מפעל חמצן של NEWTEK PSA לתהליך כרייה: פתרונות חמצן אמינים לתהליך CIL ו-CIP

חמצן הוא מגיב תהליכי בציאנידציה של זהב ולא גז שימוש כללי. במפעלי Carbon-in-Leach (CIL) ו-Carbon-in-Pulp (CIP), חמצן מומס משפיע ישירות על קינטיקה של פירוק זהב, ניצול ציאניד, תנאי חמצון תפוחים וביצועי התאוששות כלליים.

ככל שתפוקת העפרות עולה, גם הדרישה לחמצן בתוך מעגל השטיפה עולה. פעולות כרייה רבות הממוקמות באזורים מרוחקים תלויות באופן מסורתי באספקת חמצן נוזלי או בהובלת צילינדרים כדי לשמור על אספקת החמצן. עם זאת, מרחק תחבורה, נגישות לכבישים, תנאי מזג האוויר וניהול מלאי יכולים להגדיל את עלויות התפעול ולהציג סיכוני אספקה.

כדי להפחית את התלות בלוגיסטיקת חמצן חיצונית, מפעילי כרייה פורסים יותר ויותר מערכות ליצירת חמצן של PSA ב-אתר. מפעל חמצן של NEWTEK PSA הופך אוויר דחוס לחמצן באתר המכרה ומספק חמצן ללא הרף לתהליך השטיפה מבלי להסתמך על אספקת חמצן שגרתית.

מאמר זה מסביר כיצד טכנולוגיית החמצן PSA תומכת בפעולות CIL ו-CIP, כיצד המערכת משתלבת בתהליכי כרייה, ומדוע מפעלי חמצן במכולות הופכים לפתרון מעשי עבור פרויקטי כרייה מרוחקים.

מדוע נדרש חמצן בשחזור CIL ו-CIP Gold

חמצן תומך בתגובות פירוק זהב

ציאנידציה של זהב דורשת גם נתרן ציאניד וגם חמצן מומס. ניתן לייצג את תגובת השטיפה על ידי משוואת אלסנר:

תגובה זו מראה שחמצן משתתף ישירות בהתמוססות של זהב מתכתי. כאשר רמות החמצן המומס יורדות, קצב התגובה עשוי להאט גם אם ריכוז הציאניד נשאר ללא שינוי. מסיבה זו, מפעלי עיבוד זהב עוקבים באופן שוטף אחר:
· ריכוז חמצן מומס
· ריכוז ציאניד
· pH של slurry
· זמן שמירה
· צפיפות תרחיץ
כדי לשמור על תנאי שטיפה יציבים.

הזרקת אוויר לרוב אינה מספקת

מעגלי שטיפה רבים מסתמכים בתחילה על הזרקת אוויר דחוס. עם זאת, אוויר אטמוספרי מכיל רק: 21% חמצן ו-78% חנקן. ככל שצפיפות התמיסה עולה ותפוקת העפרות עולה, העברת החמצן מהאוויר הופכת פחות יעילה.

אתגרים אופייניים כוללים:
· פירוק חמצן איטי
· יעילות העברת חמצן מוגבלת
· הגדלת דרישות זמן השמירה
· ריכוז חמצן מופחת במיכלים במורד הזרם
הזרקת חמצן שנוצר על ידי PSA- מאפשרת למפעילים להגדיל את רמות החמצן המומס מבלי להגדיל משמעותית את נפח הגז.

הדרישה לחמצן עולה עם התפוקה

ככל שכושר הטחינה מתרחב, צריכת החמצן עולה. לדוגמה, מפעל זהב המעבד עפרות של 1,500 TPD עשוי לדרוש פחות חמצן באופן משמעותי מאשר מפעל המעבד עפרות של 5,000 TPD. דרישות החמצן מושפעות מ: מינרלוגיית עפרות, תכולת גופרית, זמן שהייה בשטיפה ומטרות חמצן מומס. מכיוון שצריכת החמצן תלויה בתהליך, קיבולת ייצור החמצן צריכה להיקבע תמיד על סמך נתוני תכנון מתכתיים במקום להעריך על פי גודל המפעל בלבד.

