คู่มือการแปรรูปทองคำ: จากแร่สู่ผลิตภัณฑ์สุดท้าย

สรุป:คู่มือที่สมบูรณ์เกี่ยวกับการประมวลผลทองคำ ครอบคลุมการก่อสร้างโรงงานตั้งแต่การสำรวจไปจนถึงการดำเนินงาน เรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการแยกทองคำที่สำคัญ เช่น การใช้ไซยาไนด์และการลอยตัวเพื่อการกู้คืนสูงสุด.

ความเข้าใจเกี่ยวกับทองคำ

ทองคำ, โลหะมีค่าที่สุดและดึงดูดที่สุดในโลก ได้เป็นสัญลักษณ์ของความมั่งคั่งและเสถียรภาพตั้งแต่สมัยโบราณ ในระบบการทำเหมืองและระบบการเงินสมัยใหม่ ทองคำทำหน้าที่ไม่เพียงแต่เป็นสินทรัพย์หลักสำหรับระบบเงินตรา แต่ยังเป็นวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับการผลิตในอุตสาหกรรม การประมวลผลเครื่องประดับ และอุตสาหกรรมเทคโนโลยีสูง ความเสถียรภาพ ความเหนียวสูง และความต้านทานต่อการกัดกร่อน ทำให้ทองคำเป็นการป้องกันที่สำคัญสำหรับผลตอบแทนระยะยาวและการบรรเทาความเสี่ยงในการลงทุนด้านการทำเหมือง.

ทองคำในรูปแบบธรรมชาติ: ทองคำหลักและรอง

แหล่งทองคำถูกจัดประเภทเป็นสามประเภทหลัก โดยแต่ละประเภทมีสภาพทางธรณีวิทยา เกรด และกระบวนการทำประโยชน์ที่แตกต่างกัน

ทองคำหลัก

ทองคำรอง

การกระจายแหล่งทองคำทั่วโลก

ณ ปี 2024 การผลิตทองคำจากเหมืองทั่วโลกประมาณ 3,600 ตัน โดยที่สำรองที่เหมืองได้ประมาณ 59,000 ตัน ทรัพยากรทองคำมีการกระจายอย่างกว้างขวางและมุ่งเน้นไปที่ประเทศต่างๆ เช่น ออสเตรเลีย รัสเซีย จีน แคนาดา และสหรัฐอเมริกา ในขณะเดียวกัน แอฟริกาด้วยศักยภาพแร่ที่อุดมสมบูรณ์และนโยบายการลงทุนที่เอื้ออำนวย ได้กลายเป็นศูนย์กลางที่กำลังเกิดขึ้นสำหรับการลงทุนเหมืองทั่วโลก.

Gold Processing Plant Construction Workflow

การก่อสร้างโรงงานเป็นโครงการที่ซับซ้อนและมีหลายสาขา ซึ่งต้องใช้เงินทุนจำนวนมากและมีวงจรการดำเนินการที่ยาวนาน ต้องปฏิบัติตามการวางแผนทางวิทยาศาสตร์อย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเป็นไปได้ทางเทคนิค ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ และการปฏิบัติตาม ESG.

1. การสำรวจ

วัตถุประสงค์:กำหนดการกระจายแร่ เกรด และสำรองสำหรับการตัดสินใจทางวิทยาศาสตร์.

กิจกรรมหลัก:

• การวิจัยบนโต๊ะ:วิเคราะห์ข้อมูลธรณีวิทยา แผนที่ และวรรณกรรมเพื่อตรวจสอบเป้าหมาย.
• Field Mapping & Sampling:ดำเนินการสำรวจธรณีวิทยาอย่างละเอียด.
• Geophysical/Geochemical Surveys:ใช้แม่เหล็กอากาศ/GPR เพื่อตรวจจับแหล่งสะสม.
• Drilling:รับตัวอย่างแกนเพื่อการทดสอบและการประเมินทรัพยากร.
• Resource Estimation:สร้างโมเดล 2D/3D เพื่อประเมินขนาด เกรด และความสามารถในการผลิต.

Deliverable:รายงานทรัพยากร/สำรองแร่.

2. Planning & Design

วัตถุประสงค์:ออกแบบสายการผลิตที่มีประสิทธิภาพ เศรษฐกิจ และปลอดภัย.

