Gold leaching, altının cevherden kimyasal olarak çözündürülerek sıvı faza alınması ve daha sonra geri kazanılması prensibine dayanan hidrometalurjik bir prosestir.
Siyanür liçi uygulamalarında oksijen reaksiyon sisteminin önemli bileşenlerinden biridir. Uygun proses koşullarında çözünmüş oksijenin artırılması:
Laboratuvar ve tesis çalışmalarında oksijen enjeksiyonunun bazı cevherlerde hava enjeksiyonuna kıyasla daha yüksek altın çözünme hızı sağlayabildiği ve etkinin cevher mineralojisi ile özellikle sülfürlü bileşenlere bağlı olduğu gösterilmiştir.
Gold leaching prosesinde oksijen, siyanürlü çözeltide altının çözünmesini destekleyen temel reaksiyon bileşenlerinden biridir. PSA oksijen jeneratörleri, madene gerekli oksijeni sahada ve sürekli üreterek tanker veya sıvı oksijen tedarikine bağımlılığı azaltabilir.
Atmosferik hava yalnızca yaklaşık %21 O₂ içerir.
PSA oksijen jeneratörü ise prosese çok daha yüksek oksijen konsantrasyonunda gaz sağlayabilir.
Bu durum özellikle:
önemli hale gelebilir.
Ancak önemli bir mühendislik noktası vardır:
“Daha fazla oksijen her zaman daha iyi sonuç verir” yaklaşımı doğru değildir.
Oksijen ihtiyacı;
cevher mineralojisi + sülfür içeriği + tane boyutu + slurry özellikleri + liç kimyası + karıştırma/mass transfer
ile birlikte değerlendirilmelidir.
Özellikle sülfürlü cevherlerde oksijen tüketiminin cevher tipine göre ciddi şekilde değişebildiği gösterilmiştir.
PSA:
Pressure Swing Adsorption – Basınç Salınımlı Adsorpsiyon
teknolojisidir.
Tipik sistem:
Atmosferik Hava
→ Hava Kompresörü
→ Hava Tankı
→ Kurutma ve Filtrasyon
→ PSA Oksijen Jeneratörü
→ Oksijen Tankı
→ O₂ Analizörü
→ Basınç / Debi Kontrolü
→ Leach Tank / O₂ Injection System
şeklinde tasarlanır.
PSA oksijen jeneratörlerinde zeolit moleküler elek, basınçlı havadaki azotu seçici olarak adsorbe eder ve oksijen bakımından zengin ürün gazı elde edilir.
Mentis sektörel uygulama matrisinde altın liçi için tipik PSA oksijen saflığı %90–95 O₂ ve tipik proses basıncı 2–6 bar aralığında değerlendirilmektedir. Gerçek tasarım basıncı ve saflığı ise enjeksiyon sistemi ve proses koşullarına göre belirlenmelidir.
Birçok endüstriyel gold leaching uygulamasında kriyojenik %99,5+ oksijen yerine PSA seviyesindeki oksijen saflığı proses açısından yeterli olabilir.
Mentis'in madencilik uygulama yaklaşımında tipik aralık:
%90–95 O₂
olarak değerlendirilmektedir.
Bunun önemli bir ekonomik sonucu vardır.
Prosese %93–95 O₂ yeterliyse gereksiz şekilde ultra-yüksek saflık hedeflemek:
artırabilir.
En yüksek saflık değil, prosesin gerektirdiği optimum saflık.
Bu, madencilik projelerinde en kritik sorulardan biridir.
Jeneratör kapasitesi yalnızca tesisin günlük cevher tonajına bakılarak seçilmemelidir.
Temel olarak şu parametreler gerekir:
Ön fizibilite için:
Saatlik O₂ İhtiyacı (kg/h)
= Cevher Debisi (t/h) × Spesifik O₂ Tüketimi (kg/t)
Daha sonra yaklaşık olarak Nm³/h'ye çevrilebilir.
Normal referans koşullarında:
1 Nm³ O₂ ≈ 1,43 kg O₂
Dolayısıyla:
O₂ Debisi (Nm³/h)
≈ O₂ İhtiyacı (kg/h) / 1,43
Tesis:
200 t/h
cevher işliyor ve testwork sonucu efektif oksijen ihtiyacı:
0,5 kg O₂/t
olarak belirlenmiş olsun.
Saatlik oksijen:
200 × 0,5 = 100 kg/h
Gaz debisi yaklaşık:
100 / 1,43 ≈ 70 Nm³/h O₂
olur.
Fakat jeneratör doğrudan 70 Nm³/h seçilmemelidir.
Buna ayrıca:
uygulanmalıdır.
Bu örnek yalnızca boyutlandırma metodolojisini göstermek içindir. Gerçek gold leaching oksijen tüketimi mutlaka cevher testwork'ü ve tesis proses verileriyle doğrulanmalıdır.
Çünkü iki altın cevheri kimyasal olarak aynı değildir.
