Nhà máy oxy NEWTEK PSA cho quy trình khai thác: Giải pháp oxy đáng tin cậy cho quy trình CIL và CIP

Oxy là một chất phản ứng trong quá trình xyanua hóa vàng chứ không phải là một loại khí tiện ích thông thường. Trong các nhà máy Carbon-trong-Leach (CIL) và Carbon-trong-bột giấy (CIP), oxy hòa tan ảnh hưởng trực tiếp đến động học hòa tan vàng, việc sử dụng xyanua, điều kiện oxy hóa bùn và hiệu suất thu hồi tổng thể.

Khi sản lượng quặng tăng lên, nhu cầu oxy bên trong mạch lọc cũng tăng lên. Nhiều hoạt động khai thác ở vùng sâu vùng xa thường phụ thuộc vào việc cung cấp oxy lỏng hoặc vận chuyển xi lanh để duy trì nguồn cung cấp oxy. Tuy nhiên, khoảng cách vận chuyển, khả năng tiếp cận đường bộ, điều kiện thời tiết và quản lý hàng tồn kho có thể làm tăng chi phí vận hành và gây ra rủi ro về cung ứng.

Để giảm sự phụ thuộc vào dịch vụ hậu cần oxy bên ngoài, các nhà khai thác mỏ ngày càng triển khai-các hệ thống tạo oxy PSA tại chỗ. Nhà máy oxy NEWTEK PSA chuyển đổi khí nén thành oxy tại khu vực mỏ và liên tục cung cấp oxy cho quá trình lọc mà không cần dựa vào việc cung cấp oxy thông thường.

Bài viết này giải thích cách công nghệ oxy PSA hỗ trợ các hoạt động CIL và CIP, cách hệ thống tích hợp với các quy trình khai thác và lý do tại sao các nhà máy oxy đóng container đang trở thành một giải pháp thiết thực cho các dự án khai thác từ xa.

Tại sao cần có oxy trong quá trình phục hồi vàng CIL và CIP

Oxy hỗ trợ phản ứng hòa tan vàng

Quá trình xyanua vàng cần cả natri xyanua và oxy hòa tan. Phản ứng lọc có thể được biểu diễn bằng phương trình Elsner:

Phản ứng này cho thấy oxy tham gia trực tiếp vào quá trình hòa tan vàng kim loại. Khi nồng độ oxy hòa tan giảm, tốc độ phản ứng có thể chậm lại ngay cả khi nồng độ xyanua không thay đổi. Vì lý do này, các nhà máy chế biến vàng thường xuyên giám sát:
· Nồng độ oxy hòa tan
· Nồng độ xyanua
· pH bùn
· Thời gian lưu giữ
· Mật độ bùn
để duy trì điều kiện rửa trôi ổn định.

Phun khí thường không đủ

Nhiều mạch lọc ban đầu dựa vào việc phun khí nén. Tuy nhiên, không khí trong khí quyển chỉ chứa: 21% oxy và 78% nitơ. Khi mật độ bùn tăng lên và sản lượng quặng tăng lên, việc vận chuyển oxy từ không khí trở nên kém hiệu quả hơn.

Những thách thức điển hình bao gồm:
· Hòa tan oxy chậm
· Hiệu suất truyền oxy hạn chế
· Tăng yêu cầu về thời gian lưu giữ
· Giảm nồng độ oxy ở bể hạ lưu
Việc bơm oxy do PSA-tạo ra cho phép người vận hành tăng mức oxy hòa tan mà không làm tăng đáng kể lượng khí.

Nhu cầu oxy tăng theo thông lượng

Khi công suất xay xát mở rộng, mức tiêu thụ oxy tăng lên. Ví dụ, một nhà máy vàng chế biến quặng 1.500 TPD có thể cần ít oxy hơn đáng kể so với một nhà máy chế biến quặng 5.000 TPD. Nhu cầu oxy bị ảnh hưởng bởi: khoáng vật quặng, hàm lượng sunfua, thời gian lưu trú trong quá trình lọc và mục tiêu oxy hòa tan. Vì mức tiêu thụ oxy phụ thuộc vào quá trình-nên công suất tạo oxy phải luôn được xác định từ dữ liệu thiết kế luyện kim thay vì chỉ ước tính từ quy mô nhà máy.

Nhà máy oxy NEWTEK PSA hoạt động như thế nào

Phần nén khí

Quá trình bắt đầu với một máy nén khí. Máy nén tăng áp suất không khí trong khí quyển lên khoảng: 7–10 bar. Khí nén sau đó đi vào phần xử lý. Gói máy nén thường bao gồm: cụm đầu cuối khí, hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn và bình thu khí. Khí nén đóng vai trò là nguyên liệu thô để sản xuất oxy.

