Cara Kerja Tangki Pencucian CIL atau CIP: Enam Bagian yang Menentukan Pemulihan Emas

Di dalam Tangki Pelindian CIL: Enam Bagian yang Menentukan Kontak Karbon-Emas

Tangki pelindian karbon bukanlah panci yang diaduk dan karbon dimasukkan ke dalamnya. Ini adalah reaktor yang kacau, diangin-anginkan, dan berputar lambat di mana tiga peristiwa harus terjadi dalam satu meter kubik pulp pada saat yang sama: sianida melarutkan emas dari permukaan bijih, oksigen terlarut menjaga agar pelarutan tetap bergerak, dan karbon aktif menyerap kompleks emas-sianida dengan cukup cepat untuk mengalahkan mineral gangue yang seharusnya mencurinya. Setiap detail mekanis di dalam cangkang ada untuk menjaga ketiga peristiwa tersebut terjadi bersamaan, dan setiap detail mekanis tersebut dapat menjadi alasan mengapa pabrik gagal mencapai target pemulihannya.

Konsekuensi praktisnya sederhana: tangki CIL berukuran secara kimia tetapi gagal secara mekanik. Ketika sebuah pabrik melaporkan bahwa karbon “tidak menyerap emas”, akar masalahnya lebih sering disebabkan oleh zona pengendapan, layar yang tertutup, poros yang bengkok, atau saluran udara yang diam-diam tersumbat dibandingkan kesalahan pada bijih atau takaran reagen.

Bagaimana Pulp Bergerak Melalui Kereta Tangki CIL

Pulp memasuki tangki pertama, mengalir secara gravitasi melalui pencucian ke tangki kedua, dan berlanjut melalui enam hingga dua belas tangki secara seri. Retensi total di sirkuit CIL biasanya berlangsung antara 20 dan 30 jam, yang berarti sekitar 3 hingga 5 jam per tangki. Kaskade berfungsi karena tangki berada di atas fondasi berundak dengan jatuh bebas 300 hingga 500 mm antar tahapan; buat jatuhnya terlalu kecil dan ampasnya naik kembali, jadikan terlalu besar dan Anda mengangin-anginkan cucian, bukan tangki.

Tenor emas dalam larutan turun tajam di sepanjang rangkaian, dan bentuk penurunan tersebut memberi tahu Anda apakah sirkuitnya sehat. Profil normal terlihat seperti ini:

Jika tangki 4 masih mengangkut 3 mg/L sedangkan tangki 6 membawa 2,5 mg/L, maka ekor kereta tidak berfungsi dan terjadi hubungan arus pendek. Pola tersebut hampir selalu bersifat mekanis: padatan kasar melewati sekat, zona mati di bawah sparger yang ditempatkan dengan buruk, atau karbon yang berhenti bergerak antar tahapan.

Karbon berjalan sebaliknya. Karbon segar atau karbon hasil regenerasi ditambahkan ke tangki terakhir, pengangkutan atau pemindahan udara memindahkannya satu tahap ke hulu setiap 12 hingga 24 jam, dan karbon yang dimuat dicuci keluar dari tangki pertama dengan kecepatan 2.000 hingga 7.000 g/t sebelum dielusi. Karena karbon dan pulp bergerak berlawanan arah, karbon selalu bertemu dengan larutan terkaya di tangki dengan tenor emas tertinggi, dan pulp yang baru terlindih bertemu dengan karbon terbersih di tangki terakhir. Pengaturan berlawanan arus inilah yang memungkinkan sirkuit yang dikelola dengan baik mendorong pemulihan melewati 92 hingga 95 persen pada bijih oksida yang digiling bebas.

Inventarisasi karbon sama pentingnya dengan kadar karbon. Dengan kapasitas pulp rata-rata 10 hingga 25 g/L, volume kerja 100 m³ dapat menampung 1 hingga 2,5 ton karbon per tahap, sehingga kereta enam tangki dapat mengangkut 8 hingga 15 ton. Kehilangan setengah ton sebulan untuk menyaring kegagalan dan kerusakan pompa adalah biaya tahunan sebesar lima digit yang tidak pernah muncul dalam laporan pemulihan.

