L'oxygène permet l'extraction de l'or : valeur fondamentale et application des générateurs d'oxygène PSA dans les processus CIP/CIL des mines d'or

 

Dans l’ensemble du processus d’exploitation et de raffinage des mines d’or, l’étape de lixiviation est un maillon essentiel qui détermine le taux de récupération de l’or et l’efficacité de la production. Les processus de carbone-dans-pulpe (CIP) et de carbone-dans-lixiviation (CIL), en tant que technologies d'extraction d'or courantes actuelles, sont devenus le premier choix des entreprises mondiales d'extraction d'or en raison de leur adaptabilité aux minerais de différentes qualités et de leurs capacités de récupération à haute-efficacité. En tant que « catalyseur de réaction » indispensable dans ces deux processus, la stabilité et la pureté de l’approvisionnement en oxygène affectent directement les avantages de la production. Les générateurs d'oxygène à adsorption modulée en pression (PSA), offrant l'avantage unique de produire de l'oxygène sur site, remplacent progressivement les méthodes traditionnelles d'alimentation en oxygène et deviennent un équipement clé pour l'optimisation des processus CIP/CIL.

 

Processus CIP et CIL des mines d'or : le « moteur de base » de l'extraction de l'or

Les procédés CIP et CIL sont tous deux basés sur le principe de la lixiviation du cyanure et réalisent la récupération de l'or en adsorbant des complexes d'or-cyanure avec du charbon actif. Cependant, la conception de leurs processus et leurs scénarios d'application présentent des différences significatives, formant ensemble un système technologique d'extraction couvrant la plupart des types de minerais.

 

Nature du processus et flux de base

Le cœur des deux processus s'articule autour de quatre étapes clés : "lixiviation-adsorption-désorption-récupération", et tous deux s'appuient sur l'oxygène pour piloter la progression efficace des réactions du cyanure :

●Préparation préliminaire: Après concassage et broyage, le minerai est transformé en pâte d'une granulométrie de -200 mesh (60%-70%). Les impuretés telles que les copeaux de bois sont éliminées avant que la pâte n'entre dans le système de réaction pour empêcher les impuretés d'adsorber l'or ou de bloquer l'équipement.

●Lessivage du cyanure: La pulpe est mélangée à une solution de cyanure. Sous l’action de l’oxygène, l’or se dissout pour former des complexes solubles d’or-cyanure. Dans cette étape, l’oxygène, en tant qu’oxydant, détermine directement la vitesse de réaction.

●Adsorption sur charbon actif : Les complexes de cyanure d'or-sont capturés par le charbon actif pour former du carbone chargé d'or-, qui est ensuite séparé de la pâte à travers un tamis de levage de charbon.

●Désorption et récupération : Le carbone chargé d'or-est désorbé dans des conditions de température et de pression élevées-et de haute-pression, et la boue d'or est obtenue par électrolyse, qui est finalement fondue en lingots d'or. Le carbone dépouillé d'or-est recyclé pour être réutilisé.

 

Principales différences entre les processus CIP et CIL

Bien que les principes de base soient similaires, les deux processus présentent des distinctions claires dans la disposition des flux et les scénarios d'application, qui affectent directement la conception des besoins en approvisionnement en oxygène.

 

Dimension de comparaison	CIP (carbone-dans-processus de pâte à papier)	CIL (carbone-dans-processus de lixiviation)
Fonctionnalité de processus	La lixiviation et l'adsorption s'effectuent par étapes ; la pâte termine d'abord la lixiviation du cyanure avant d'entrer dans la tour d'adsorption.	La lixiviation et l'adsorption sont réalisées simultanément ; du charbon actif est directement ajouté au réservoir de lixiviation pour participer à la réaction.
Minerais appropriés	Plus adapté aux minerais à haute teneur-et aux concentrés d'or de flottation ; a des exigences plus élevées en matière d’uniformité du minerai.	Convient aux minerais à faible teneur-et aux minerais argileux oxydés ; peut faire face aux fluctuations de la teneur du minerai.
Configuration de l'équipement	Nécessite des bassins de lixiviation indépendants et des tours d’adsorption, avec un plus grand nombre d’équipements.	Utilise des réacteurs de lixiviation du carbone à réaction continue, avec une intégration d'équipements plus élevée.
Coût d'exploitation	Consommation de charbon actif réduite, mais investissement initial en équipement plus élevé.	Consommation de carbone relativement plus élevée, mais investissement initial plus faible pour les mines à petite échelle.
Efficacité de récupération	Efficacité exceptionnelle lors du traitement de minerais uniformes, avec un taux de récupération stable.	En mode de fonctionnement continu, le taux de récupération peut atteindre plus de 90 %, avec une plus grande adaptabilité.

