Projektfallstudie: Realisierung einer CIL-Goldaufbereitungsanlage mit einer Kapazität von 1.000 Tonnen pro Tag in Südamerika
Die Anden in Südamerika beherbergen einige der ergiebigsten, aber auch metallurgisch komplexesten Goldvorkommen der Erde. Bergbauunternehmen, die in diesen hochgelegenen Regionen tätig sind, sehen sich einer unerbittlichen Flut von Herausforderungen gegenüber: schwer aufbereitbare Erze, extreme logistische Engpässe und einige der weltweit strengsten Vorschriften in Bezug auf Umweltschutz und den Umgang mit Zyanid.
Im Jahr 2022 erwarb ein etablierter Bergbaukonzern eine historische, unrentable Anlage in der Region. Der vorherige Betreiber hatte den Standort aufgegeben, da seine traditionelle Schwerkraft- und Wannenlaugungsanlage nur eine magere Goldausbeute von 45 % erzielte. Die neuen Eigentümer beauftragten OreSolution mit einem umfangreichen EPC-Auftrag (Engineering, Procurement, and Construction): Planung, Fertigung und Inbetriebnahme einer modernen Gold-CIL-Anlage (Carbon-in-Leach) mit einer Kapazität von 1.000 Tonnen pro Tag (TPD), die die 90-Prozent-Ausbeutegrenze durchbrechen sollte, obwohl das Erz stark mit löslichem Kupfer verunreinigt war.
Diese umfassende Fallstudie bietet einen Einblick, wie OreSolution einen metallurgischen Turnaround meisterte, indem es komplexe Kupfer-Cyanid-Chemie und den Bau in großer Höhe bewältigte, um eine hochprofitable, schlüsselfertige Gold-CIL-Produktionslinie zu liefern.
zum Projekt-ROI Durch die Entwicklung eines maßgeschneiderten Waschkreises vor der Laugung und den Einsatz eines fortschrittlichen Zadra-Elutionssystems steigerte OreSolution die Gesamtgoldausbeute der Anlage von 45 % auf nachhaltige 92,8 %. Bei einer Verarbeitung von 1.000 Tonnen pro Tag mit einem durchschnittlichen Gehalt von 3,2 g/t erzeugte diese technologische Aufrüstung zusätzlich mehr als 1.500 Unzen Gold pro Monat, wodurch sich die gesamten EPC-Investitionskosten innerhalb der ersten 11 Betriebsmonate amortisierten.
Phase 1: Die metallurgische Diagnose (Labortests)
Die Grundlage jedes OreSolution-EPC-Projekts sind empirische Daten. Bevor wir auch nur einen einzigen Entwurf zeichneten, transportierten wir 2 Tonnen repräsentativer Bohrkerne in unser metallurgisches Labor. Die Diagnose ergab genau, warum der vorherige Betreiber gescheitert war.
| Erzcharakteristik | Laborparameter | Technische Auswirkungen & Herausforderungen |
|---|---|---|
| Ausgangsgehalt | 3,2 g/t Au, 15 g/t Ag | Sehr rentabel, sofern die Ausbeute 85 % übersteigt. |
| Mahlbarkeit | Bond-Work-Index (BWI) = 18,5 kWh/t | Extrem hartes Gestein. Eine Standard-Kugelmühle würde verstopfen. Erforderlich war ein hochbelastbarer, zweistufiger Brech- und Mahlkreislauf. |
| Die „tödliche“ Verunreinigung | Lösliches Kupfer (0,4 % Cu) | Cyanidverbraucher. Das Kupfer löste sich im Cyanid auf, bevor das Gold dies tun konnte, was die Reagenzienkosten in die Höhe trieb und dem Gold die Auslaugungschemikalien entzog. |
| Preg-raubender Kohlenstoff | Mäßig aktiver graphitischer Kohlenstoff | Erforderte sofortige Adsorption. Bestimmte die Wahl von CIL (Carbon-in-Leach) gegenüber CIP (Carbon-in-Pulp), um den natürlichen Kohlenstoff zu verdrängen. |
Phase 2: Fließbildentwicklung – Überwindung des Kupferproblems
Ausgestattet mit den Labordaten entwarf unser Ingenieurteam ein maßgeschneidertes Fließschema, das speziell darauf ausgelegt war, die Herausforderungen durch den hohen Kupfergehalt und das harte Gestein zu neutralisieren.