CIP dan CIL: Cangkang Tangki Yang Sama, Pekerjaan Berbeda

Dalam sirkuit CIP, pelindian selesai sebelum karbon tiba. Empat hingga delapan tangki pelindian dengan sianida dan udara melakukan pelarutan, dan tangki adsorpsi berikutnya hanya menampung karbon dan tidak ada yang lain. Dalam sirkuit CIL, karbon berada di dalam tangki pelindian itu sendiri, sehingga pelarutan dan adsorpsi bersaing untuk mendapatkan ion emas yang sama di wadah yang sama. Perbedaan tunggal tersebut mendorong hampir setiap keputusan desain berikutnya, mulai dari jumlah tangki hingga konsumsi karbon.

Perbandingannya bukan tentang proses mana yang lebih baik secara abstrak. Ini tentang seberapa cepat bijih Anda melepaskan emas dan seberapa agresif gangue Anda mencoba mengambilnya kembali. Bijih yang terlindih dalam waktu empat jam hanya memperoleh sedikit manfaat dari CIL dan menghasilkan pengurangan karbon; bijih yang membutuhkan waktu tiga puluh jam, atau bijih yang mengandung bahan berkarbon yang menyerap emas dari larutan, akan kehilangan beberapa persen poin perolehan dalam sirkuit CIP tidak peduli seberapa baik bagian adsorpsi dioperasikan.

Pencampuran, Udara dan Oksigen: Tiga Input yang Memutuskan Pemulihan

Agitasi harus dihentikan, bukan sekadar diaduk

Sasaran klasiknya adalah kecepatan yang ditangguhkan saja, yaitu putaran impeler di mana tidak ada partikel yang diam di dasar selama lebih dari satu hingga dua detik. Jalankan di bawahnya dan benda padat kasar membangun lapisan di dalam kerucut, membawa serta emas dan karbon. Berlari jauh di atasnya dan Anda tidak akan mendapatkan apa pun kecuali kelelahan poros, penarikan daya yang lebih tinggi, dan lebih banyak gesekan karbon terhadap impeler dan penyekat. Dalam praktiknya, sebagian besar tangki CIL memiliki kecepatan 1,1 hingga 1,3 kali lipat dari kecepatan suspensi, yaitu 1 hingga 3 kW per m³ untuk pulp padatan 40 persen pada umumnya.

Udara adalah reagen dengan flow meter

Pencucian sianida memerlukan oksigen, dan sianida itu sendiri akan teroksidasi menjadi sianat jika kondisinya berubah. Oksigen terlarut yang diukur di saluran keluar tangki harus tetap di atas 5 mg/L, dan sebagian besar sirkuit yang dikelola dengan baik menargetkan 6 hingga 8 mg/L. Di bawah 4 mg/L, kinetika pelindian turun tajam dan karbon hanya menunggu emas yang tidak dilepaskan. Pembuangan udara juga menghilangkan hidrogen sianida jika pH dibiarkan turun, sehingga kontrol pH pada 10 hingga 11 dengan kapur dan oksigen yang memadai dikelola secara bersamaan, tidak pernah secara terpisah.

Posisi penyekat dan sparger menentukan pola aliran

Sparger yang berada tepat di bawah impeler memberikan dispersi gas yang baik tetapi perputaran dari atas ke bawah buruk. Sparger yang ditempatkan di dalam tabung draft memberikan sirkulasi yang kuat tetapi berisiko mengunci gas jika laju udara terlalu tinggi. Susunan yang dapat diandalkan untuk tangki karbon adalah tabung draft pusat dengan sparger di dalamnya, empat penyekat di dinding, dan jarak bebas antara impeler dan bagian bawah 0,3 hingga 0,5 kali diameter impeler.

Ukuran Tangki: Kepadatan Pulp, Waktu Retensi dan Volume Kerja

Hampir setiap kesalahan ukuran dalam rangkaian pelindian disebabkan oleh pencampuran volume bubur dengan tonase padatan. Kerjakan angka-angka dalam urutan ini dan dimensi tangki akan hilang dengan sedikit ruang untuk argumen.

