金の抽出技術は、過去 30 年間で大幅に進化しました。鉱石のグレードが世界的に低下し、耐火物鉱床がより一般的になるにつれ、採掘プロセスのあらゆる部分を最適化することが採掘事業の戦略的優先事項となっています。鉱山が使用しているかどうかCIP (パルプ中の-炭素-), CIL (リーチ内の炭素-), シアン化物の浸出, バイオックス、 または加圧酸化（POX）、回復効率に直接影響を与える要因の 1 つは、酸素の利用可能性.
酸素は、シアン化物種の酸化を促進し、浸出環境内での物質移動を促進することにより、金の溶解を促進する必須の試薬です。歴史的には、液体酸素 (LOX) の供給または極低温プラントが金鉱山の主な酸素源でした。しかし、地理的および経済的制約が強まるにつれて、鉱山会社はますます圧力スイング吸着 (PSA) 酸素発生装置より復元力があり、制御可能で、コスト効率の高い代替手段として使用できます。{0}
この記事では、PSA 酸素発生器が酸素供給ソリューションとして好まれる理由技術的、財務的、環境的、および運用上の要因についての深い洞察を活用して、世界中の金の浸出プロセスを調査します。
金の浸出における酸素の重要な役割
金の浸出は、シアン化物と金属金の間の化学反応に依存します。酸素は反応触媒として働きます。中心となる反応は次のように単純化できます。
4 Au + 8 CN⁻ + O₂ + 2 H₂O → 4 Au(CN)₂⁻ + 4 OH⁻
十分な溶存酸素 (DO) がないと、浸出が劇的に遅くなり、次のような問題が発生します。
全体的な回収率が低い
長い浸出時間
シアン化物消費量の増加
処理コストの増加
工業用浸出タンクでは、自然の空気混入では最適な DO レベルを維持できないため、酸素を継続的に供給する必要があります。現代の金の抽出方法は現在、以下に大きく依存しています。酸素補給特に以下をターゲットとする場合:
低品位の鉱石-
耐火性鉱石
High-throughput tanks (>3,000 m³)
より短い浸出サイクルのための高いシアン化反応速度
PSA 酸素生成は、次のことができるため、ますます魅力的になってきました。継続的に濃縮酸素を現場に届けます-外部の物流に頼らずに。
PSA 酸素技術とは何か、またそれが採掘条件に適合する理由
圧力スイング吸着は、圧縮空気から酸素を分離する技術です。ゼオライトモレキュラーシーブ、通常は次の間で酸素を生成します。純度90%および95%。これらの純度レベルは、超高純度酸素を必要としないシアン化物の浸出には十分以上です。-
PSA システムの主な動作特性:
高速起動 (分)
モジュール式の拡張性
簡単な操作
過酷な鉱山環境に適した頑丈な設計
遠隔地でも運用可能
これらの特性は、信頼性、物流の独立性、コスト管理が不可欠である現代の金採掘の現実と完全に一致しています。
運用上の利点: 鉱山会社が PSA システムを好む理由
現場での即時酸素供給-
採掘作業はインフラが整っていない遠隔地、山岳地帯、または砂漠地帯で行われることがよくあります。このような環境では、LOX の配信に依存することはリスクがあり、費用もかかります。 PSA ユニットは、酸素が消費される場所で正確に酸素を生成することで、この問題を解決します。
利点：
酸素供給中断のリスクゼロ
極低温供給業者に依存しない
道路や天候による遅延はありません-
24 時間 365 日の金浸出のための操作安定性の向上
これにより、CIL/CIP タンク内の溶存酸素レベルが確実に安定し、金の回収率が予測どおりに向上します。
液体酸素供給と比較したコスト効率
LOX の配送には、長い一連の費用がかかります。
極低温生産
断熱タンカーでの輸送
蒸発損失
-現場での貯蔵タンクの設置
固定契約コストと市場価格の変動性
対照的に、PSA ユニットには次のような特徴があります。
設備投資の削減
総ライフサイクル コスト（TCO）がはるかに低い-
主な運営費としての電気代
輸送や保管のボイルオフによる損失はありません-
消費するほとんどの金鉱山にとって、50～1,000 Nm3/hPSA ユニットが提供する酸素の量供給される酸素 1 キログラムあたりの最低コスト.