 

Oxygène : l'« activateur de réaction » pour les processus CIP/CIL

L'essence de la réaction de lixiviation du cyanure est le processus de dissolution oxydative de l'or et du cyanure avec la participation de l'oxygène. Sa formule de réaction chimique montre clairement : 4Au + 8CN⁻ + O₂ + 2H₂O → 4[Au(CN)₂]⁻ + 4OH⁻. L'oxygène joue un triple rôle irremplaçable dans ce processus, déterminant directement l'efficacité du processus.

 

Accélérez le processus de réaction et raccourcissez le cycle de production

Les particules d’or contenues dans le minerai ne peuvent réagir efficacement qu’avec le cyanure pour former des complexes sous l’action de l’oxygène. Lorsque la concentration en oxygène dans la solution est insuffisante, la vitesse de réaction diminue considérablement, entraînant un temps de lixiviation prolongé. La pratique a montré qu'une augmentation de la teneur en oxygène peut raccourcir le cycle de lixiviation de plus de 30 %, notamment pour les minerais complexes contenant des sulfures.

Améliorer le taux de récupération de l’or et réduire le gaspillage des ressources

Une quantité suffisante d'oxygène peut assurer la dissolution complète des particules d'or dans la pulpe et réduire les résidus d'or n'ayant pas réagi. Pour les minerais à faible teneur-, un approvisionnement stable en oxygène peut augmenter le taux de récupération du processus CIL de 85 % à plus de 92 % ; pour les minerais réfractaires contenant des sulfures, l'oxygène peut également favoriser l'oxydation des sulfures, libérer les particules d'or qui y sont enveloppées et améliorer encore l'efficacité de la lixiviation.

Optimiser la consommation de produits chimiques et contrôler les coûts de production

Un apport insuffisant en oxygène empêchera le cyanure de participer pleinement à la réaction, ce qui nécessitera une dose chimique accrue pour obtenir le même effet de lixiviation. Au contraire, une concentration raisonnable en oxygène peut augmenter le taux d’utilisation du cyanure de 20 à 30 %, réduisant ainsi considérablement le coût de consommation unitaire des produits chimiques.
 

Générateurs d'oxygène PSA : la « solution idéale d'approvisionnement en oxygène » pour les processus CIP/CIL

Dans la pratique d'approvisionnement en oxygène des processus CIP/CIL, le mode traditionnel de transport et de stockage de l'oxygène liquide présente des problèmes tels qu'un coût élevé, une sécurité médiocre et un approvisionnement instable. Cependant, les générateurs d'oxygène PSA, dotés des avantages uniques de la technologie d'adsorption modulée en pression, sont devenus le choix optimal pour les entreprises d'extraction d'or. Leurs valeurs fondamentales se reflètent dans les dimensions suivantes :

 

Sur-Production d'oxygène sur site pour garantir la stabilité de l'approvisionnement

Les générateurs d'oxygène PSA séparent l'oxygène directement de l'air, éliminant ainsi le besoin de transport externe d'oxygène liquide. Cela peut résoudre complètement le problème de l’interruption de l’approvisionnement en oxygène dans les zones minières éloignées en raison de transports peu pratiques. L'équipement adopte un mode de fonctionnement entièrement automatique et peut ajuster le volume de production d'oxygène en fonction des besoins en temps réel - du processus CIP/CIL, garantissant ainsi que la concentration en oxygène dans la pulpe est maintenue de manière stable dans la plage optimale (généralement 8 à 12 mg/L) et évitant l'impact des fluctuations de l'apport d'oxygène sur l'efficacité de la lixiviation.

 

Une régulation précise pour répondre aux besoins différenciés du processus

Visant les différentes caractéristiques des processus CIP et CIL, les générateurs d'oxygène PSA peuvent réaliser un approvisionnement en oxygène personnalisé :

Pour le processus CIP avec fonctionnement par étapes, plusieurs groupes de débitmètres peuvent être utilisés pour contrôler avec précision le volume d'alimentation en oxygène du réservoir de lixiviation, en s'adaptant aux besoins de réaction des différents lots de minerais.

Pour les caractéristiques de réaction continue du processus CIL, l'équipement peut maintenir une production stable d'oxygène de haute pureté-(pureté jusqu'à 90 % à 95 %), garantissant l'optimisation continue de l'environnement d'oxydation dans le système mixte de charbon actif et de pâte.

