Descripcion del proceso CIC

Manual de Operaciones Planta CIC

Manual de Operaciones: Planta CIC Página 1 de 16 2.0 Descripción del proceso CIC 06/2013

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Aquí se describe el proceso metalúrgico y/o proceso productivo de la planta, detallando los procesos definidos como etapas, los equipos asociados y su principio de operación. Éste capítulo describe la operación del circuito de Planta CIC y está distribuido de la siguiente manera:

2.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE CIC 2.1.1 Etapas del proceso de CIC 1era. Etapa: Adsorción 2da. Etapa: Lavado Acido 3era. Etapa:

4ta. Etapa: Desorción de carbón Regeneración Térmica

3era. Etapa 2.1.2 Equipos asociados al proceso de CIC

Etapas de operación del Circuito de Planta CIC

Equipos principales asociados

Adsorción

Tanque de atriccionamiento Tanque de almacenamiento de carbón Bombas de trasferencia de carbón Zaranda de clasificación de ingreso a columnas. Zaranda de clasificación de carbón Columnas de carbón Zaranda de seguridad (salida de columnas) Tanque barren Bombas de solución Barren

Lavado Acido

Tanque de almacenamiento de acido Tanque de dilución de acido Bombas de transferencia de acido Bomba de trasferencia de Carbón Tanque de lavado acido

Desorción

Tanque de solución estéril Tanque de solución supe rica Tanque de preparación de NaOH Tanque de Elución Bomba Trasferencia de carbón Bomba trasferencia de solución estéril Calentador de solución Intercambiadores de calor.

2.0 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO



Etapas de operación del Circuito de Planta CIC

Equipos principales asociados

Regeneración

Bomba de trasferencia de Carbón Horno de Regeneración Térmica Zaranda de Clasificación de Carbón Tanque de enfriamiento Tanque de finos Bomba de transferencia de carbón



2.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO CIC

En el proceso de Carbón en Columna (CIC), especies solubles de oro y plata, principalmente Au(CN)2- y Ag(CN)2-, son adsorbidos en la superficie externa e interna del carbón. La solución pregnant es dirigida, en forma ascendente, a través de los lechos de carbón que se forma en las cinco columnas. El proceso en contracorriente de carbón permite que la solución salga del circuito como solución barren o pobre mientras que el carbón queda cargado con valores de oro y plata. La primera columna que entra en contacto con la solución más cargada es retirada hacia la etapa de desorción periódicamente del circuito una vez que el carbón se ha cargado, una vez extraído el oro del carbón, este carbón previamente regenerado es repuesto en la última columna adicionando carbón fresco para compensar las pérdidas de carbón fino; mientras que el carbón de las columnas restantes avanzan un lugar en la serie, cada una estas conteniendo la misma cantidad de carbón.

El carbón utilizado en la industria del oro es un material duro granular que varía en tamaños de 6 a 20 mallas, 0.85 a 3.5 mm. La gran estructura porosa produce un área de hasta 1250 metros cuadrados por gramo de carbón.

La adsorción es un proceso reversible, esto permite que los metales adsorbidos en el carbón sean extraídos a través del proceso de desorción o elución; la adsorción se realiza a temperatura ambiente mientras que la desorción a altas temperaturas.

Figura No. 1 Circuito de columnas de adsorción



2.1.1 ETAPAS DEL PROCESO DE CIC El proceso de CIC está dividido en cuatro etapas. El siguiente diagrama de flujo muestra la función principal de cada etapa.

1.- Adsorción

2.- Lavado Acido

3.- Desorción

El circuito de adsorción cuenta con un tren de cinco columnas de 10 toneladas de carbón de capacidad c/u, en total son 50 toneladas de carbón en el tren. El flujo de tratamiento de diseño máximo es de 2,134 m3/hr, sin embargo para la operación se enviará 1800 m3/hr, la cual al inicio será alimentado desde la actual PLS.

El carbón cargado que se transfiere de la columna C – 01 es depositada en el tanque de lavado, donde se neutraliza con agua de proceso para evitar gas cianhídrico, luego se bombea solución de acido nítrico al 3% para disolver los carbonatos presentes en el carbón rico, hasta alcanzar un pH constante luego se agrega hidróxido de sodio para subir el pH de la solución con carbón antes de la desorcion.