1. Die Zerkleinerungsstrategie (Brechen & Mahlen)
Aufgrund des hohen BWI (Härtegrad) entwarfen wir einen robusten dreistufigen Brechkreislauf mit einem Vorbrecher (Backenbrecher) und zwei Kegelbrechern, um das Erz auf eine einheitliche Korngröße von -12 mm zu zerkleinern.
Der Mahlkreislauf nutzte eine große Primärkugelmühle, die im geschlossenen Kreislauf mit Hydrozyklonen betrieben wurde. Wir strebten eine sehr spezifische Mahlgröße von P80 = 74 Mikrometer (200 Mesh) an, um das mikroskopisch kleine Gold vollständig aus der Quarzmatrix zu befreien.
2. Die Kupferwäsche vor der Laugung (der entscheidende Faktor)
Um das Problem des Kupfer-Cyanid-Verbrauchs zu lösen, führte OreSolution vor der Cyanidierung eine Stufe mit milder Säurewäsche und Eindickung ein. Die Aufschlämmung wurde zu einem hocheffizienten Eindicker mit zentralem Antrieb gepumpt, wo das lösliche Kupfer in das Überlaufwasser ausgewaschen (und separat zurückgewonnen) wurde. Der eingedickte, saubere Unterlauf (mit 45 % Feststoffgehalt) wurde dann in die CIL-Tanks gepumpt, wodurch der Cyanidverbrauch sofort um 60 % gesenkt wurde.
3. Die CIL-Tankkaskade (Carbon-in-Leach)
Das Herzstück der Anlage bestand aus acht massiven, mechanisch gerührten Laugungsbehältern. Wir injizierten hochreinen Sauerstoff (anstelle von bloßer Druckluft) in die ersten beiden Behälter. Dies beschleunigte die Laugungskinetik erheblich und verkürzte die erforderliche Verweilzeit von 36 Stunden auf 24 Stunden.
Aktivierte Kokosnussschalen-Kohle wurde im Gegenstrom von Tank 8 bis zu Tank 1 gepumpt und wirkte wie ein Schwamm, der das gelöste Gold sofort absorbierte, wodurch die natürlichen „Preg-Robbing“-Eigenschaften des Erzes erfolgreich neutralisiert wurden.
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Phase 3: Desorption, Elektrowinning und Schmelzen
Sobald die Kohle in Tank 1 vollständig mit Gold beladen war (und einen Gehalt von ca. 3.500 g/t Au erreichte), wurde sie entnommen und in den Goldraum befördert.
OreSolution fertigte und installierte ein Hochtemperatur-Hochdruck-Zadra-Elutionssystem. Bei 150 °C und 0,5 MPa löste eine heiße Lauge-Zyanid-Lösung das Gold in nur 14 Stunden aus der Kohle. Die goldhaltige Lösung floss in eine Elektrolysezelle, wo das Gold mittels Gleichstrom auf Stahlwolle-Kathoden abgeschieden wurde. Der dabei entstehende „Goldschlamm“ wurde säuregewaschen, getrocknet und in einem Hochfrequenz-Induktionsofen geschmolzen, um direkt vor Ort Goldbarren mit einem Reinheitsgrad von über 85 % zu gießen.
Phase 4: Ökologischer Bergbau & Cyanid-Entgiftung
Die südamerikanischen Umweltvorschriften schreiben strenge Null-Schadstoff-Richtlinien hinsichtlich der Cyanidableitung vor. Die aus dem letzten CIL-Tank austretende Aufschlämmung konnte nicht einfach in einen Absetzbecken abgelassen werden.
Wir entwickelten einen automatisierten INCO-SO2/Luft-Entgiftungskreislauf. Durch Zugabe von Natriummetabisulfit (SMBS) und Kupfersulfat zur Abraumschlämme wurden das hochgiftige freie Cyanid und das WAD-Cyanid (Weak Acid Dissociable) schnell zu harmlosem Cyanat oxidiert. Die entgiftete Schlammmasse wurde anschließend zu einer Platten- und Rahmenfilterpresse gepumpt, wo trockene, stapelbare Filterkuchen für eine sichere, trockene Lagerung entstanden.
