

تزریق هوا اغلب ناکافی است

بسیاری از مدارهای لیچینگ در ابتدا به تزریق هوای فشرده متکی هستند. با این حال، هوای اتمسفر تنها حاوی: 21٪ اکسیژن و 78٪ نیتروژن است. با افزایش چگالی دوغاب و افزایش توان سنگ معدن، انتقال اکسیژن از هوا کمتر می شود.

چالش های معمولی عبارتند از:
· انحلال آهسته اکسیژن
· راندمان انتقال اکسیژن محدود
· افزایش زمان نگهداری مورد نیاز
· کاهش غلظت اکسیژن در مخازن پایین دست
تزریق اکسیژن{0}}تولید شده PSA به اپراتورها اجازه می‌دهد تا سطوح اکسیژن محلول را بدون افزایش قابل توجه حجم گاز افزایش دهند.

تقاضای اکسیژن با توان افزایش می یابد

با افزایش ظرفیت آسیاب، مصرف اکسیژن افزایش می یابد. به عنوان مثال، کارخانه طلا که سنگ معدن 1500 TPD را پردازش می کند ممکن است به اکسیژن کمتری نسبت به کارخانه فرآوری سنگ معدن 5000 TPD نیاز داشته باشد. نیاز به اکسیژن تحت تأثیر: کانی شناسی سنگ معدن، محتوای سولفید، زمان ماند شستشو و اهداف اکسیژن محلول است. از آنجا که مصرف اکسیژن وابسته به فرآیند است، ظرفیت تولید اکسیژن همیشه باید از داده‌های طراحی متالورژیکی تعیین شود نه اینکه فقط از اندازه کارخانه تخمین زده شود.

چگونه کارخانه اکسیژن NEWTEK PSA کار می کند

بخش فشرده سازی هوا

این فرآیند با کمپرسور هوا آغاز می شود. کمپرسور فشار هوای اتمسفر را تقریباً به 7 تا 10 بار افزایش می دهد. سپس هوای فشرده وارد بخش درمان می شود. بسته کمپرسور عموماً شامل: مونتاژ انتهایی هوا، سیستم خنک‌کننده، سیستم روغن‌کاری و مخزن گیرنده هوا است. هوای فشرده به عنوان ماده خام برای تولید اکسیژن عمل می کند.

بخش تصفیه هوا

قبل از ورود به مخازن جذب، هوای فشرده از این موارد عبور می کند: جداکننده آب، خشک کن یخچالی، فیلتر ادغام کننده و فیلتر کربن فعال. این اجزاء: رطوبت، ذرات معلق روغن و ذرات گرد و غبار را حذف می کنند. کیفیت هوا به طور مستقیم بر عملکرد غربال مولکولی و عمر مفید تأثیر می گذارد.

تولیدکننده اکسیژن دوگانه-برج PSA و تولید مداوم

هسته سیستم شامل: برج جذب A، برج جذب B، مجموعه شیرهای پنوماتیک و غربال مولکولی زئولیت است. مخازن جذب معمولاً از مخازن تحت فشار فولاد کربنی ساخته می شوند که مطابق با استانداردهای تجهیزات تحت فشار قابل اجرا طراحی شده اند. در داخل برج ها، غربال مولکولی به طور انتخابی نیتروژن را جذب می کند و در عین حال اجازه عبور اکسیژن را می دهد.

طراحی برج دوگانه{0}}به طور متناوب بین: جذب و بازسازی است. در حالی که یک برج اکسیژن تولید می کند، برج دوم نیتروژن جذب شده را آزاد می کند و برای چرخه بعدی آماده می شود. کنترل کننده PLC به طور خودکار موقعیت سوپاپ ها را بر اساس توالی زمان بندی برنامه ریزی شده تغییر می دهد. خلوص اکسیژن معمولی بین: 90٪ تا 95٪ بسته به نیاز جریان تولید است.

