Proveedor de equipos completos de CIL para minas de oro: ¿cómo se coordinan el sistema de lixiviación con carbón y el proceso de recuperación?
Proveedor de equipos completos para la extracción de oro mediante CIL: ¿cómo se coordinan el sistema de lixiviación con carbón y la fase de recuperación?
La lógica central del proceso CIL (lixiviación con carbón) para minas de oro se resume en una sola frase: lixiviación y adsorción simultáneas. El cianuro disuelve el oro del mineral y lo incorpora a la pulpa, mientras que el carbón activo se encarga al mismo tiempo de capturar el oro disuelto, lo que elimina la necesidad de tanques de lixiviación y de adsorción independientes, lo que da lugar a un proceso compacto y a una inversión reducida.Sin embargo, lo que realmente determina si una planta de CIL puede alcanzar los objetivos no es una sola cuba de lixiviación, sino si el sistema de lixiviación con carbón y la fase de recuperación posterior están perfectamente coordinados: si el tamiz de separación de carbón deja pasar carbón, si el extractor de carbón no consigue extraerlo o si la capacidad de desorción electrolítica no se ajusta a la producción de carbón cargado de oro,si falla cualquier eslabón, todo el sistema CIL será incapaz de producir oro.
En este artículo, desde la perspectiva de un proveedor integral, se explica claramente cómo deben coordinarse el sistema de lixiviación con carbón y la fase de recuperación.
I. Analicemos primero la cadena completa del sistema CIL: desde la entrada de la pulpa mineral en el tanque hasta la salida del oro purificado del almacén
La cadena de un sistema CIL completo es la siguiente:
trituración y molienda → concentración y deshidratación → tanque de lixiviación (adición de cianuro y cal para ajustar el pH a 10-11) → tanque de lixiviación con carbón de alta eficiencia de doble impulsor (lixiviación y aspiración simultáneas; el carbón activo se añade en el último tanque y se desplaza hacia delante en contracorriente) → tamiz separador de carbón(separación del carbón cargado de oro de la pulpa mineral) → recuperador de carbón (extracción del carbón cargado de oro) → lavado ácido → desorción electrolítica (a temperatura y presión normales o a alta temperatura y alta presión) → fundición del lodo de oro → oro refinado
Al mismo tiempo, los residuos se deshidratan y se descargan en seco mediante un espesador y un filtro de presión. En esta cadena, la etapa de lixiviación con carbón es la zona de reacción donde se producen simultáneamente la «lixiviación» y la «absorción», mientras que la etapa de recuperación es la zona de purificación donde «el oro del carbón se convierte en lingotes de oro»; la capacidad de ambas etapas debe estar sincronizada.
II. Cómo configurar un sistema de lixiviación con carbón: seis equipos clave
1. Tanque de lixiviación (con agitación y aireación)
Se añade cianuro de sodio y cal para ajustar el pH, de modo que el oro se disuelva formando complejos de cianuro de oro. La intensidad de la agitación debe garantizar que la pulpa mineral no se asiente y que los reactivos se distribuyan uniformemente, mientras que la aireación proporciona oxígeno disuelto. La conexión en serie de varios tanques garantiza el tiempo de lixiviación.
2. Tanque de lixiviación con carbón de alta eficiencia y doble impulsor
Equipo fundamental del proceso CIL. Mientras se lleva a cabo la lixiviación, se añade carbón activo para adsorber el oro. El diseño de doble impulsor garantiza que el carbón activo permanezca suspendido de manera uniforme en el tanque, sin que se deposite en el fondo ni se pierda por cortocircuitos en la pulpa mineral.
3. Tamiz separador de carbón
Evita que el carbón activo se pierda con la pulpa mineral, al tiempo que permite que esta fluya sin problemas hacia el siguiente tanque. El tamaño de las mallas debe ajustarse al diámetro de las partículas de carbón activo: si las mallas son demasiado grandes, se pierde carbón; si son demasiado pequeñas, se obstruye el paso de la pulpa mineral. Este es uno de los puntos de fallo más comunes en las instalaciones de CIL.
4. Elevador de carbón (elevador neumático)
Extraje y eleve del tanque el carbón cargado de oro que ha adsorbido el oro, para enviarlo a la etapa de desorción. La capacidad de extracción de carbón debe ajustarse a la producción de carbón cargado de oro; si no se extrae, el carbón se acumula cada vez más en el tanque y la eficiencia de adsorción disminuye.
5. Sistema de adición de carbón activo
El carbón nuevo o regenerado se añade en la cantidad adecuada al último tanque de lixiviación con carbón y se desplaza hacia delante en contracorriente. La concentración de carbón y el ritmo de adición influyen directamente en la tasa de adsorción y en la ley del carbón cargado de oro.