กิจกรรมหลัก:

• Feasibility Studies:ประเมินความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจและเทคนิค.
• Permitting & Financing:จัดหาใบอนุญาตสิ่งแวดล้อมและการจัดหาทุน.
• Mine Design:วางแผนโครงสร้างพื้นฐาน, เส้นทางเข้าถึง, วิธีการขุด (เปิด/ใต้ดิน), การออกแบบการสกัด, การออกแบบการประโยชน์ใช้สอยและการออกแบบกากของเสีย.
• Site Preparation:สร้างถนนเข้าถึง, สิ่งอำนวยความสะดวก, และเคลียร์ชั้นดินที่ไม่ต้องการ.

Deliverable:Feasibility Study Report, Mine Design

3. การก่อสร้าง

วัตถุประสงค์:รับรองการก่อสร้างตามมาตรฐานสูงเพื่อการเปิดใช้งานที่รวดเร็ว.

กิจกรรมหลัก:

• Procurement:แหล่งจัดหาทั่วโลกสำหรับเครื่องบด, ม้วนบอล, เซลล์ฟลอทชัน, เครื่องข้น, ตัวกรอง, ปั๊ม, วาล์ว, ระบบอัตโนมัติ.
• งานโยธา:ปรับระดับพื้นที่, ถนน, ฐานโรงงาน, การติดตั้งโครงสร้าง, เขื่อนเริ่มต้นสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกการเก็บกักเศษแร่ (TSF).
• การติดตั้งและเริ่มการใช้งานอุปกรณ์:
  • ติดตั้งและจัดตำแหน่งเครื่องบด, การปรับขนาด, การแยก, การทำให้ข้น, และอุปกรณ์กรองตามกระบวนการ.
  • ติดตั้งท่อ, ระบบไฟฟ้า, และระบบอัตโนมัติ.
  • การทดสอบอุปกรณ์แต่ละตัว: ตรวจสอบการทำงานของหน่วยแต่ละตัว.
  • การทดสอบโหลด: ทำงานกับแร่/น้ำ, ค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนถึงความจุและเมตริกตามที่ออกแบบไว้.

Deliverable:โรงงานที่เริ่มการใช้งานพร้อมอาหาร.

4. การดำเนินงาน & การบำรุงรักษา

วัตถุประสงค์:การดำเนินงานที่ปลอดภัย มั่นคง มีประสิทธิภาพ และมีต้นทุนต่ำ.

กิจกรรมหลัก:

• การขุดแร่ & การขนส่ง:
  • การเจาะ & การระเบิด:การแตกหักของหินเพื่อการขุดเจาะ.
  • การโหลด & การขนส่ง:การขนส่งแร่ไปยังโรงงานผ่านรถขุด/รถบรรทุก.
• การผลิต: ดำเนินการบด การบดละเอียด การแยก การทำให้ข้น และการกรองตามที่ออกแบบไว้ ควบคุมพารามิเตอร์หลัก (ขนาดการบด ปริมาณสารเคมี เวลาฟลอทติ้ง ความหนาแน่นของสารทำให้ข้น).
• การบำรุงรักษา: การตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอ การบำรุงรักษา และการเปลี่ยนชิ้นส่วนเพื่อลดเวลาที่ไม่สามารถทำการผลิตได้.
• การควบคุมคุณภาพ: ทดสอบฟีด ระหว่างกลาง และเข้มข้น; ปรับกระบวนการให้ตรงตามข้อกำหนด. การจัดการความปลอดภัย: Implement protocols, training, PPE, and emergency response systems.

Deliverable:บรรลุเป้าหมายการผลิต.

5. การขาย & โลจิสติกส์

วัตถุประสงค์:การแปลงค่าใช้จ่ายที่รวดเร็ว ปลอดภัย และต้นทุนต่ำ.

กิจกรรมหลัก:

• การประเมินคุณภาพ:การเก็บตัวอย่าง/เตรียม/ประเมินร่วมเพื่อกำหนดเกรดสุดท้ายสำหรับการชำระเงิน.
• ข้อตกลงการขาย:สัญญาระยะยาวตามราคาตลาด.
• การขนส่งเข้มข้น:จัดส่งทางรถบรรทุก/รถไฟ/ทะเลพร้อมมาตรการป้องกันเพื่อรักษาคุณภาพ.

Deliverable:Revenue realization.

6. Tailings Management & ESG

วัตถุประสงค์:Integrate safety, environmental responsibility, and social compliance.