Oksijeni yalnızca hedef altın çözünme reaksiyonu tüketmez.
Cevher içerisindeki bazı:
da oksijen tüketebilir.
Bilimsel çalışmalarda farklı cevherlerde ölçülen oksijen talebinin büyük farklılık gösterebildiği ve özellikle sülfür mineralojisinin önemli olduğu görülmektedir.
Bu nedenle:
ton/gün → doğrudan standart jeneratör modeli
şeklinde sabit bir seçim tablosu teknik olarak doğru değildir.
Gold leaching devresinde yalnızca sisteme verilen gaz debisi değil, oksijenin pulp/slurry içine ne kadar etkin aktarıldığı önemlidir.
Bu nedenle:
O₂ Generator Capacity ≠ Process Oxygen Utilization
Aynı 100 Nm³/h oksijen jeneratörü:
ile düşük proses etkisi gösterebilir.
İyi tasarlanmış sistemde ise:
oksijen transferini destekler.
Gold leaching için bu nedenle PSA tesisi ve oksijen enjeksiyon sistemi tek bir proses zinciri olarak değerlendirilmelidir.
Mentis uygulama matrisinde gold leaching için tipik aralık:
2–6 bar
olarak verilmektedir.
Gerçek çıkış basıncı ise:
ile belirlenmelidir.
Gereksiz yüksek basınç:
Kompresör Enerjisi ↑
OPEX ↑
ROI Süresi ↑
anlamına gelebilir.
Bu nedenle jeneratör, gerçek proses basıncına göre optimize edilmelidir.
Madencilik projeleri sıklıkla yüksek rakımlarda bulunur.
Rakım arttıkça atmosfer yoğunluğu ve kompresörün giriş havası koşulları değişir.
Bu nedenle deniz seviyesinde:
100 Nm³/h O₂
üretecek şekilde seçilen bir sistem, yüksek rakımda aynı konfigürasyonla aynı performansı vermeyebilir.
Yüksek rakım projelerinde:
derating hesabına dahil edilmelidir.
Site Altitude – m AMSL
Maden sahaları sıklıkla:
koşullarında çalışır.
Bu nedenle oksijen tesisi yalnızca PSA jeneratöründen ibaret düşünülmemelidir.
Saha tasarımında:
değerlendirilmelidir.
Avantajları:
Özellikle:
için avantajlı olabilir.
Bir konteyner tesisi;
Compressor + Air Treatment + PSA + Controls + HVAC + Electrical Distribution
şeklinde anahtar teslim tasarlanabilir.
Bu yaklaşım saha kurulum ihtiyacını önemli ölçüde azaltabilir.
Gold leaching tesisleri genellikle sürekli çalışır.
Oksijen sisteminin durması durumunda proses performansı etkilenebileceğinden availability tasarım kriteri olmalıdır.
Örneğin:
1 × 100%
Daha düşük CAPEX sağlayabilir ancak tek arıza noktaları dikkatle değerlendirilmelidir.
2 × 50%
veya:
2 × 60%
modüler çalışma avantajı sağlayabilir.
Örneğin:
3 × 50%
tasarımında bir ünite bakımdayken proses kapasitesinin önemli kısmı korunabilir.
Doğru mimari:
göre belirlenmelidir.
Uzak maden sahalarında bu karşılaştırma özellikle önemlidir.
Maliyet yalnızca oksijen fiyatı değildir.
Toplam maliyet:
**Oksijen
kalemlerini içerebilir.
Ana maliyetler:
**Elektrik
şeklindedir.
| Kriter | PSA Yerinde O₂ | LOX |
|---|---|---|
| O₂ kaynağı | Atmosferik hava | Harici gaz fabrikası |
| Üretim | Maden sahasında | Harici |
| Tanker bağımlılığı | Çok düşük | Yüksek |
| Kriyojenik tank | Genellikle yok | Gerekli |
| Ana OPEX | Enerji + bakım | Gaz + lojistik |
| Uzak saha avantajı | Yüksek | Lojistiğe bağlı |
| 24/7 çalışma | Çok uygun | Uygun |
| Ölçeklenebilirlik | Modüler olabilir | Depolama/tedarik artmalı |
| Tedarik kontrolü | İşletmede | Tedarikçide |
| CAPEX | Daha yüksek olabilir | İlk aşamada düşük olabilir |
PSA tesisinin ana elektrik tüketicisi genellikle:
hava kompresörüdür.
Basit yaklaşım:
Yıllık Enerji = Ortalama Sistem kW × Yıllık Çalışma Saati
Toplam ortalama güç:
150 kW
ve çalışma:
8.000 saat/yıl
ise:
150 × 8.000 = 1.200.000 kWh/yıl
Elektrik maliyeti:
0,10 €/kWh
ise:
120.000 €/yıl
enerji gideri oluşur.
Bu değer daha sonra yıllık oksijen üretimine bölünerek:
€/Nm³ O₂
hesaplanabilir.