6. Configuración en serie de los tanques y número de etapas
El proceso CIL suele constar de 4 a 6 etapas en serie; el número de etapas depende de la velocidad de lixiviación del mineral, la capacidad de procesamiento y la tasa de recuperación objetivo. Si el número de etapas es insuficiente, el tiempo de lixiviación será insuficiente; si es excesivo, aumentará la inversión y la superficie ocupada. El número concreto de etapas debe determinarse mediante ensayos de lixiviación.
Criterio clave: los equipos del sistema de lixiviación con carbón deben diseñarse como un conjunto y sus parámetros deben estar perfectamente sincronizados. El tiempo de residencia en el tanque de lixiviación, el número de etapas, la concentración de carbón activo, el ancho de las mallas del tamiz separador de carbón y la capacidad del elevador de carbón constituyen un sistema de ecuaciones interrelacionadas.Si se compran los tanques de lixiviación en la fábrica A, las rejillas de separación de carbón en la fábrica B y los extractores de carbón en la fábrica C, y luego se intentan combinar a la fuerza, las conexiones y los parámetros no coincidirán, lo que provocará fugas de carbón, atascos en los tanques y una tasa de adsorción insuficiente una vez que el sistema entre en funcionamiento.
III. Cómo configurar la fase de recuperación: del carbón cargado de oro al oro refinado
1. Lavado ácido
Antes de la desorción, el carbón cargado de oro se somete a un lavado ácido para eliminar impurezas como el carbonato cálcico y el hierro, evitando así que estas se acumulen en el sistema de desorción y contaminen el electrolito.
2. Equipo de desorción electrolítica
El oro presente en el carbón cargado se eluye a la solución y se electroliza para obtener lodo de oro. Existen dos configuraciones:
- Desorción electrolítica a temperatura y presión ambiente: adecuada para el tratamiento convencional y para plantas de concentración de tamaño pequeño y mediano; requiere una inversión reducida;
- Desorción electrolítica a alta temperatura y alta presión: la desorción es más completa y la eficiencia mayor; adecuada para minas de gran tamaño o minerales de difícil desorción.
Criterios de selección: la capacidad de tratamiento de la desorción electrolítica debe ajustarse a la producción diaria de carbón cargado de oro. La capacidad de tratamiento diaria del sistema de lixiviación con carbón debe corresponder a la producción diaria de carbón activado con oro del sistema de lixiviación con carbón. Si la capacidad de desorción es insuficiente, se acumulará el carbón activado con oro, este no podrá circular por el sistema y la eficiencia de adsorción disminuirá directamente; si la capacidad de desorción es excesiva, se desperdiciará la inversión.
3. Horno de fundición de oro
La fundición del lodo de oro da lugar a lingotes de oro o a oro de aleación. Se necesitan crisoles, fundentes y moldes de colada.
4. Dispositivo de sustitución con polvo de zinc (vía alternativa)
Si la solución preciosa tiene un alto contenido en plata o la adsorción con carbón activo no es eficaz, se puede considerar la sustitución de la adsorción con carbón por la sustitución con polvo de zinc. El proceso es el siguiente: clarificación y filtración de la solución preciosa que contiene oro → desoxigenación al vacío → adición de polvo de zinc para la sustitución → filtración a presión del lodo de oro → lavado ácido para eliminar el zinc → fundición.La solución preciosa debe clarificarse hasta que los sólidos en suspensión sean <10 ppm y, tras la desoxigenación, el oxígeno disuelto sea <1 mg/L; la tasa de sustitución suele ser >99 %. Nota: la sustitución con polvo de zinc solo puede aplicarse a soluciones claras, no es apta para el tratamiento directo de pulpas minerales, y la ruta de adsorción con carbón del proceso CIL es una alternativa o una combinación por etapas.
IV. Cómo elegir un proveedor integral: cuatro criterios fundamentales
En primer lugar, ¿el diseño del proceso y la fabricación de los equipos los lleva a cabo el mismo equipo?
Parámetros como el número de etapas de la cuba de lixiviación con carbón, el ancho de las mallas del tamiz de separación de carbón o la capacidad del extractor de carbón deben ser determinados por personas con conocimientos del proceso, para que luego los fabricantes de equipos los fabriquen según los planos. Si el diseño del proceso y la fabricación de los equipos corresponden a dos empresas diferentes, cuando surgen problemas se produce la situación de que «el estudio de diseño elabora los planos que la fábrica de equipos no acepta, y la fábrica de equipos plantea requisitos que el estudio de diseño no modifica».