1. Ambil pakan padat kering, misalnya 500 t/hari.
2. Bagi dengan fraksi padatan menurut beratnya, misalnya 40 persen, sehingga menghasilkan 1.250 t/hari bubur.
3. Bagilah berdasarkan berat jenis bubur, biasanya 1,40 hingga 1,50 pada kepadatan tersebut, sehingga menghasilkan sekitar 860 m³/hari pulp.
4. Kalikan dengan waktu retensi yang diperlukan, misalnya 24 jam, sehingga menghasilkan volume kerja 860 m³.
5. Bagilah dengan jumlah tahapan, misalnya delapan, sehingga menghasilkan sekitar 108 m³ per tangki.
6. Tambahkan 10 hingga 15 persen freeboard di atas permukaan pulp dan volume kerucut di bawahnya.

Pada rasio tinggi terhadap diameter 1,2, volume kerja 108 m³ tersebut setara dengan sebuah tangki berdiameter sekitar 4,8 m dengan sisi lurus 5,8 m. Dorong tugas yang sama hingga 50 persen padatan dan volume bubur akan turun sekitar seperlima, yang terlihat seperti penghematan hingga Anda mengetahui bahwa agitator kini memerlukan torsi yang jauh lebih besar dan karbon kesulitan untuk tetap tersebar di pulp yang lebih berat.

Dua aturan praktis menjaga para insinyur terhindar dari masalah. Pertama, jangan pernah merancang tahap terakhir dengan retensi kurang dari tiga jam; tangki terakhir memiliki tenor emas terendah dan membutuhkan waktu untuk mencapai nilai ekornya. Kedua, pertahankan rasio diameter tangki terhadap diameter impeler antara 2,5 dan 3,5. Di luar batas tersebut, impelernya terlalu kecil untuk menggerakkan seluruh volume atau tangki terlalu sempit untuk mengembangkan putaran sirkulasi yang stabil.

Pengelolaan Karbon Di Dalam Tangki

Karbon aktif adalah bahan habis pakai yang paling mahal di sirkuit dan paling mudah rusak. Tingkat standar untuk perolehan emas adalah karbon tempurung kelapa dengan ukuran 6×12 mesh, cukup keras untuk bertahan dalam ribuan siklus perpindahan dan kinetikanya cukup cepat untuk dimuat dalam beberapa jam. Konsentrasi dalam pulp biasanya berkisar antara 10 dan 25 g/L. Konsentrasi yang lebih tinggi mempersingkat waktu pemuatan namun meningkatkan gesekan, beban penyaringan, dan jumlah karbon yang bersirkulasi melalui elusi.

Pemuatan di sepanjang kereta mengikuti logika berlawanan arus yang sama seperti tenor emas, tetapi sebaliknya:

Tiga kebiasaan pengoperasian melindungi profil tersebut. Peningkatan karbon cukup sering sehingga tidak ada satu tahap pun yang diminta untuk memuat lebih dari sekitar 1.500 g/t per siklus. Jaga agar saringan antartahap cukup bersih sehingga konsentrasi karbon yang dirancang di setiap tangki benar-benar sesuai dengan konsentrasi yang Anda ukur. Dan cuci karbon dengan asam sebelum elusi jika terdapat kalsium atau kerak, karena kerak karbonat di permukaan menyumbat pori-pori jauh lebih efektif dibandingkan dengan kompleks emas yang mampu mengisi pori-pori tersebut. Regenerasi pada suhu 650 hingga 750 °C dalam tanur putar memulihkan sebagian besar aktivitas, dan pabrik yang melacak aktivitas sebagai angka, bukan perasaan, biasanya menyimpan karbon selama beberapa tahun sebelum menggantikannya.