ادغام با مدارهای پردازش CIL و CIP

• تزریق اکسیژن قبل از لیچینگ:بسیاری از عملیات معدنی اکسیژن را در بالادست مخازن لیچینگ تزریق می کنند. اکسیژن ممکن است از طریق: میکسرهای استاتیک، انژکتورهای ونتوری، مخروط های اکسیژن یا مجموعه های پخش کننده وارد دوغاب شود. هدف افزایش غلظت اکسیژن محلول قبل از شروع انحلال سیانید است.
• تامین اکسیژن به مخازن CIL:در مدارهای CIL، کربن فعال و شستشو به طور همزمان اتفاق می افتد. یک قطار معمولی CIL ممکن است شامل: 6 تا 10 مخزن شستشو، همزن، صفحه انتقال کربن و پمپ های دوغاب باشد. کارخانه اکسیژن PSA به طور مداوم اکسیژن را از طریق شبکه توزیع کارخانه تامین می کند. اکسیژن تولید شده از شرایط اکسیداسیون در سراسر توالی مخزن پشتیبانی می کند.
• تامین اکسیژن برای عملیات CIP:در کارخانه های CIP، شستشو و جذب کربن به طور جداگانه انجام می شود. اکسیژن ممکن است به: راکتورهای شستشو، مخازن تهویه یا خطوط لوله انتقال دوغاب وارد شود. سیستم PSA به‌عنوان یک منبع اکسیژن متمرکز عمل می‌کند که در مکان‌های مختلف فرآیند خدمت می‌کند.

چرا از کارخانه های اکسیژن کانتینری شده به طور فزاینده ای در معدن استفاده می شود؟

استقرار ساده سایت:معادن از راه دور اغلب با چالش های ساختمانی روبرو هستند. ساخت یک کارخانه اکسیژن معمولی ممکن است به موارد زیر نیاز داشته باشد: نصب فولاد سازه، پناهگاه تجهیزات، ساختمان های الکتریکی و سیستم های تهویه. محلول گاز کانتینری NEWTEK تجهیزات اصلی را قبل از حمل و نقل در یک کانتینر استاندارد ISO ادغام می کند. این ظرف می تواند شامل: کمپرسور هوا، خشک کن هوا، سیستم فیلتراسیون، ژنراتور اکسیژن PSA و کابینت کنترل PLC باشد. این پیکربندی فعالیت های نصب در میدان را کاهش می دهد.

مزایای حمل و نقل:سیستم های کانتینری را می توان با استفاده از: کامیون های تخت، حمل و نقل ریلی یا کشتی های باری حمل کرد. این به ویژه برای معادن کوهستانی، پروژه‌های بیابانی، عملیات معدن‌کاری جزیره‌ای و سایت‌های توسعه{1} در مراحل اولیه مفید است. همان ظرف مورد استفاده برای حمل و نقل پس از نصب به محفظه عملیاتی تبدیل می شود.

حفاظت از محیط زیست:محیط های معدن اغلب تجهیزات را در معرض گرد و غبار، نوسانات دما، بارندگی و جوهای خورنده قرار می دهند. ساختار کانتینر به جداسازی تجهیزات حیاتی از آلاینده های خارجی کمک می کند. بسته به شرایط محل، گزینه‌های اضافی ممکن است شامل پانل‌های دیواری عایق‌شده، سیستم‌های تهویه فیلترشده، سطوح فولادی با پوشش اپوکسی-و لوله‌های فولادی ضد زنگ باشد.

نمونه پروژه معدن

یک عملیات معدن طلا که تقریباً 3000 TPD سنگ معدن را پردازش می کند، برای پشتیبانی از مدار بازیابی CIL خود به تزریق اکسیژن متکی بود. این معدن در بیش از 350 کیلومتری نزدیک‌ترین تامین‌کننده گاز صنعتی قرار داشت و قبلاً به تحویل اکسیژن مایع که با تانکر جاده‌ای منتقل می‌شد، وابسته بود.

