Planta de oxígeno NEWTEK PSA para procesos mineros: soluciones de oxígeno confiables para procesos CIL y CIP

El oxígeno es un reactivo de proceso en la cianuración de oro en lugar de un gas de uso general. En las plantas de carbono{1}}en-lixiviación (CIL) y carbono-en-pulpa (CIP), el oxígeno disuelto influye directamente en la cinética de disolución del oro, la utilización de cianuro, las condiciones de oxidación de la lechada y el rendimiento general de la recuperación.

A medida que aumenta el rendimiento del mineral, también aumenta la demanda de oxígeno dentro del circuito de lixiviación. Muchas operaciones mineras ubicadas en regiones remotas dependen tradicionalmente del suministro de oxígeno líquido o del transporte de cilindros para mantener el suministro de oxígeno. Sin embargo, la distancia del transporte, la accesibilidad a las carreteras, las condiciones climáticas y la gestión de inventarios pueden aumentar los costos operativos e introducir riesgos de suministro.

Para reducir la dependencia de la logística externa de oxígeno, los operadores mineros implementan cada vez más sistemas de generación de oxígeno PSA en el sitio. Una planta de oxígeno NEWTEK PSA convierte el aire comprimido en oxígeno en el sitio de la mina y suministra oxígeno continuamente al proceso de lixiviación sin depender de entregas rutinarias de oxígeno.

Este artículo explica cómo la tecnología de oxígeno PSA respalda las operaciones CIL y CIP, cómo el sistema se integra con los procesos mineros y por qué las plantas de oxígeno en contenedores se están convirtiendo en una solución práctica para proyectos mineros remotos.

Por qué se requiere oxígeno en CIL y CIP Gold Recovery

El oxígeno favorece las reacciones de disolución del oro

La cianuración del oro requiere tanto cianuro de sodio como oxígeno disuelto. La reacción de lixiviación se puede representar mediante la ecuación de Elsner:

Esta reacción muestra que el oxígeno participa directamente en la disolución del oro metálico. Cuando los niveles de oxígeno disuelto disminuyen, la velocidad de reacción puede disminuir incluso si la concentración de cianuro permanece sin cambios. Por esta razón, las plantas procesadoras de oro monitorean rutinariamente:
· Concentración de oxígeno disuelto
· Concentración de cianuro
· pH del lodo
· Tiempo de retención
· Densidad del lodo
para mantener condiciones estables de lixiviación.

La inyección de aire suele ser insuficiente

Muchos circuitos de lixiviación dependen inicialmente de la inyección de aire comprimido. Sin embargo, el aire atmosférico contiene sólo: 21% de oxígeno y 78% de nitrógeno. A medida que aumenta la densidad de la pulpa y aumenta el rendimiento del mineral, la transferencia de oxígeno desde el aire se vuelve menos efectiva.

Los desafíos típicos incluyen:
· Disolución lenta del oxígeno
· Eficiencia de transferencia de oxígeno limitada
· Mayores requisitos de tiempo de retención
· Reducción de la concentración de oxígeno en los tanques aguas abajo
La inyección de oxígeno generado por PSA- permite a los operadores aumentar los niveles de oxígeno disuelto sin aumentar significativamente el volumen de gas.

La demanda de oxígeno aumenta con el rendimiento

A medida que se expande la capacidad de molienda, aumenta el consumo de oxígeno. Por ejemplo, una planta de oro que procesa un mineral de 1.500 TPD puede requerir sustancialmente menos oxígeno que una planta que procesa un mineral de 5.000 TPD. Los requisitos de oxígeno están influenciados por: la mineralogía del mineral, el contenido de sulfuro, el tiempo de residencia de la lixiviación y los objetivos de oxígeno disuelto. Debido a que el consumo de oxígeno depende-del proceso, la capacidad de generación de oxígeno siempre debe determinarse a partir de datos de diseño metalúrgico en lugar de estimarse únicamente a partir del tamaño de la planta.