Referensi Parameter Operasi untuk Tangki CIL dan CIP

Pemecahan Masalah: Delapan Kegagalan yang Terlihat di Tangki Leach Nyata

• Pengamplasan di kerucut. Padatan kasar mengendap karena kecepatan ujung turun setelah impeler dipangkas atau karena sparger menghalangi dan mematikan daya angkat udara. Periksa penarikan daya terhadap garis dasar commissioning sebelum menyentuh campuran bijih.
• Karbon saat meluap. Bisa jadi saringan retensi berlubang, tingkat pulp berada di atas bagian atas saringan, atau laju aliran melebihi kapasitas saringan. Bukaan layar bukanlah masalah dalam banyak kasus; tingkat pulpa adalah.
• Hubungan arus pendek. Pulp berpindah dari saluran masuk ke saluran keluar lebih cepat dibandingkan retensi desain karena sekat tidak ada atau saluran masuk dan saluran keluar terlalu dekat. Tes pelacak menyelesaikan perdebatan di sore hari.
• Pengotoran karbon. Kapasitas pemuatan turun meskipun karbon segar ditambahkan. Kalsium karbonat, gipsum dan minyak dari sirkuit pabrik semuanya menyumbat pori-pori; pencucian asam dan kontrol oli yang lebih ketat mengatasinya.
• Kelaparan oksigen di bagian bawah. Lubang sparger tersumbat dengan kerak karena udaranya tidak kering atau cincin berada di zona aliran lambat. Oksigen terlarut yang dicatat per tahap akan mengekspos hal ini jauh sebelum pemulihan gagal.
• Denda berlebih pada karbon. Atrisi meningkat ketika kecepatan tip melebihi 5 m/s, ketika karbon ditransfer melalui pompa sentrifugal dan bukan melalui pengangkutan udara, atau ketika karbon terlalu lunak untuk tugas tersebut.
• Layar membutakan. Serpihan kayu, serat dan mika kasar mematok lubangnya. Mencuci saringan dengan saluran air bertekanan rendah setiap kali dilakukan memerlukan waktu beberapa menit dan menghemat tahapan.
• Getaran dan kegagalan poros. Biasanya terjadi penumpukan padatan pada salah satu sudu impeler setelah dimatikan, atau kecepatan kritis tercapai saat start-up. Membatasi poros dan memeriksa runout pada setiap pembangunan kembali akan mencegah sebagian besar hal tersebut.

Dua di antaranya layak mendapat perhatian khusus untuk sirkuit emas. Pada bijih sebelum perampokan, setengah dari upaya yang dilakukan adalah membuat karbon bersentuhan dengan emas terlarut sebelum materi berkarbon melakukannya, sehingga intensitas pencampuran dan konsentrasi karbon di tangki pertama lebih penting daripada apa pun di hilir. Dalam renovasi dan perluasan konsentrator Kepulauan Solomon yang mengikuti rute peningkatan perolehan emas, waktu retensi dan konfigurasi tangki dikerjakan ulang, bukan hanya diskalakan, karena penambahan volume tangki ke sirkuit yang mengalami hubungan arus pendek akan melipatgandakan biaya tanpa melipatgandakan pemulihan.

Detail Material dan Mekanik yang Menyebabkan Downtime

Sisi tangki pelindian yang dibasahi berada dalam pulp yang panas, basa, abrasif, dan mengandung klorida, dan kombinasi tersebut menghilangkan sebagian besar jalan pintas. Cangkang baja karbon dengan lapisan karet 3 hingga 6 mm atau sistem epoksi yang diterapkan dengan benar menangani sebagian besar sirkuit emas. Jika kadar klorida tinggi atau bijih diolah dengan pencucian asam, baja tahan karat 304 atau 316L menjadi pilihan yang lebih murah dalam jangka waktu sepuluh tahun meskipun tagihan pertama lebih tinggi.

Impeller adalah komponen yang menentukan biaya pemeliharaan. Coran krom tinggi bertahan dengan baik dalam pulp abrasif, baja berlapis karet menyerap benturan material gelandangan, dan 316L cocok dengan bahan kimia agresif. Poros memerlukan selongsong karet atau HDPE pada jalur pulp, karena di sinilah kelelahan korosi dimulai dan sebagian besar kegagalan poros dimulai. Gearbox biasanya berukuran untuk torsi awal dengan tangki penuh padatan yang mengendap; gearbox yang dipilih berdasarkan torsi berjalan saja adalah gearbox yang menunggu untuk gagal pada gangguan daya pertama.

Detail yang terlihat kecil pada gambar di lapangan. Katup pembuangan yang cukup besar untuk mengosongkan tangki secara bergiliran, saluran akses di atas saluran pulp, lug pengangkat yang diperuntukkan bagi rakitan impeler, dan mesin cuci dengan penutup yang dapat dilepas sehingga layar yang tersumbat dapat dijangkau tanpa perancah, semuanya termasuk dalam kategori tersebut. Pabrik yang membeli hanya berdasarkan harga biasanya mengetahui detail ini pada penutupan pertama yang tidak direncanakan.