زیرساخت اصلی اکسیژن شامل: مخزن ذخیره برودتی، بخارساز محیطی، منیفولد توزیع اکسیژن و سیستم تزریق فرآیند بود. میانگین نیاز اکسیژن بین 180 تا 220 نیوتن متر مکعب بر ساعت بسته به ظرفیت کارخانه و ویژگی‌های سنگ معدن متغیر بود. برای کاهش وابستگی لجستیکی، این عملیات یک کارخانه اکسیژن 200 نیوتن متر مکعب در ساعت نصب کرد.

پیکربندی سیستم شامل: کمپرسور هوا پیچ، خشک کن یخچال، بسته فیلتراسیون چند مرحله‌ای، ژنراتور اکسیژن برجی PSA دوگانه، مخزن بافر اکسیژن و سیستم کنترل PLC است. این کارخانه تقریباً با خلوص 93 درصد اکسیژن تولید کرد و اکسیژن را مستقیماً به مدار شستشوی موجود رساند. پس از راه اندازی، معدن نیازهای معمول حمل و نقل اکسیژن مایع را حذف کرد و منبع اکسیژن مستمری را برای عملیات تولید روزانه-در سایت ایجاد کرد.

اکسیژن PSA در مقابل تامین اکسیژن مایع برای معدن

ملاحظات تعمیر و نگهداری

تجهیزات تصفیه هوا:بازرسی معمول باید شامل تعویض فیلتر، زهکشی میعانات و تأیید عملکرد خشک کن باشد. هوای آلوده می تواند عمر غربال مولکولی را کاهش دهد.

مانیتورینگ غربال مولکولی:اپراتورها باید خلوص اکسیژن، سرعت جریان و اختلاف فشار را کنترل کنند. تغییرات عملکرد ممکن است نشان دهنده تخریب بستر جذب باشد.

بازرسی سوپاپ:فرآیند PSA به تعویض مداوم شیر بستگی دارد. پرسنل تعمیر و نگهداری باید محرک های پنوماتیک، شیرهای برقی و مجموعه های آب بندی را بازرسی کنند. نشت دریچه ممکن است بر ثبات تولید اکسیژن تأثیر بگذارد.

نتیجه گیری

اکسیژن یک ورودی فرآیند حیاتی برای عملیات بازیابی طلای CIL و CIP است. حفظ سطح اکسیژن محلول کافی به حمایت از واکنش های سیانیداسیون و عملکرد شستشوی پایدار کمک می کند. یک کارخانه اکسیژن NEWTEK PSA اکسیژن را مستقیماً از هوای اتمسفر از طریق فناوری جذب نوسان فشار تولید می کند و اکسیژن را به طور مداوم برای فرآیندهای معدن تامین می کند. با یکپارچه سازی فشرده سازی هوا، تصفیه، جذب، ذخیره سازی و کنترل های خودکار، سیستم وابستگی به اکسیژن مایع یا سیلندرهای مکرر را کاهش می دهد.

برای پروژه‌های استخراج از راه دور، یک محلول گاز محفظه‌ای NEWTEK، تجهیزات تولید اکسیژن و زیرساخت‌های حفاظتی را در یک بسته قابل حمل ترکیب می‌کند که استقرار را ساده می‌کند و از عملکرد طولانی مدت- پشتیبانی می‌کند. از آنجایی که پروژه‌های معدنی به مناطق دورافتاده‌تر حرکت می‌کنند، زیرساخت‌های تولید اکسیژن به‌جای یک سیستم ابزار مستقل به بخشی از کارخانه فرآیند اصلی تبدیل می‌شوند.

برای بسیاری از اپراتورها، کارخانه اکسیژن PSA کانتینری دیگر به عنوان خرید تجهیزات ساده تلقی نمی شود. این به طور فزاینده‌ای در حال تبدیل شدن به یک سرمایه‌گذاری زیرساختی بلندمدت است که از تداوم تولید پشتیبانی می‌کند، وابستگی لجستیکی را کاهش می‌دهد و منبع اکسیژن پایداری را برای توسعه تولید در آینده فراهم می‌کند.