Cómo funciona una planta de oxígeno NEWTEK PSA

Sección de compresión de aire

El proceso comienza con un compresor de aire. El compresor eleva la presión del aire atmosférico a aproximadamente: 7–10 bar. Luego, el aire comprimido ingresa a la sección de tratamiento. El paquete del compresor generalmente incluye: conjunto de extremo de aire-, sistema de enfriamiento, sistema de lubricación y tanque receptor de aire. El aire comprimido sirve como materia prima para la producción de oxígeno.

Sección de purificación de aire

Antes de ingresar a los recipientes de adsorción, el aire comprimido pasa por: separador de agua, secador frigorífico, filtro coalescente y filtro de carbón activado. Estos componentes eliminan: humedad, aerosoles de aceite y partículas de polvo. La calidad del aire afecta directamente el rendimiento y la vida útil de los tamices moleculares.

Generador de oxígeno PSA de doble-torre y producción continua

El núcleo del sistema consta de: Torre de adsorción A, Torre de adsorción B, conjuntos de válvulas neumáticas y tamiz molecular de zeolita. Los recipientes de adsorción normalmente se fabrican a partir de recipientes a presión de acero al carbono diseñados de acuerdo con las normas de equipos a presión aplicables. Dentro de las torres, el tamiz molecular adsorbe selectivamente el nitrógeno y permite el paso del oxígeno.

El diseño de doble-torre alterna entre: adsorción y regeneración. Mientras una torre produce oxígeno, la segunda torre libera nitrógeno adsorbido y se prepara para el siguiente ciclo. El controlador PLC cambia automáticamente las posiciones de las válvulas según secuencias de sincronización programadas. La pureza típica del oxígeno oscila entre: 90% y 95%, según los requisitos del flujo de producción.

Integración con circuitos de procesamiento CIL y CIP

• Inyección de oxígeno antes de la lixiviación:Muchas operaciones mineras inyectan oxígeno aguas arriba de los tanques de lixiviación. El oxígeno puede ingresar a la suspensión a través de: mezcladores estáticos, inyectores venturi, conos de oxígeno o conjuntos difusores. El objetivo es aumentar la concentración de oxígeno disuelto antes de que comience la disolución del cianuro.
• Suministro de oxígeno a los tanques CIL:En los circuitos CIL, el carbón activado y la lixiviación ocurren simultáneamente. Un tren CIL típico puede contener: de 6 a 10 tanques de lixiviación, agitadores, cribas de transferencia de carbono y bombas de lodo. La planta de oxígeno de PSA suministra oxígeno de forma continua a través de la red de distribución de la planta. El oxígeno generado favorece las condiciones de oxidación durante toda la secuencia del tanque.
• Suministro de oxígeno a operaciones CIP:En las plantas CIP, la lixiviación y la adsorción de carbono se producen por separado. Se puede introducir oxígeno en: reactores de lixiviación, tanques de acondicionamiento o tuberías de transferencia de lodos. El sistema PSA funciona como una fuente de oxígeno centralizada que sirve a múltiples ubicaciones de proceso.

Por qué las plantas de oxígeno en contenedores se utilizan cada vez más en la minería

Implementación del sitio simplificada:Las minas remotas a menudo enfrentan desafíos de construcción. La construcción de una planta de oxígeno convencional puede requerir: instalación de acero estructural, refugios para equipos, edificios eléctricos y sistemas de ventilación. Una solución de gas en contenedores NEWTEK integra equipos importantes en un contenedor ISO estándar antes del envío. El contenedor puede albergar: compresor de aire, secador de aire, sistema de filtración, generador de oxígeno PSA y gabinete de control PLC. Esta configuración reduce las actividades de instalación en campo.

Ventajas del transporte:Los sistemas en contenedores se pueden transportar mediante: camiones de plataforma, transporte ferroviario o buques de carga. Esto es particularmente útil para minas de montaña, proyectos en desiertos, operaciones mineras en islas y sitios de desarrollo en etapas iniciales-. El mismo contenedor utilizado para el transporte se convierte en el recinto operativo después de la instalación.