กิจกรรมหลัก:

• Tailings Discharge:Tailings generated during production are transported via pipelines or other means to the Tailings Storage Facility (TSF) for storage.
• TSF Management:Continuously monitor dam stability, seepage, and water quality; simultaneously implement necessary environmental protection measures such as installing impermeable liners and constructing wastewater treatment facilities to prevent pollution.
• การใช้ประโยชน์จากกากแร่รวม:ดำเนินการรีไซเคิลหรือใช้กากแร่ในลักษณะรวมเพื่อฟื้นฟูองค์ประกอบที่มีค่า หรือใช้เป็นวัสดุก่อสร้าง สำหรับการเติมดินในพื้นที่ที่ทำการขุดค้นออกไป เป็นต้น เพื่อลดการสะสมกากแร่ ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และเพิ่มการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรสูงสุด.
• การฟื้นฟูเชิงนิเวศ:เมื่อถึงความสามารถในการออกแบบ ให้ปิดและฟื้นฟูความเป็นเชิงนิเวศของ TSF ผ่านการฟื้นฟูพืชพรรณและการฟื้นฟูรูปทรงของผืนดิน.

กระบวนการแยกทองทั่วไป

การเลือกกระบวนการขึ้นอยู่กับประเภทแร่ ขนาดการปลดปล่อย แร่ธาตุ และเศรษฐศาสตร์ เส้นทางหลักประกอบด้วย การแยกด้วยแรงโน้มถ่วง การลอยตัว การไซยาไนเดชัน และกระบวนการรวมกัน.

การแยกด้วยแรงโน้มถ่วง

ความสามารถในการใช้งาน:เหมาะสำหรับการฝากตัวและแร่แข็งที่มีทองคำที่ปลดปล่อยออกมาอย่างหยาบ จำเป็นต้องมีอนุภาคหยาบ ความแตกต่างของความหนาแน่นที่สำคัญ และปริมาณดินเหนียวต่ำ (เช่น, การฝากตัวจากแม่น้ำ การฝากตัวจากน้ำแข็ง).

หลักการ:ใช้ประโยชน์จากความหนาแน่นสูงของทองคำ (~19.3 g/cm³) เทียบกับแร่หาง การแยกเกิดขึ้นผ่านพลศาสตร์ของของไหล/แรงเหวี่ยงในเครื่องแยกแรงโน้มถ่วง.

Typical Flow:

• 1.การบดและคัดกรองขั้นต้น (กำจัดหินเสีย)
• 2.การเข้มข้นด้วยแรงโน้มถ่วง (ช่องเกลียว / จิ๊ก / โต๊ะสั่น)
• 3.การปรับปรุงและทำให้เข้มข้นของแร่ → แร่ทองคำเกรดสูง.
• 4.กากแร่: นำกลับมาใช้ใหม่หรือลงไปยังการลอยตัว/ไซยานิเดชัน.

ข้อดี:ต้นทุนต่ำ, ง่าย, ไม่มีสารเคมี, การกู้คืนโดยตรง: 85%-90%.

ข้อเสีย:การกู้คืนทองคำที่ละเอียดในระดับต่ำ; ประสิทธิภาพจำกัดสำหรับทองคำที่มีดินเหนียวมากหรือติดอยู่ในเนื้อแร่.

การลอยตัว

ความสามารถในการใช้งาน:วิธีหลักสำหรับทองคำในรูปกลาง/ละเอียดและทองคำที่เกี่ยวข้องกับซัลไฟด์ (ไพไรต์, ชัลโคไพrite, สฟาเลอไรต์). ใช้ในโครงการทองคำทั่วโลกประมาณ 20% สำหรับแร่ที่เป็นลวดหรือแร่ที่ซับซ้อน.

หลักการ:แสวงหาความแตกต่างในความไม่ชอบน้ำของพื้นผิว ตัวแทน (สารเก็บสะสม/ฟอง) ทำให้ทองคำ/ซัลไฟด์มีความไม่ชอบน้ำ ทำให้ติดกับฟองอากาศสำหรับการฟื้นฟูฟองน้ำ

Typical Flow:

• 1.การบดและการกวน (เพื่อ -200 เมช, 60%-80% ผ่าน).
• 2.การขัด: เพิ่มสารเก็บตัว/ฟองอากาศ; ผลิตขนาดรวม.
• 3.การทำความสะอาด: ปรับปรุงเกรดของขนาดรวม.
• 4.การกู้คืน: รักษาทองคำที่เหลือจากกาก. 5.ขนาดรวม: การหลอมโดยตรงหรือการไซยาไนเดชัน.

ข้อดี:มีประสิทธิภาพสำหรับทองคำที่ละเอียด/ถูกห่อหุ้ม.

