Контроль концетрации цианид-ионов в ГМО
Системы аналитического контроля концентрации цианид-иона при сорбционном выщелачивании золота
В настоящее время ресурсный потенциал россыпных месторождений золота за более чем двухсотлетний период освоения в значительной степени исчерпан, обеспеченность добычи разведанными запасами россыпей, по различным оценкам, может составлять не более 10 лет. В связи с этим все большую роль играет добыча золота из коренных месторождений и применение наряду с кучным выщелачиванием технологии сорбционного выщелачивания.
Технологический регламент гидрометаллургических отделений (ГМО) предприятий, перерабатывающих руды с применением сорбционного выщелачивания, предполагает применение цианида натрия.
Традиционно управление циклом ГМО базируется на лабораторном определении концентрации цианид-ионов в жидкой фазе пульпы. При этом в ручном или автоматическом режиме отбирается проба, которая после ручной операции пробоподготовки подвергается лабораторному анализу. Анализ проводится колориметрическим методом или колориметрическим титрованием азотнокислым серебром, редко применяется потенциометрическое титрование. То есть информация о концентрации свободных цианид-ионов в пульпе ГМО, являющаяся ключевой, запаздывает в лучшем случае на 90-120 минут.
Очевидно, что управление на основе такой «запаздывающей» информации крайне неэффективно: при изменении сорбционной способности твердой фазы или производительности, концентрация свободных цианид-ионов может варьироваться в широких пределах, что приводит к значительному перерасходу реагента и значительному повышению концентрации этих ионов в хвостах ГМО или снижению эффективности выщелачивания золота и повышению его содержания в твердой фазе хвостов ГМО. Помимо низкой эффективности управления технологическим процессом, в данном случае требуются большие трудозатраты на постоянный (круглосуточный) ручной анализ проб.
Описание системы АСК КЦ ЗИФ
ООО «Вэктис Минералз» разработана и выпускается аналитическая система контроля для циклов ГМО золотоизвлекательных фабрик (ЗИФ).
Автоматическая система контроля концентрации свободных цианид-ионов (АСК КЦ ЗИФ) предназначена для определения концентрации цианид-иона в жидкой фазе пульпы. АСК КЦ применяется в циклах цианидного выщелачивания и сорбционного выщелачивания при гидрометаллургической переработке золотосодержащих руд, биоокисленных или тонкоизмельченных флотоконцентратов по технологиям RIP («смола в пульпе»), CIP («уголь в пульпе»).
Уникальной особенностью выпускаемой ООО «Вэктис Минералз» АСК КЦ ЗИФ является отсутствие системы фильтрации, определение концентрации свободных цианид-ионов производится непосредственно в пульпе. Это существенно снижает затраты и трудоемкость технического обслуживания, повышает оперативность анализов.
Система аналитического контроля обеспечивает отбор и доставку пробы из технологического процесса, измерение концентрации цианид иона с применением титриметрического метода. Информация, получаемая от АСК КЦ ЗИФ, позволяет в автоматическом режиме производить изменение установок для поддержания заданных (оптимальных) концентраций цианид-иона на процессе, цикл управления составляет 10-20 минут (длительность цикла измерения зависит от количества точек контролируемых одним анализатором).
Внедрение АСК КЦ ЗИФ в гидрометаллургическом переделе ЗИФ обеспечит стабилизацию концентрации свободных ионов цианида в пульпе на заданном в технологическом регламенте уровне и позволит решить следующие задачи:
- Уменьшение доли ручного труда (количества выполняемых вручную химических анализов для определения концентрации цианид-ионов до одного анализа в смену (или реже));
- Сокращение расхода реагента (NaCN);
- Уменьшение концентрации свободных ионов цианида в хвостах ГМО;
- Предотвращение аварийных ситуаций, связанных с передозировкой реагента NaCN в ГМО;
- Увеличение эффективности технологического процесса, снижение потерь;
- Минимизация влияния на процесс «человеческого фактора»;
- Обеспечение более глубокого выщелачивания золота из твердой фазы пульпы и уменьшение содержания золота в твердой фазе хвостов ГМО.