Phần lọc không khí

Trước khi vào bình hấp phụ, khí nén đi qua: thiết bị tách nước, máy sấy lạnh, bộ lọc kết tụ và bộ lọc than hoạt tính. Các thành phần này loại bỏ: độ ẩm, khí dung dầu và các hạt bụi. Chất lượng không khí ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và tuổi thọ của sàng phân tử.

Máy tạo oxy PSA tháp kép và sản xuất liên tục

Cốt lõi của hệ thống bao gồm: Tháp hấp phụ A, Tháp hấp phụ B, cụm van khí nén và sàng phân tử zeolit. Bình hấp phụ thường được chế tạo từ bình chịu áp lực bằng thép cacbon được thiết kế theo tiêu chuẩn thiết bị áp suất hiện hành. Bên trong tháp, rây phân tử hấp thụ có chọn lọc nitơ trong khi cho phép oxy đi qua.

Thiết kế-tháp kép xen kẽ giữa: hấp phụ và tái sinh. Trong khi một tháp sản xuất oxy, tháp thứ hai giải phóng nitơ hấp thụ và chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo. Bộ điều khiển PLC tự động chuyển đổi vị trí van dựa trên trình tự thời gian đã được lập trình. Độ tinh khiết oxy điển hình nằm trong khoảng từ: 90% đến 95% tùy thuộc vào yêu cầu về quy trình sản xuất.

Tích hợp với mạch xử lý CIL và CIP

• Phun oxy trước khi lọc:Nhiều hoạt động khai thác bơm oxy vào thượng nguồn bể lọc. Oxy có thể đi vào hỗn hợp bùn thông qua: máy trộn tĩnh, vòi phun venturi, nón oxy hoặc cụm khuếch tán. Mục tiêu là tăng nồng độ oxy hòa tan trước khi quá trình hòa tan xyanua bắt đầu.
• Cung cấp oxy cho bể CIL:Trong mạch CIL, than hoạt tính và quá trình lọc xảy ra đồng thời. Một hệ thống CIL điển hình có thể chứa: 6–10 bể lọc, máy khuấy, sàng chuyển cacbon và máy bơm bùn. Nhà máy oxy PSA cung cấp oxy liên tục thông qua mạng lưới phân phối của nhà máy. Oxy được tạo ra hỗ trợ các điều kiện oxy hóa trong suốt quá trình hoạt động của bể.
• Cung cấp oxy cho hoạt động CIP:Trong các nhà máy CIP, quá trình lọc và hấp phụ carbon xảy ra riêng biệt. Oxy có thể được đưa vào: lò phản ứng lọc, bể điều hòa hoặc đường ống chuyển bùn. Hệ thống PSA hoạt động như một nguồn oxy tập trung phục vụ nhiều địa điểm xử lý.

Tại sao các nhà máy oxy đóng gói ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong khai thác mỏ

Triển khai trang web đơn giản hóa:Các mỏ ở xa thường phải đối mặt với những thách thức xây dựng. Xây dựng một nhà máy oxy thông thường có thể yêu cầu: lắp đặt kết cấu thép, nơi trú ẩn thiết bị, tòa nhà điện và hệ thống thông gió. Giải pháp khí chứa trong container NEWTEK tích hợp các thiết bị chính vào thùng chứa ISO tiêu chuẩn trước khi vận chuyển. Thùng chứa có thể chứa: máy nén khí, máy sấy khí, hệ thống lọc, máy tạo oxy PSA và tủ điều khiển PLC. Cấu hình này làm giảm các hoạt động cài đặt hiện trường.

Ưu điểm về giao thông vận tải:Hệ thống container có thể được vận chuyển bằng: xe tải phẳng, vận tải đường sắt hoặc tàu chở hàng. Điều này đặc biệt hữu ích cho các mỏ trên núi, các dự án sa mạc, hoạt động khai thác trên đảo và-các địa điểm phát triển ở giai đoạn đầu. Thùng chứa tương tự được sử dụng để vận chuyển sẽ trở thành thùng vận hành sau khi lắp đặt.

Bảo vệ môi trường:Môi trường khai thác thường khiến thiết bị tiếp xúc với bụi, biến động nhiệt độ, lượng mưa và môi trường ăn mòn. Cấu trúc thùng chứa giúp cách ly các thiết bị quan trọng khỏi các chất gây ô nhiễm bên ngoài. Các lựa chọn bổ sung có thể bao gồm các tấm tường cách nhiệt, hệ thống thông gió có lọc, bề mặt thép phủ epoxy-và ống thép không gỉ tùy thuộc vào điều kiện địa điểm.