La desorción utiliza de 10 a 12 volúmenes de lecho de una solución en circulación de 143° C con una concentración del 0.4% de hidróxido de sodio y del 0.03% de cianuro de sodio a una presión mínima de 55 psi La solución se calienta directamente a través de un calentador eléctrico. Esta solución estéril se bombea de manera ascendente a través del lecho de carbón en el reactor en donde se separan los metales preciosos del carbón. La Solución súper rica se envía a la planta Merrill Crowe.

Figura No. 2 Etapas del proceso CIC

4.- Regeneración Térmica

El carbón una vez desorbido pasa a la etapa de regeneración térmica para eliminar las especies orgánicas. Estos contaminantes se extraen calentando el carbón a una temperatura de 550 a 660°C. El horno de regeneración dispone de una curva de calentamiento en tres etapas que son monitoreadas por la instrumentación de temperatura enlazada al Delta V. Una vez regenerado el carbón este pasa al tanque de almacenamiento. Y de aquí ser enviado a la columna C – 05.



1era Etapa: ADSORCIÓN

La etapa de Adsorción está compuesta de 4 fases de operación las cuales son descritas a continuación.

Acondicionamiento del carbón activado

Adsorción

Transporte de carbón a columnas

El carbón nuevo es descargado en el tanque de atriccionamiento para eliminar finos y aristas mediante un agitador de hélice. De acá es bombeado a la zaranda clasificadora de carbón, separando los finos los cuales pasan al tanque de finos y el carbón grueso va al taque de almacenamiento.

El carbón acondicionado es transportado hacia la columna C – 05 desde la cual se empieza a trasladar el carbón de columna en columna hasta llegar a la columna C – 01 (Esto

cada vez que hay cosecha de carbón de la C -01).

La solución rica que es bombeada de la PLS pasa primero por la malla de limpieza, para eliminar partículas extrañas que contenga la solución, luego pasa a contracorriente a la columna C – 01 donde se adsorbe la mayor cantidad de metales preciosos. Luego por rebose ingresa a la columna siguiente

Figura No. 3 Fases de la etapa de adsorción

Cosecha de Carbón

Una vez que el carbón ha llegado a su capacidad de adsorción (2.5Kg/TM), este es bombeado desde la columna C – 01 hacia el tanque de lavado ácido y su posterior desorción.



2da Etapa: LAVADO ÁCIDO

El objetivo del lavado ácido es eliminar los carbonatos existentes en el carbón rico: La etapa de Lavado acido, está compuesta de 04 fases de operación las cuales son descritas a continuación.

Preparación de ácido nítrico

Neutralización del carbón con agua

El carbón cargado ingresa al Tanque de lavado donde se adiciona agua fresca para eliminar el cianuro de la solución y neutralizar el carbón. Luego de esto se procede a drenar la

solución.

El ácido nítrico concentrado (69%) es recepcionado en un tanque de almacenamiento para luego ser diluido (3%) con

agua en otro tanque de igual capacidad.

Figura No. 4 Fases de la etapa de Lavado Acido

Lavado acido del carbón

La solución de acido nítrico preparado al 3% es bombeada al Tanque de lavado acido que contiene el carbón de la C-1, esta solución una vez que llena el Tanque de Lavado se arranca la bomba de recirculación de acido, manteniendo

esta recirculación hasta que su pH se mantenga constante.

Neutralización con NaOH

Una vez terminado el lavado acido, se procede a neutralizar la solución conteniendo el carbón, drenando el 10 del acido hacia el tanque de dilución de acido nítrico, luego se adiciona una solución de NaOH al 3%, hasta llegar a un pH mayor a 10. Luego este carbón es bombeado al Tanque de

desorción.



3era Etapa: DESORCIÓN DE CARBÓN RICO La etapa de Desorción de Carbón está compuesta de 3 fases de operación las cuales son descritas a continuación.

Preparación de la solución de NaOH

Preparación de solución estéril

Desorción del Carbón

Se adiciona los big bag de NaOH en escamas solidas al tanque de preparación, el cual se llenará con agua al 70% de su capacidad, llenar con agua hasta obtener una

concentración del 20%.

La solución estéril es bombeada hacia el tanque de desorción a una temperatura de precalentamiento inicial de 80°C luego en la siguiente etapa se lleva la solución estéril a 143° C y a una presión de 55 psi. Esta solución se bombea de manera ascendente a través del lecho de carbón en el tanque de desorción, en donde se separan los metales preciosos del carbón. La solución súper rica que sale de la parte superior de la columna de elución se dirige hacia el tanque de almacenamiento de solución súper rica, previo enfriamiento en un intercambiador de calor. La solución súper rica es bombeada hacia el circuito de Merrill Crowe.