כיצד פועל מפעל חמצן של NEWTEK PSA

מדור דחיסת אוויר

התהליך מתחיל עם מדחס אוויר. המדחס מעלה את לחץ האוויר האטמוספרי לכ: 7-10 בר. לאחר מכן נכנס אוויר דחוס לקטע הטיפול. חבילת המדחס כוללת בדרך כלל: מכלול קצה אוויר-, מערכת קירור, מערכת שימון ומיכל קולט אוויר. האוויר הדחוס משמש כחומר גלם לייצור חמצן.

מדור טיהור אוויר

לפני הכניסה לכלי הספיחה עובר אוויר דחוס: מפריד מים, מייבש קירור, מסנן מתלכד ומסנן פחם פעיל. רכיבים אלו מסירים: לחות, אירוסולים של שמן וחלקיקי אבק. איכות האוויר משפיעה ישירות על ביצועי המסננת המולקולרית ועל חיי השירות.

Dual-Tower PSA Oxygen Generator וייצור רציף

ליבת המערכת מורכבת מ: מגדל ספיחה A, מגדל ספיחה B, מכלולי שסתומים פנאומטיים ומסננת מולקולרית זאוליט. מכלי הספיחה מיוצרים בדרך כלל מכלי לחץ מפלדת פחמן שתוכננו על פי תקני ציוד לחץ ישימים. בתוך המגדלים, מסננת מולקולרית סופחת חנקן באופן סלקטיבי תוך שהיא מאפשרת לחמצן לעבור דרכו.

עיצוב המגדל הכפול- מחליף בין: ספיחה והתחדשות. בעוד מגדל אחד מייצר חמצן, המגדל השני משחרר חנקן נספג ומתכונן למחזור הבא. בקר ה-PLC מחליף אוטומטית עמדות שסתומים על סמך רצפי תזמון מתוכנתים. טוהר החמצן האופייני נע בין: 90% ל-95% בהתאם לדרישות זרימת הייצור.

אינטגרציה עם מעגלי עיבוד CIL ו-CIP

• הזרקת חמצן לפני שטיפה:פעולות כרייה רבות מחדירות חמצן במעלה הזרם של מיכלי השטיפה. חמצן עלול להיכנס לתרחיץ דרך: מערבלים סטטיים, מזרקי ונטורי, חרוטי חמצן או מכלולי מפזר. המטרה היא להגדיל את ריכוז החמצן המומס לפני תחילת פירוק הציאניד.
• אספקת חמצן למיכלי CIL:במעגלי CIL, פחם פעיל ושטיפה מתרחשים בו זמנית. רכבת CIL טיפוסית עשויה להכיל: 6-10 מיכלי שטיפה, מערבלים, מסכי העברת פחמן ומשאבות תרחיץ. מפעל החמצן PSA מספק חמצן באופן רציף דרך רשת ההפצה של המפעל. החמצן שנוצר תומך בתנאי חמצון לאורך רצף המיכל.
• אספקת חמצן לפעולות CIP:במפעלי CIP, שטיפה וספיחת פחמן מתרחשים בנפרד. ניתן להחדיר חמצן לתוך: כורי שטיפה, מיכלי מיזוג או צינורות העברת תפוחים. מערכת PSA מתפקדת כמקור חמצן מרכזי המשרת מיקומי תהליך מרובים.

מדוע משתמשים בצמחי חמצן במכולות יותר ויותר בכרייה

פריסת אתר פשוטה:מכרות מרוחקים מתמודדים לעתים קרובות עם אתגרי בנייה. בניית מפעל חמצן קונבנציונלי עשויה לדרוש: התקנת פלדה מבנית, מקלטי ציוד, מבני חשמל ומערכות אוורור. פתרון גז מיכל של NEWTEK משלב ציוד מרכזי במיכל ISO סטנדרטי לפני המשלוח. המיכל יכול להכיל: מדחס אוויר, מייבש אוויר, מערכת סינון, מחולל חמצן PSA וארון בקרה PLC. תצורה זו מפחיתה את פעילויות ההתקנה בשטח.

יתרונות תחבורה:ניתן לשנע מערכות מכולות באמצעות: משאיות שטוחות, הובלה ברכבת או כלי מטען. זה שימושי במיוחד עבור מכרות הרים, פרויקטים במדבר, פעולות כריית איים ואתרי פיתוח- מוקדמים. אותו מיכל המשמש להובלה הופך למתחם ההפעלה לאחר ההתקנה.