Phase 5: Logistik, Bau und Inbetriebnahme
Die Durchführung eines EPC-Projekts mit einer Kapazität von 1.000 Tonnen pro Tag auf 3.500 Metern über dem Meeresspiegel erfordert Logistik auf militärischem Niveau.
| Projektphase | Dauer | Erreichter Meilenstein |
|---|---|---|
| Fertigung und Versand | Monate 1–5 | Über 80 Versandcontainer wurden im Werk von OreSolution hergestellt und über kurvenreiche Bergstraßen zum Standort in großer Höhe transportiert. |
| Bau- und Maschinenmontage | Monate 6–10 | Massive Betonierarbeiten für die Tankfundamente. CIL-Tanks vor Ort verschweißt. Kugelmühle ausgerichtet und verankert. |
| Rohrleitungen, Elektrik und SPS | Monate 11–12 | Verlegung von über 5 km Schlammrohrleitungen. Komplette Verkabelung des SCADA-Systems (Supervisory Control and Data Acquisition) für die automatisierte zentrale Steuerung. |
| Inbetriebnahme & Erstes Gold | Monat 13 | Wasserströme, Reagenzienkalibrierung und der mit Spannung erwartete erste Guss eines Doré-Barren. |
FAQ: Erkenntnisse für zukünftige EPC-Investoren im Goldbereich
A: Das Labor hat im Erz „preg-robbing“-Graphitkohlenstoff identifiziert. Bei CIP erfolgt zuerst die Auslaugung, gefolgt von der Kohlenstoffadsorption. In dieser Zeitspanne würde der natürliche Kohlenstoff das gelöste Gold an sich binden. Bei CIL (Carbon-in-Leach) wird die Aktivkohle gleichzeitig mit dem Cyanid zugegeben. Die handelsübliche Aktivkohle verdrängt den natürlichen Kohlenstoff und stellt so sicher, dass das Gold sicher gebunden wird.
A: In 3.500 Metern Höhe ist die Luft dünn. Die Cyanidierung (nach der Elsner-Gleichung) erfordert zwingend gelösten Sauerstoff, um Gold aufzulösen. Standard-Luftkompressoren würden nicht genügend Sauerstoff liefern, was zu einem Stillstand des Auslaugungsprozesses führen würde. OreSolution hat einen speziellen PSA-Sauerstoffgenerator (Pressure Swing Adsorption) integriert, um zu über 90 % reinen Sauerstoff direkt in die CIL-Tanks zu leiten und so unabhängig von der Höhe eine aggressive Auslaugungskinetik zu gewährleisten.
A: Nachdem das Gold im Zadra-System extrahiert wurde, sind die mikroskopisch kleinen Poren der „erschöpften“ Aktivkohle mit Kalzium und organischen Ölen verstopft. Wir haben einen Aktivkohle-Regenerationsofen installiert. Die Aktivkohle wird mit Säure gewaschen, um Kalzium zu entfernen, und anschließend bei 700 °C geröstet, um organische Stoffe abzubrennen, wodurch 95 % ihrer ursprünglichen Aktivität wiederhergestellt werden, bevor sie zurück in Tank 8 gepumpt wird. Eine ordnungsgemäße Regeneration spart enorme Betriebskosten.
Fazit: Schlüsselfertiger Erfolg unter härtesten Bedingungen
Die erfolgreiche Lieferung und Inbetriebnahme dieser 1.000-TPD-Gold-CIL-Anlage unterstreicht den immensen Wert einer echten EPC-Partnerschaft. Durch die frühzeitige Identifizierung der Gefahren durch Kupfer und Preg-Abbau im Labor sowie die Entwicklung gezielter mechanischer und chemischer Lösungen verwandelte OreSolution eine gescheiterte, aufgegebene Mine in eine der leistungsstärksten Goldanlagen der Region.
Bei OreSolution übernehmen wir die volle Verantwortung für Ihre Ausbeute. Vom anfänglichen Brechkreis bis zur abschließenden Filterpresse zur Cyanid-Entgiftung sorgen unsere integrierten Teams für Planung, Fertigung und Bau dafür, dass Ihr Projekt termingerecht, im Rahmen des Budgets und mit der gewünschten Qualität fertiggestellt wird.
Entwickeln Sie ein Greenfield-Goldprojekt oder haben Sie mit einer geringen Ausbeute in einer bestehenden Anlage zu kämpfen? Kontaktieren Sie OreSolution noch heute, um die Mineralogie Ihres Erzes zu besprechen und zu erfahren, wie unsere schlüsselfertigen EPC-Dienstleistungen Ihre Goldproduktion sichern können.