Las concentraciones iniciales de reactivos sugeridas para la solución estéril son las siguientes: - Hidróxido de sodio: 0.4% (en peso) - Cianuro de sodio 0.03% (en peso) - Antiincrustante 10 ppm Estos reactivos son preparados en el tanque de solución estéril (280m3). La desorción utiliza de 10 a 12 volúmenes

de de una solución en circulación

Figura No. 5 Fases de la etapa de la Desorción



4ta Etapa: REGENERACIÓN TÉRMICA

La etapa de Regeneración Térmica está compuesta de 3 fases de operación las cuales son descritas a continuación:

Traslado de carbón

hacia el horno

Regeneración térmica

del carbón

Enfriamiento del

carbón

El carbón desorbido es bombeado a la zaranda de clasificación de carbón, el carbón fino es transportado al tanque de finos, y el carbón grueso a la tolva del horno de

regeneración térmica.

Como etapa final el carbón regenerado se recepciona en un tanque que contiene solución barren y de acá se bombea hacia el tanque de almacenamiento para su posterior uso.

El carbón es trasladado desde la tolva mediante un tornillo helicoidal hacia el interior del horno. El horno de regeneración dispone de una curva de calentamiento integral en tres etapas que son monitoreadas por la instrumentación de temperatura para el Delta V: zona de pre-calentamiento, zona intermedia y zona caliente. Cada etapa está diseñada a calentar gradualmente mediante

resistencias eléctricas hasta los 600°C.

Figura No. 6 Fases de la etapa de Regeneración Térmica



TANQUE DE SOLUCIÓN BARREN

La solución desprovista de oro y plata que sale del circuito de Adsorción se llama solución barren. El volumen de esta solución es esencialmente el mismo volumen de la solución rica de PLS que ingresa al circuito de Adsorción. La etapa de manejo de la solución barren esta compuesta de tres fases de operación las cuales son descritas a continuación.

Almacenamiento de la solución barren

Bombeo de la solución barren

Operación del tanque de solución barren

La solución pobre que sale del circuito de adsorción ingresa al tanque de solución pobre (barren) con un flujo de 1 800 m3/h. Este tanque tiene las siguientes dimensiones: 13.5 m. de diámetro x 9,2 m. altura y 1 000 m3 de capacidad.

Al tanque de solución barren también ingresa la solución de salida del F. Prensa de Carbón Fino. Además esta solución de ingreso al Tanque tendrá una concentración de Cianuro libre igual al de la solución de la PLS, por lo que tendrá que adicionarse Cianuro concentrado para mantener una concentración de 95 ppm de CN libre, en la solución de bombeo al Pad de Lixiviación.

La solución barren con un flujo de 1 800 m3/h es bombeada a

la pila de lixiviación por intermedio de dos bombas de 450 kW de potencia.

Figura No. 6 Tanque de solución barren



2.1.2 EQUIPOS ASOCIADOS AL PROCESO CIC

Los equipos más importantes asociados al proceso de CIC son:

A.- Columnas de Adsorción. B.-.Tanque de atriccionamiento de carbón C.- Tanque de Lavado acido D.- Tanque de elución de carbón. E.- Tanque de solución estéril. F.- Tanque de solución súper rica G.- Calentador Eléctrico H.- Horno de regeneración térmica. I.- Zarandas de seguridad J.- Zaranda de clasificación de carbón nuevo o regenerado K.- Tanque de almacenamiento de finos. L.- Bomba de trasferencia de carbón. M.- Filtro Prensa de Finos.

A.- COLUMNAS DE ADSORCION

Las Columnas de adsorción (5 en total), son usadas para almacenar el carbón activado, teniendo una capacidad de contener 10 TM, y un flujo de tratamiento de solución de 1800 m3/h con un tiempo de residencia de la solución de 2.3 minutos por cada columna.

Estas columnas tienen una dimensión de 6.1 m. de diámetro x 2.44 m. de altura.