Yıllık O₂ Tüketimi × Teslim O₂ Fiyatı
artı:
Elektrik + Bakım + Sarf
Harici O₂ Toplam Maliyeti – PSA OPEX
PSA CAPEX / Yıllık Net Tasarruf
Madencilikte yüksek:
PSA yatırım ekonomisini güçlendirebilir.
Bu konuda dikkatli ifade kullanmak gerekir.
PSA oksijen jeneratörü tek başına belirli bir gold recovery artışını garanti etmez.
Ancak uygun liç kimyası ve cevher özelliklerinde, oksijen transferinin iyileştirilmesi:
destekleyebilir.
Bilimsel çalışmalar oksijenin etkisinin cevher tipine ve proses koşullarına bağlı olduğunu göstermektedir.
Bu nedenle performans hedefi:
metallurgical testwork + plant data + oxygen mass balance
üzerinden belirlenmelidir.
Hayır.
Bu blog ağırlıklı olarak cyanide/cyanidation gold leaching uygulamalarını ele almaktadır.
Alternatif liç kimyalarında oksijenin rolü farklı olabilir.
Örneğin thiosulfate leaching üzerine yayınlanmış çalışmalarda oksijenin belirli koşullarda thiosulfate tüketimini ve passivation davranışını olumsuz etkileyebildiği raporlanmıştır.
Bu nedenle:
“Gold leaching = her durumda maksimum oksijen”
şeklinde bir genelleme teknik olarak doğru değildir.
Bu ayrım doğru mühendislik ve doğru jeneratör boyutlandırması açısından önemlidir.
Bu bilgiler olmadan yalnızca tesisin ton/gün kapasitesine göre jeneratör seçmek risklidir.
Bu veriler iyi hazırlanmış bir teknik teklifin temelidir.
Siyanür liçi prosesinde oksijen, altının çözünme reaksiyonunda rol alan önemli bir bileşendir. Uygun koşullarda daha yüksek çözünmüş oksijen altın çözünme kinetiğini destekleyebilir.
PSA uygulamalarında tipik olarak yaklaşık %90–95 O₂ değerlendirilebilir. Gerçek ihtiyaç proses testwork'ü ve enjeksiyon tasarımına göre belirlenmelidir.
Evet. PSA sistemleri sürekli oksijen ihtiyacı bulunan gold leaching tesislerinde yerinde O₂ üretimi için kullanılabilir.
Cevher debisi, spesifik O₂ tüketimi, pik yük, enjeksiyon verimi, rakım ve yedeklilik dikkate alınarak hesaplanmalıdır.
Evet. Yüksek rakım kompresör hava debisi, soğutma ve sistem derating hesabını etkileyebilir.
Yüksek ve sürekli O₂ tüketimi ile uzak saha lojistiğinin bulunduğu projelerde PSA güçlü bir ekonomik alternatif olabilir. Kesin sonuç proje bazlı TCO ve ROI hesabıyla belirlenmelidir.
Doğru kapasite, hava hazırlama, bakım ve redundancy yaklaşımıyla endüstriyel PSA sistemleri sürekli işletmeye göre tasarlanabilir.
Sabit bir oran verilemez. Etki cevher mineralojisi, liç kimyası, çözünmüş O₂, mass transfer ve mevcut proses şartlarına bağlıdır.
Mentis Engineering, gold leaching projesini yalnızca bir PSA jeneratör seçimi olarak değerlendirmez.
Komple sistem:
**Hava Kompresörü
olarak ele alınmalıdır.
Mentis'in sektörel uygulama matrisinde gold leaching, PSA oksijen için çok yüksek potansiyelli madencilik uygulamaları arasında yer almaktadır.
Mentis ayrıca web sitesinde 2007'den bu yana 6 kıtada 500'den fazla proje tecrübesi bildirmektedir.
1. Ton/gün cevher kapasitesi
2. Testwork O₂ tüketimi – kg/t
3. Gerekli O₂ saflığı
4. Proses basıncı
5. Maden rakımı
6. Yıllık çalışma saati
7. Mevcut LOX/O₂ maliyeti
Mentis Engineering ekibi:
**PSA Kapasitesi
analizini gerçekleştirsin.
Gold leaching için PSA oksijen jeneratörü seçerken en önemli soru:
“Kaç Nm³/h jeneratör almalıyım?”
değildir.
Doğru soru:
“Cevherimin gerçek oksijen talebi nedir ve bu oksijeni madende en yüksek proses kullanılabilirliği ve en düşük toplam sahip olma maliyetiyle nasıl üretebilirim?”
Başarılı bir gold mining oksijen projesi:
**Ore Mineralogy
parametrelerinin birlikte değerlendirilmesini gerektirir.
Doğru tasarlanmış bir PSA oksijen tesisi; sürekli çalışan maden işletmelerinde oksijen tedariğini bir lojistik satın alma kaleminden, sahada kontrol edilen bir proses utility'sine dönüştürebilir.
Mentis Engineering – On-Site Oxygen Generation for Gold Mining