הגנת הסביבה:סביבות כרייה חושפות לעתים קרובות ציוד לאבק, תנודות טמפרטורה, גשמים ואטמוספרות קורוזיביות. מבני מיכל עוזרים לבודד ציוד קריטי ממזהמים חיצוניים. אפשרויות נוספות עשויות לכלול לוחות קיר מבודדים, מערכות אוורור מסוננות, משטחי פלדה מצופים -אפוקסי וצינורות נירוסטה בהתאם לתנאי האתר.

דוגמה לפרויקט כרייה

פעולת כריית זהב שעבדה כ-3,000 TPD של עפרות הסתמכה על הזרקת חמצן כדי לתמוך במעגל התאוששות ה-CIL שלה. המכרה נמצא במרחק של יותר מ-350 ק"מ מספק הגז התעשייתי הקרוב והיה תלוי בעבר באספקת חמצן נוזלי שהובלה במכליות.

תשתית החמצן המקורית כללה: מיכל אחסון קריוגני, אידוי סביבה, סעפת חלוקת חמצן ומערכת הזרקת תהליך. דרישת החמצן הממוצעת נעה בין: 180-220 ננומטר ³/שעה בהתאם לתפוקה של המפעל ומאפייני העפר. כדי להפחית את התלות הלוגיסטית, המבצע התקינה מפעל חמצן PSA מיכל של NEWTEK 200 Nm³/h.

תצורת המערכת כללה: מדחס אוויר בורג, מייבש קירור, חבילת סינון רב-שלבית, מחולל חמצן PSA כפול-מגדל, מיכל חיץ חמצן ומערכת בקרת PLC. המפעל ייצר חמצן בקירוב: 93% טוהר וסיפק חמצן ישירות למעגל השטיפה הקיים. לאחר ההפעלה, המכרה ביטל את הדרישות השגרתיות להובלת חמצן נוזלי והקים מקור חמצן רציף- באתר לפעולות ייצור יומיות.

PSA חמצן לעומת אספקת חמצן נוזלי לכרייה

שיקולי תחזוקה

ציוד לטיפול באוויר:בדיקה שגרתית צריכה לכלול החלפת מסנן, ניקוז עיבוי ואימות ביצועי מייבש. אוויר מזוהם יכול להפחית את חיי המסננת המולקולרית.

ניטור מסננת מולקולרית:על המפעילים לעקוב אחר טוהר החמצן, קצב הזרימה והפרשי הלחץ. שינויים בביצועים עשויים להצביע על התדרדרות של מיטת ספיחה.

בדיקת שסתומים:תהליך ה-PSA תלוי בהחלפת שסתומים מתמשכת. על צוות התחזוקה לבדוק מפעילים פנאומטיים, שסתומי סולנואיד ומכלולי איטום. דליפת שסתומים עלולה להשפיע על יציבות ייצור החמצן.

מַסְקָנָה

חמצן הוא קלט תהליך קריטי עבור פעולות שחזור זהב CIL ו-CIP. שמירה על מספיק רמות חמצן מומס עוזרת לתמוך בתגובות ציאנידציה וביצועי שטיפה יציבים. מפעל חמצן של NEWTEK PSA מייצר חמצן ישירות מהאוויר האטמוספרי באמצעות טכנולוגיית ספיחה בתנופת לחץ ומספק חמצן ברציפות לתהליכי הכרייה. על ידי שילוב של דחיסת אוויר, טיהור, ספיחה, אחסון ובקרה אוטומטית, המערכת מפחיתה את התלות באספקת חמצן נוזלי או גליל חוזרים.

עבור פרויקטים של כרייה מרוחקת, פתרון גז מיכל של NEWTEK משלב ציוד לייצור חמצן ותשתית הגנה לחבילה ניידת המפשטת את הפריסה ותומכת בפעולה -ארוכת טווח. ככל שפרויקטי כרייה עוברים לאזורים מרוחקים יותר ויותר, תשתית ייצור חמצן הופכת לחלק ממפעל תהליכי הליבה ולא למערכת שירות עצמאית.

עבור מפעילים רבים, מפעל חמצן PSA במכולות כבר לא נתפס כרכישת ציוד פשוטה. זה הופך יותר ויותר להשקעה בתשתית ארוכת טווח-תומכת בהמשכיות הייצור, מפחיתה את התלות הלוגיסטית ומספקת מקור חמצן יציב להרחבת ייצור עתידית.