Para el proceso se adicionara antiincrustante a la entrada de las columnas. Este reactivo no afecta al proceso, pero es crítico para una operación adecuada de la planta. Sirve para evitar el incrustamiento de carbonato de calcio en el carbón activado y también para reducir la formación de escamas que se forman en el interior de las tuberías, válvulas y tanques. Sin el empleo de este químico el sistema de distribución de la solución, tuberías, emisores y mangueras pueden rápidamente obstruirse, sin antiincrustante, el carbón consumiría mas ácido nítrico en el lavado.



B.- TANQUE DE ATRICCIONAMIENTO DE CARBÓN

El tanque de atriccionamiento de carbón sirve para eliminar los finos del carbón nuevo y romper las aristas para el ingreso de carbón fino al proceso. Este tanque cuenta con cuchillas de acero al carbono para romper los big bag de carbón (500Kg); un agitador de atricción de carbón de acero al carbono de 2.2kW de potencia y también cuenta con un sistema de aspersión de agua.

La capacidad del tanque es de 01 TM de carbón nuevo y su dimensión es de 1.8m de diámetro y 1.8m de altura.



C.- TANQUE DE LAVADO ACIDO

El tanque de lavado ácido es un tanque de acero inoxidable que será usado para realizar un lavado del carbón con ácido nítrico al 3%. Este tanque cuenta con una alimentación de agua cruda; alimentación de carbón activado; alimentación de Hidróxido de Sodio; sensor de nivel y también un sistema de recirculación con una bomba de 2.2kW; 6.0 m TDH y un flujo máximo de 42.5m3/h. El tanque tiene una capacidad máxima de 10 TM de carbón; 22m3 de volumen y una dimensión de 2m de diámetro y 7.5m de altura.



D.- TANQUE DE DESORCIÓN DE CARBÓN

El tanque de desorción de carbón activado es un tanque de acero inoxidable donde se transfiere carbón desde el tanque de lavado ácido para su desorción. Este tanque soporta presiones de 50 – 60 Psi y temperaturas de hasta 150°C por lo que está recubierto exteriormente con un material aislante térmico para evitar pérdidas de calor. El tanque tiene una capacidad máxima de 10 TM de carbón; 22m3 de volumen y una dimensión de 2m de diámetro y 7.7m de altura.



E.- TANQUE DE SOLUCIÓN ESTERIL Es un tanque de acero al carbono donde se almacena la solución estéril para la desorción (Soda Caustica; cianuro y antiincrustante), su capacidad máxima es de 280m3 y sus dimensiones son: 5.7m de diámetro y 11m de altura.



F.- TANQUE DE SOLUCION SUPER RICA Es un tanque de acero al carbono donde se almacena la solución rica proveniente de la desorción, su capacidad máxima es de 280m3 y sus dimensiones son: 5.7m de diámetro y 11m de altura. Este tanque cuenta en la parte superior con un colector de mercurio.

G.- CALENTADOR ELECTRICO Es una batería de 04 calentadores de 500kW cada uno, donde el calentamiento de la solución será en rampa con un diferencial de temperatura de 20°C entre calentador y calentador.



Figura No. 7 Horno de Regeneración Térmica

D.- HORNO DE REGENERACION TERMICA El horno de regeneración térmica tiene una capacidad de 10 TM de carbón. Este dispone de una curva de calentamiento integral en tres etapas que son monitoreadas por la instrumentación de temperatura para el Delta V: zona de pre-calentamiento (TT-2825), zona intermedia (TT-2835) y zona caliente (TT-2845). Cada etapa está concebida a calentar gradualmente mediante resistencias eléctricas hasta los 600°C.

El tablero local FLSmidth monitorea la temperatura mediante el sensor TE-142, a la descarga del horno eléctrico. Este instrumento regula internamente la potencia eléctrica en cada etapa del horno eléctrico y la velocidad de giro del tornillo para entregar carbón al horno. La velocidad de giro del tornillo es monitoreado internamente por el instrumento SY-120. Para el Delta V se monitorea por el instrumento ST-2820. La velocidad de giro del horno es monitoreado internamente por el instrumento SY-121. Para el Delta V se monitorea por el instrumento ST-2821. La regulación de velocidad de ambos motores eléctricos de accionamiento se hace mediante variadores de velocidad ABB- ACS530.

Para expulsar los gases orgánicos, se dispone de un extractor de gases que deberá también ser un permisivo para el arranque del horno de regeneración. Para el Delta V, la operación de este equipo es mediante la señal DFON-2850.

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