 

Réduisez les coûts et augmentez l'efficacité pour atteindre la rentabilité complète du cycle de vie-

Par rapport à l'oxygène liquide, les générateurs d'oxygène PSA présentent des avantages économiques significatifs :-la production d'oxygène sur site élimine les coûts de transport, de stockage et de perte d'oxygène liquide, réduisant ainsi le coût d'utilisation de l'oxygène de plus de 30 %. Dans le même temps, la consommation d'énergie de l'équipement est uniquement concentrée dans les liaisons de pressurisation de la tour d'adsorption et de fonctionnement du ventilateur, et la consommation d'énergie unitaire en oxygène est bien inférieure à celle des méthodes traditionnelles d'alimentation en oxygène. Plus important encore, un approvisionnement stable en oxygène peut augmenter le taux de lixiviation de l’or de 15 à 20 %, ce qui se transforme directement en avantages économiques importants.

 

Sécurité et protection de l’environnement pour répondre aux besoins de développement vert des mines

Les générateurs d'oxygène PSA ne nécessitent pas le stockage de réservoirs d'oxygène liquide à haute-pression, éliminant ainsi les risques potentiels pour la sécurité tels que les engelures à basse-température et l'explosion du réservoir à la source. Leur mode de fonctionnement automatique réduit également le risque d’erreurs de manipulation humaine. En termes de protection de l'environnement, l'équipement ne produit aucune émission de gaz résiduaires pendant son fonctionnement et l'oxygène de haute pureté produit peut également être utilisé pour le traitement des résidus et des eaux usées. En oxydant et en décomposant les substances toxiques telles que le cyanure, il réduit le potentiel de pollution environnementale et répond aux exigences de transformation écologique des mines modernes.

 

Forte adaptabilité pour faire face aux environnements miniers complexes

Les mines d’or sont pour la plupart situées dans des environnements complexes tels que des altitudes élevées et de grands écarts de température. Les générateurs d'oxygène PSA peuvent être personnalisés et ajustés en fonction de conditions de travail spécifiques pour garantir un fonctionnement stable à des altitudes supérieures à 5 000 mètres et à des températures allant de -20 degrés à 45 degrés. L'équipement dispose également d'une fonction de surveillance à distance, permettant au personnel d'exploitation et de maintenance de saisir les paramètres clés tels que le volume et la pureté de la production d'oxygène en temps réel, de dépanner en temps opportun et de réduire les temps d'arrêt.
 

Pratiques d'application et orientations futures de mise à niveau

Dans les applications pratiques, les générateurs d'oxygène PSA sont devenus un équipement standard pour les mines d'or de différentes tailles afin d'optimiser les processus CIP/CIL. Par exemple, dans la chaîne de production CIL d'une grande mine d'or, après l'adoption de générateurs d'oxygène PSA, le temps de lixiviation a été réduit de 24 heures à l'origine à 16 heures et le taux de récupération de l'or a augmenté de 88 % à 95 % ; Dans le cadre du processus CIP d'une petite mine d'or, l'équipement a réduit la consommation de cyanure de 25 % et a réduit les coûts d'exploitation annuels de près d'un million de yuans.

À l'avenir, à mesure que les processus CIP/CIL évolueront vers l'intelligence et le rendement élevé, les générateurs d'oxygène PSA réaliseront également des avancées technologiques : premièrement,-une intégration approfondie avec les systèmes de contrôle numérique de la mine pour réaliser l'ajustement de la concentration d'oxygène, du débit de pâte et du dosage de cyanure ; deuxièmement, une nouvelle amélioration de la pureté de l'oxygène et de l'efficacité énergétique des équipements grâce à la mise à niveau des matériaux de tamis moléculaires ; troisièmement, le développement d'unités modulaires pour répondre aux besoins d'expansion flexibles des petites et moyennes mines d'or-.
 

Conclusion

Le fonctionnement efficace des procédés CIP et CIL est indissociable d’un système d’approvisionnement en oxygène stable et efficace. Avec la commodité de la production d'oxygène sur site, la précision de la régulation des paramètres et l'économie du cycle de vie complet, les générateurs d'oxygène PSA répondent parfaitement aux besoins fondamentaux des processus d'extraction de l'or. Pour les entreprises d'exploitation aurifère, le choix d'un équipement de génération d'oxygène PSA approprié n'est pas seulement une mise à niveau technique pour optimiser le processus de production, mais également un choix stratégique pour réduire les coûts, augmenter l'efficacité et parvenir à un développement vert. Dans le contexte de la poursuite par l'industrie minière de l'or d'un développement de haute-qualité, les générateurs d'oxygène PSA joueront certainement un rôle plus important dans les processus CIP/CIL.