LOX の供給ネットワークが未発達で配送コストが高い国では、コスト上の利点がさらに大きくなります。
金の浸出反応速度に適した純度レベル
金のシアン化反応には超高純度の酸素は必要ありません。{0}{1}研究と運用データによると、酸素純度 90 ～ 95%以下を提供します:
シアン化物のより速い酸化
浸出タンク内のDOレベルの上昇
金の溶解速度の向上
シアン化物の消費量の削減
浸出サイクル時間の短縮
PSA の酸素純度はシアン化の化学要件と一致しているため、ほとんどの操作に極低温グレードの 99.7% 酸素は不要です。{0}
これが、CIL/CIP 回路を運用している大手鉱山会社が主要な酸素源として PSA システムを好む理由です。
鉱山を拡張するためのモジュール式の拡張性
新しい鉱体の発見やプラントの処理量の増加に伴い、金の操業は頻繁に拡張されます。 PSA 酸素発生器は、段階的な容量の増加をサポートします。
PSA モジュールを追加する
エアコンプレッサーを追加する
酸素マニホールドを簡単に拡張
このモジュール性は、次のような作業が行われる鉱山に最適です。
段階的な-強化-
季節による生産量の変化
試験的に-商業移行-へ（BIOX、POX）
鉱山の長期的な-生活--計画
極低温システムとは異なり、PSA ユニットは拡張段階で大規模なプラントの再設計を必要としません。{0}
遠隔地または過酷な環境における高い信頼性
採掘現場では、次のような問題に直面することがよくあります。
ほこり
極端な温度
振動
高地
限られた技術人材
PSA システムは、次の状況に対処するように構築されています。
極低温冷却なし
可動部品が少ない
簡素化された制御
リモート監視オプション
一般的な機械スキルがあればメンテナンスが簡単
この高い信頼性と{0}}再起動時間の短縮-により、PSA システムはほとんどの鉱山で極低温 ASU よりもはるかに実用的になります。
プロセスの利点: PSA 酸素がどのように浸出性能を向上させるか
浸出タンク内の溶存酸素レベルの上昇
CIL/CIP 浸出タンクの最適な DO レベルの範囲は次のとおりです。8ppm以上16ppm以上、鉱石の種類と撹拌効率によって異なります。 PSA 酸素は以下をサポートします。
DO飽和の高速化
酸素物質移動の改善
より均一な酸素分布
これにより、より効率的な金の遊離と予測可能なシアン化が可能になります。
強化されたシアン化反応速度
酸素の利用可能性が高くなると、次のような結果が得られます。
金の溶解速度が速い
浸出時間の短縮
タンクを拡張せずに処理量を向上
これらの利点は、特により細かい粉砕サイズを対象とした操業や硫化物が豊富な鉱石の処理において、プラントの経済性に直接影響します。{0}}
シアン化物の消費量の削減
シアン化物は、金の抽出において最も高価な成分の 1 つです。酸素供給の改善:
シアン化物の利用効率を向上
副反応によるシアン化物の損失を軽減します
溶液の化学的安定性を維持します
PSA 酸素は多くの場合、シアン化物の消費量を 5 ～ 15% 削減、鉱石の化学によって異なります。
耐火性鉱石と生物酸化によるパフォーマンスの向上-
微生物が硫化鉱物を酸化する BIOX などのプロセスでは、生物活性を維持するために一貫した酸素の供給が必要です。
PSA 酸素は以下をサポートします。
細菌リアクターの安定した酸素化
安定した微生物の増殖
黄鉄鉱および黄鉄鉱の酸化の改善
同様に、加圧酸化（POX）、PSA 酸素は、極低温システムが利用できない場合やメンテナンス中に酸素需要を補うことができます。
安全性、コンプライアンス、環境への配慮
LOX ストレージより安全
液体酸素の貯蔵には次のようなリスクがあります。
極低温流出
凍傷の危険性
酸素が豊富な火災の危険性-
タンクの保守・点検
PSA システムは大気温度および大気圧で酸素を生成し、安全上の危険を大幅に軽減します。
極低温酸素よりも低い二酸化炭素排出量
極低温酸素は液化するためにかなりの電気エネルギーを必要とします。 PSA システムは空気圧縮のみに依存しており、酸素 1 キログラムあたりのエネルギー消費がはるかに少なくなります。
これは、鉱業の増大する ESG 優先事項と一致しています。
エネルギー需要の低減
二酸化炭素排出量の削減
輸送用燃料への依存度の削減
道路および輸送のリスクの軽減
遠隔地にある鉱山に LOX を配送するには、以下が必要です。
大型タンカートラック
長距離運転-
高い燃料消費量
環境リスクの増加
PSA システムは、こうした輸送関連の危険を完全に排除します。{0}
経済的正当性: PSA の大きなコスト上の利点
鉱山会社は、総合的なライフサイクル経済を通じて酸素システムを評価します。{0}} PSA は以下の分野で大幅なコスト削減を実現します。
設備投資
設置コストの削減
極低温貯蔵タンクはありません
ヴェポライザーシステムなし
オペックス
極低温プラントと比較して消費電力が低い
配送料はかかりません
ボイルオフ損失がない-
最小限のメンテナンスコスト
予測可能な営業費用
10 ～ 15 年の植物の寿命全体にわたって、PSA 酸素生成により総酸素コストが削減されることがよくあります。30%–60%納品されたLOXとの比較。
鉱業の選好を推進する実際的な要因
インフラストラクチャがほとんどないリモート サイト
PSA システムは電気があればどこでも動作できます。{0}アフリカ、ラテンアメリカ、中央アジア、オーストラリアの遠隔地に最適です。
迅速なインストール
ほとんどの PSA システムは、数か月ではなく数週間以内に完全に動作可能になります。
簡単な移動
採掘作業が変更された場合は、コンテナ化された PSA プラントを移転することができます。
高い稼働時間
最新の PSA システムは、95% の稼働率適切なメンテナンスが必要です。
冗長性オプション
複数の PSA モジュールにより、大きなエンジニアリング変更を行わずにバックアップ容量が提供されます。
金の抽出プロセスで PSA 酸素が使用される場所
CIL / CIP浸出タンク
酸素を継続的に注入すると、シアン化物の利用が改善され、金の溶解が促進されます。
ヒープリーチング
PSA 酸素は、高地や乾燥した場所の点滴ラインや灌漑システムへの注入をサポートします。{0}}
BIOX リアクター
生物学的酸化性能は、安定した酸素レベルに依存します。
POX およびオートクレーブ システム
PSA 酸素は、プラントの故障時やメンテナンス サイクル中に一次酸素供給を補います。
研削回路の酸素化
金の解放を改善し、プレグ-の盗難を減らします。