Protección ambiental:Los entornos mineros a menudo exponen los equipos al polvo, fluctuaciones de temperatura, lluvias y atmósferas corrosivas. Las estructuras de contenedores ayudan a aislar los equipos críticos de los contaminantes externos. Las opciones adicionales pueden incluir paneles de pared aislados, sistemas de ventilación con filtro, superficies de acero recubiertas de epoxi-y tubos de acero inoxidable, según las condiciones del sitio.

Ejemplo de proyecto minero

Una operación minera de oro que procesaba aproximadamente 3000 TPD de mineral dependía de la inyección de oxígeno para respaldar su circuito de recuperación CIL. La mina estaba situada a más de 350 kilómetros del proveedor de gas industrial más cercano y anteriormente dependía del suministro de oxígeno líquido transportado en camiones cisterna.

La infraestructura de oxígeno original incluía: tanque de almacenamiento criogénico, vaporizador ambiental, colector de distribución de oxígeno y sistema de inyección de proceso. La demanda promedio de oxígeno osciló entre: 180 y 220 Nm³/h, dependiendo del rendimiento de la planta y las características del mineral. Para reducir la dependencia logística, la operación instaló una planta de oxígeno PSA en contenedores NEWTEK de 200 Nm³/h.

La configuración del sistema incluía: compresor de aire de tornillo, secador refrigerado, paquete de filtración multietapa, generador de oxígeno PSA de doble torre, tanque de compensación de oxígeno y sistema de control PLC. La planta generó oxígeno con aproximadamente: 93 % de pureza y suministró oxígeno directamente al circuito de lixiviación existente. Después de la puesta en servicio, la mina eliminó los requisitos rutinarios de transporte de oxígeno líquido y estableció una fuente continua de oxígeno en el sitio-para las operaciones de producción diarias.

Oxígeno PSA versus suministro de oxígeno líquido para minería

Consideraciones de mantenimiento

Equipos de tratamiento de aire:La inspección de rutina debe incluir el reemplazo del filtro, el drenaje de condensado y la verificación del rendimiento del secador. El aire contaminado puede reducir la vida útil del tamiz molecular.

Monitoreo de tamiz molecular:Los operadores deben controlar la pureza del oxígeno, el caudal y los diferenciales de presión. Los cambios de rendimiento pueden indicar degradación del lecho de adsorción.

Inspección de válvulas:El proceso PSA depende del cambio continuo de válvulas. El personal de mantenimiento debe inspeccionar los actuadores neumáticos, las válvulas solenoides y los conjuntos de sellos. La fuga de la válvula puede afectar la estabilidad de la producción de oxígeno.

Conclusión

El oxígeno es un insumo de proceso crítico para las operaciones de recuperación de oro CIL y CIP. Mantener niveles suficientes de oxígeno disuelto ayuda a respaldar las reacciones de cianuración y un rendimiento de lixiviación estable. Una planta de oxígeno NEWTEK PSA genera oxígeno directamente a partir del aire atmosférico mediante tecnología de adsorción por cambio de presión y suministra oxígeno continuamente a los procesos mineros. Al integrar compresión de aire, purificación, adsorción, almacenamiento y controles automatizados, el sistema reduce la dependencia de entregas recurrentes de oxígeno líquido o cilindros.

Para proyectos de minería remota, una solución de gas en contenedores NEWTEK combina equipos de generación de oxígeno e infraestructura de protección en un paquete transportable que simplifica la implementación y respalda la operación a largo plazo-. A medida que los proyectos mineros se trasladan a regiones cada vez más remotas, la infraestructura de generación de oxígeno se está convirtiendo en parte de la planta de proceso central en lugar de un sistema de servicios públicos independiente.

Para muchos operadores, una planta de oxígeno PSA en contenedores ya no se considera una simple compra de equipo. Se está convirtiendo cada vez más en una inversión-en infraestructura a largo plazo que respalda la continuidad de la producción, reduce la dependencia logística y proporciona una fuente estable de oxígeno para futuras expansiones de la producción.