Segundo, si el sistema de lixiviación con carbón y el sistema de recuperación se suministran como un conjunto completo.
Solo si el proveedor único suministra el conjunto completo —que incluye tanques de lixiviación, tanques de lixiviación con carbón, tamices separadores de carbón, extractores de carbón, electrolisis de desorción y hornos de fundición— se garantizará la compatibilidad de las dimensiones de las conexiones, la capacidad de procesamiento y la lógica de control. Si se compra por separado una columna de desorción para combinarla con un tanque de lixiviación con carbón de otro fabricante, es habitual que los parámetros no coincidan.
En tercer lugar, hay que comprobar si existe capacidad para tratar minerales difíciles.
Los minerales que contienen arsénico y carbono presentan una baja tasa de lixiviación cuando se introducen directamente en el sistema CIL, por lo que es necesario primero enriquecer mediante flotación los sulfuros que contienen oro, a continuación realizar un pretratamiento para desintegrar las inclusiones y, por último, proceder a la cianuración. Si el proveedor del sistema completo solo sabe vender las cubas CIL y no entiende de pretratamiento, se verá desbordado ante cualquier variación en las propiedades del mineral.
En cuarto lugar, la capacidad de entrega y puesta en marcha en el extranjero.
La puesta en marcha de un sistema CIL implica múltiples variables, como el grado de molienda, el régimen de dosificación de reactivos, los parámetros de lixiviación y la concentración de carbón; por ello, es imprescindible que un ingeniero resida in situ para dirigir las pruebas de funcionamiento con material real hasta obtener el primer lote de oro que cumpla con los requisitos de calidad. Los proveedores que se limitan a enviar el material sin supervisar la instalación in situ y carecen de experiencia en entregas internacionales pueden hacer que el proyecto se estanque durante el periodo de puesta en marcha.
5. Referencia para la estimación de la inversión: rango de precios de los equipos principales de los sistemas CIP/CIL
Tomando como ejemplo los equipos principales completos para los procesos CIP/CIL/cianuración de lodo entero/lixiviación en minas de oro (en miles de dólares estadounidenses, sin incluir obras de construcción, instalación, logística ni materiales auxiliares):
| Capacidad de tratamiento diaria (toneladas/día) | Rango de precios del equipo principal completo (en miles de dólares estadounidenses) |
|---|---|
| 30 | 20–35 |
| 50 | 25–40 |
| 100 | 35–50 |
| 200 | 45–75 |
| 300 | 60–90 |
| 500 | 90–135 |
| 800 | 125–170 |
| 1000 | 150–190 |
| 1500 | 205–270 |
| 2000 | 265–335 |
| 2500 | 300–380 |
El límite inferior del intervalo corresponde a la configuración estándar, minerales oxidados convencionales o minerales sulfurados simples, y condiciones de trabajo habituales; el límite superior corresponde a configuraciones personalizadas no estándar, minerales complejos, condiciones de trabajo especiales o soluciones con una configuración más completa. El presupuesto concreto deberá determinarse en función del tipo de mineral, el proceso de tratamiento y las condiciones in situ.
VI. Conclusión: El equipo completo de CIL consiste en un «sistema», no en una «máquina individual»
El proceso CIL parece sencillo: tanque de lixiviación con carbón, cribado del carbón, extracción del carbón, desorción electrolítica y fundición.Sin embargo, las plantas de tratamiento que realmente alcanzan los objetivos lo hacen gracias a la coordinación entre el sistema de lixiviación con carbón y la capacidad de la fase de recuperación: si el tiempo de lixiviación es suficiente, si el tamiz de separación de carbón tiene fugas, si el extractor de carbón es capaz de extraerlo y si la electrolisis de desorción puede procesar el carbón cargado de oro diario.
Elegir un proveedor de equipos completos significa, en esencia, elegir un equipo capaz de coordinar esta cadena de principio a fin. Primero hay que realizar ensayos de lixiviación con muestras de mineral para determinar el grado de lixiviación y los parámetros; a continuación, configurar el equipo completo según dichos parámetros; y, por último, enviar a ingenieros al emplazamiento para ajustar el proceso hasta obtener oro. Este orden no puede invertirse.
Si está planificando una planta de CIL/CIP, o si su sistema actual de lixiviación con carbón presenta problemas como fugas de carbón, obstrucciones en los canales, acumulación de carbón cargado de oro o capacidad de desorción insuficiente, no dude en ponerse en contacto con GoldProcessingPlant para realizar ensayos con muestras de mineral y un diagnóstico del proceso.