АСК КЦ ЗИФ имеет следующие преимущества:
- Возможность отбора и анализа пульповых проб, содержащих до 55% твердой фазы, а также газообразную фазу;
- Обеспечение при отборе пробы разрежения на всасе, для подъема пульпы от пробоотборника, при расстоянии до «зеркала» пульпы в пределах 5 метров;
- Полная промывка всех трасс пробоотбора-прободоставки после отбора и анализа пробы;
- Возможность контроля концентрации цианид-ионов, как в цикле цианидного выщелачивания, так и сорбционного выщелачивания за счет отделения сорбента (ионообменные смолы, уголь) от отбираемой пульповой пробы;
- Анализ пульповой пробы, отсутствие операции фильтрации;
- Авторазбавление пробы перед анализом для расширения диапазона контролируемых концентраций и снижения расхода реагентов;
- Высокая точность анализа за счет применения метода потенциометрического титрования;
- Возможность контроля одной аналитической системой до 8 технологических точек с небольшим периодом измерений;
- Разветвленные функции самодиагностики системы;
- Возможность коммуникации с АСУ ТП предприятия посредством унифицированных протоколов связи;
- Низкий объем периодического технического обслуживания.
Компоненты системы АСК КЦ ЗИФ
Пробоотбор, прободоставка и пробоподготовка:
Подсистема пробоотбора-прободоставки обеспечивает отбор представительной пульповой пробы из технологического аппарата ГМО (пачук, зумпф) и ее транспортировку к подсистеме вторичного пробоотбора. Для эффективной работы системы аналитического контроля подсистема пробоотбора и прободоставки функционирует в режиме «быстрого контура», то есть поток пробы отбирается и доставляется к анализатору непрерывно (за некоторое время до проведения анализа) и возвращается обратно в процесс.
Из потока первичной пробы при помощи самоочищающихся (SC) клапанов формируется вторичная пульповая проба, меньшая по объему. Клапана оснащены мембранным пневматическим приводом, требующим минимального обслуживания.
С целью расширения диапазона измеряемых концентраций цианид-иона и существенного сокращения расходов реагентов при проведении анализа в автоматической системе контроля концентрации цианид-иона (АСК КЦ ЗИФ) предусмотрено разбавление пульповой пробы в заданной пропорции перед проведением анализа.
Анализатор:
Автоматический контроль концентрации цианид-ионов в пульпе ГМО ЗИФ обеспечивается с помощью специализированного анализатора (анализатора-автотитратора). Анализатор в автоматическом режиме обеспечивает потенциометрическое титрование разбавленной пульповой пробы, получаемой из пробоотбора.
Методом измерения концентрации цианид-иона в пробе является потенциометрическое титрование, как наиболее поддающийся автоматизации и простой в эксплуатации способ контроля.
Суть метода заключается в автоматической подачи в пробу титранта и определения точки эквивалентности по потенциалу ионоселективного электрода с последующим расчетом концентрации цианид-иона на основе известного количества титранта, пошедшего на титрование.
Измерение производится в измерительной ячейке анализатора, специально разработанной для анализа пульповых проб, склонных к седиментации.
Титрант и другие реагенты подаются в измерительную ячейку при помощи микронасосов. Поскольку на основе количества титранта производятся дальнейшие расчеты, то точность определения этого количества очень важна. В анализаторе применены прецизионные микронасосы, обеспечивающие точность дозирования с погрешностью в пределах 0.001 мл. При этом конструкция микронасосов требует минимального технического обслуживания.
На основе этого метода анализатор в автоматическом режиме определяет концентрацию цианид-иона в жидкой фазе пульпы с высокой оперативностью.
Для отображения информации и управления анализатором используется цветной сенсорный экран. Интерфейс реализуется на русском языке с интуитивно понятной системой отображения и доступа к режимам управления.
Анализатор имеет встроенный контроллер (ПЛК), обеспечивающий управление, как собственно функционированием анализатора, так и внешними устройствами пробоотбора-прободоставки..
Передача информации о результатах измерения, а также диагностической информации в смежные системы (АСУ ТП) производится при помощи RS 485 (протокол ModBus RTU). Анализатор имеет возможность подключения внешнего диагностического АРМ.
Основные характеристики АСК КЦ ЗИФ
Принцип анализа:
— Потенциометрическое титрование с предварительным разбавлением
Количество контролируемых точек:
— До 8 технологических точек контроля, рекомендуемое количество 6 на один анализатор
Контролируемый диапазон концентраций свободных цианид-ионов (CN-):
— От 40 мг/л (40 ppm) до 91000 мг/л (91000 ppm) с авторазбавлением пробы
— От 1 мг/л (1 ppm) до 150 мг/л (150 ppm) без авторазбавления пробы
Точность измерения:
— ±1% (Типовая, зависит от методического обеспечения)
Время анализа пробы:
— Время измерения пробы составляет 2-10 минут (типовое 5 минут)
Цикл анализа:
— Цикл анализа для 6 технологических потоков составляет от 20 до 30 минут, в зависимости от времени измерения каждой пробы