Ví dụ về dự án khai thác mỏ

Một hoạt động khai thác vàng xử lý khoảng 3.000 TPD quặng dựa vào việc bơm oxy để hỗ trợ chu trình phục hồi CIL. Mỏ này nằm cách nhà cung cấp khí công nghiệp gần nhất hơn 350 km và trước đây phụ thuộc vào việc cung cấp oxy lỏng được vận chuyển bằng xe chở dầu đường bộ.

Cơ sở hạ tầng oxy ban đầu bao gồm: bể chứa đông lạnh, máy hóa hơi xung quanh, ống phân phối oxy và hệ thống phun quy trình. Nhu cầu oxy trung bình dao động trong khoảng: 180–220 Nm³/h tùy thuộc vào sản lượng của nhà máy và đặc tính quặng. Để giảm bớt sự phụ thuộc vào hậu cần, hoạt động này đã lắp đặt Nhà máy oxy PSA trong container NEWTEK 200 Nm³/h.

Cấu hình hệ thống bao gồm: máy nén khí trục vít, máy sấy lạnh, gói lọc nhiều{0}}giai đoạn, máy tạo oxy PSA tháp-kép, bình đệm oxy và hệ thống điều khiển PLC. Nhà máy tạo ra oxy với độ tinh khiết xấp xỉ: 93% và cung cấp oxy trực tiếp vào chu trình lọc hiện có. Sau khi vận hành thử, mỏ đã loại bỏ các yêu cầu vận chuyển oxy lỏng thông thường và thiết lập nguồn oxy liên tục tại chỗ-cho các hoạt động sản xuất hàng ngày.

Cung cấp oxy PSA và cung cấp oxy lỏng cho khai thác

Cân nhắc bảo trì

Thiết bị xử lý không khí:Kiểm tra định kỳ nên bao gồm thay thế bộ lọc, thoát nước ngưng tụ và xác minh hiệu suất của máy sấy. Không khí bị ô nhiễm có thể làm giảm tuổi thọ của sàng phân tử.

Giám sát sàng phân tử:Người vận hành nên theo dõi độ tinh khiết của oxy, tốc độ dòng chảy và chênh lệch áp suất. Những thay đổi về hiệu suất có thể cho thấy sự xuống cấp của lớp hấp phụ.

Kiểm tra van:Quá trình PSA phụ thuộc vào việc chuyển van liên tục. Nhân viên bảo trì nên kiểm tra bộ truyền động khí nén, van điện từ và cụm làm kín. Rò rỉ van có thể ảnh hưởng đến sự ổn định sản xuất oxy.

Phần kết luận

Oxy là đầu vào quan trọng của quá trình cho hoạt động thu hồi vàng CIL và CIP. Duy trì đủ lượng oxy hòa tan giúp hỗ trợ các phản ứng xyanua hóa và hiệu suất lọc ổn định. Nhà máy oxy NEWTEK PSA tạo ra oxy trực tiếp từ không khí trong khí quyển thông qua công nghệ hấp phụ dao động áp suất và cung cấp oxy liên tục cho các quá trình khai thác. Bằng cách tích hợp tính năng nén khí, thanh lọc, hấp phụ, lưu trữ và điều khiển tự động, hệ thống sẽ giảm sự phụ thuộc vào việc cung cấp oxy lỏng hoặc xi lanh định kỳ.

Đối với các dự án khai thác từ xa, Giải pháp khí chứa trong container NEWTEK kết hợp thiết bị tạo oxy và cơ sở hạ tầng bảo vệ thành một gói có thể vận chuyển giúp đơn giản hóa việc triển khai và hỗ trợ hoạt động{0}}lâu dài. Khi các dự án khai thác ngày càng di chuyển đến các vùng xa xôi, cơ sở hạ tầng sản xuất oxy đang trở thành một phần của nhà máy xử lý cốt lõi chứ không phải là một hệ thống tiện ích độc lập.

Đối với nhiều nhà khai thác, nhà máy oxy PSA đóng container không còn được xem là một hoạt động mua thiết bị đơn giản nữa. Nó ngày càng trở thành một khoản đầu tư cơ sở hạ tầng dài hạn-hỗ trợ hoạt động sản xuất liên tục, giảm sự phụ thuộc vào hậu cần và cung cấp nguồn oxy ổn định cho việc mở rộng sản xuất trong tương lai.