Apa yang Harus Ditentukan Saat Memesan Tangki Leach atau Adsorpsi

Penyelidikan yang jelas mendapat kutipan yang dapat digunakan. Yang tidak jelas mendapatkan cangkang tangki dengan agitator yang dapat ditebak, dan tebakannya selalu konservatif, yang berarti mahal.

1. Throughput padatan kering dalam ton per hari, serta desain dan nilai maksimumnya.
2. Berat jenis padatan dan kepadatan pulp target bervariasi menurut beratnya.
3. Waktu retensi yang diperlukan per tahapan dan jumlah total tahapan.
4. Distribusi ukuran partikel, terutama ukuran atas dan fraksi halus, yang mendorong kecepatan suspensi saja.
5. Kisaran dosis sianida dan kapur, jendela pH, dan target oksigen terlarut.
6. Ukuran karbon, konsentrasi dan pembebanan yang diharapkan pada elusi.
7. Laporan kimia mencakup klorida, sulfat, dan pencucian asam apa pun yang direncanakan untuk sirkuit.
8. Batasan tata letak: tapak yang tersedia, ruang kepala, tingkat pondasi, dan penurunan kaskade yang diperlukan.
9. Tegangan dan frekuensi catu daya, ditambah apakah penggerak frekuensi variabel dimaksudkan.
10. Kondisi lokasi, termasuk ketinggian, suhu lingkungan, dan klasifikasi seismik.

Ada satu hal yang sering terlupakan dan seringkali mahal: konsentrasi sianida bebas dalam pulp. Ini mengubah pilihan elastomer untuk pelapis dan selongsong, dan mengubah rekomendasi kadar karbon. Yang lainnya adalah strategi pemeliharaan yang dimaksudkan. Sebuah pabrik yang berencana untuk memeriksa impeller setiap enam bulan memerlukan jalan raya yang lebih besar dan akses yang lebih baik dibandingkan pabrik yang berencana untuk beroperasi selama dua tahun tanpa gangguan.

Untuk sirkuit tembaga-emas dan polimetalik, tangki pelindian jarang berdiri sendiri. Proyek pirit tembaga-emas Anhui merupakan referensi yang berguna karena tahapan pelindian dan adsorpsi harus disesuaikan dengan konsentrat flotasi dibandingkan bijih mentah, dan reologi pulp dari konsentrat tersebut mendorong pemilihan impeler lebih besar dibandingkan dengan kualitas head. Pembeli yang membandingkan proposal harus menanyakan perhitungan pencampuran spesifik di balik setiap agitator, bukan hanya nilai kilowatt.

Mengoperasikan Sirkuit: Tiga Puluh Hari Pertama

Pengoperasian kereta pelindian sebagian besar membahas tentang air dan padatan sebelum membahas tentang emas. Urutan yang menghindari sebagian besar kerusakan awal berjalan seperti ini:

1. Uji hidro setiap cangkang dan cuci sebelum lapisan ditutup, lalu periksa kembali torsi flensa setelah hari hangat pertama.
2. Jalankan setiap agitator di dalam air selama empat jam, catat getaran, suhu bantalan, dan arus motor pada tingkat desain.
3. Verifikasi distribusi udara sparger dengan mengamati pola mendidih di seluruh permukaan tangki, bukan dengan membaca flow meter.
4. Perkenalkan padatan sebesar 15 hingga 20 persen dan tingkatkan kepadatan desain selama beberapa hari, perhatikan tekanan kerucut dan arus impeler.
5. Tambahkan karbon hanya setelah kepadatan pulp stabil, lalu pastikan saringan menahannya pada aliran desain.
6. Tetapkan rutinitas pengambilan sampel sejak dini: tenor larutan dan sianida bebas di setiap tahap, oksigen terlarut di setiap saluran keluar, konsentrasi karbon di setiap tangki.
7. Catat getaran dasar dan angka daya pada keluaran desain; setiap keputusan pemeliharaan selanjutnya harus diukur berdasarkan garis dasar tersebut.

Kesalahan komisioning yang paling umum adalah memulai dengan kepadatan penuh pada hari pertama. Padatan yang mengendap dari start dingin dapat mengunci impeler dalam hitungan detik, dan kerusakan poros yang diakibatkannya menunda peningkatan hingga berminggu-minggu.

Pertanyaan yang Paling Sering Ditanyakan Pembeli