ข้อเสีย:ซับซ้อน; ต้องการสารเคมี; ต้นทุนการดำเนินงานที่สูงขึ้นและการควบคุมสิ่งแวดล้อม.

ไซยาไนเดชัน

ความสามารถในการใช้งาน:กระบวนการสกัดทองที่โดดเด่นทั่วโลก (>90% ของทองคำ). เหมาะสำหรับแร่ส่วนใหญ่ รวมถึงออกไซด์เกรดต่ำ ทองคำละเอียด และขนาดรวมการลอยตัว.

หลักการ:ทองละลายในสารละลายไซยาไนด์อัลคาไลน์形成 [Au(CN)2]- คอมเพล็กซ์. ฟื้นฟูกลับผ่านการดูดซึมคาร์บอน (CIP/CIL) หรือการตกตะกอนของสังกะสี.

Typical Flow:

• 1.การบดและการกลั่น (ให้ได้ขนาด -200 เมช, 80%-90% ผ่าน).
• 2.การลอกไซยาไนด์ (CIL/CIP): ทองละลายเข้าสู่สารละลาย.
• 3.การดูดซึม/การล้าง: คาร์บอนที่กระตุ้นดูดซับคอมเพล็กซ์ทอง; ล้างเอาไว้และแยกไฟฟ้าเพื่อให้ได้โคลนทอง.
• 4.การหลอม → ทองบริสุทธิ์สูง.

ข้อดี:เทคโนโลยีที่พัฒนาอย่างเต็มที่; อัตราการฟื้นฟูสูง (90%-97%); การใช้งานที่หลากหลาย.

ข้อเสีย:ไซยาไนด์ที่เป็นพิษ (ควบคุมสิ่งแวดล้อมอย่างเข้มงวด); ต้องการการเตรียมก่อนสำหรับแร่ที่มีคาร์บอน/อาร์เซนิก (การคั่ว/POX).

Heap Leaching (Cyanide Heap Leach Mining)

ความสามารถในการใช้งาน:แร่ออกไซด์เกรดต่ำ (โดยปกติ 0.5-1.5g/t) ที่มีทองคำที่สามารถกลั่นได้ ต้องการความสามารถในการซึมผ่านที่ดี (ดินเหนียวต่ำ) เป้าหมาย: ROM เกรดต่ำ, หินกาก, กากของเก่า.

หลักการ:การออกแบบการกัดกร่อนแบบกอง 10000 ตันสำหรับทองคำ สารละลาย NaCN เจือจางจะไหลผ่านแร่ที่ตั้งกอง ทองคำจะละลายในสารละลายผ่านปฏิกิริยา: 4Au + 8NaCN + O2+ 2H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH สารละลายที่มีทองคำจะถูกเก็บรวบรวม; ทองคำจะถูกกู้คืนผ่านการดูดซับด้วยคาร์บอน → การล้าง/การถลุงไฟฟ้า.

ข้อดี:ใช้ทุน CAPEX/OPEX ต่ำ, พลังงานต่ำ; ประมวลผลเกรดขอบ; ยืดหยุ่น/สามารถปรับขนาดได้.

ข้อเสีย:การฟื้นฟูกลับต่ำ (60%-85%); วัฏจักรยาว (สัปดาห์/เดือน); กระแสเงินสดช้า; อ่อนไหวต่อสภาพภูมิอากาศ (เย็น/ฝน); ความสามารถในการซึมผ่านที่สำคัญ; ความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม.

การรับรู้มูลค่าหลังการปรับปรุง

การเพิ่มมูลค่าทรัพยากรโดยการอัปเกรดแร่ที่มีคุณภาพต่ำให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูง รุ่นธุรกิจทั่วไป:

การขายทองคำเข้มข้น:การขายตรงให้กับโรงหลอม วัฏจักรเงินสดสั้น; หลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากการหลอม (เหมาะสำหรับสตาร์ทอัพที่มีข้อจำกัดด้านทุน).

การขายทองคำโดเร/แท่งทอง:การหลอม/การกลั่นในสถานที่ → ขายแท่งมาตรฐาน เพิ่มอัตรากำไรให้สูงสุด; การควบคุมราคาที่แข็งแกร่งกว่า.

การแปรรูปแบบคลาย: ส่งแร่/โดเรไปยังโรงหลอมเพื่อการกลั่น (จ่ายค่าธรรมเนียม); รักษาสิทธิความเป็นเจ้าของและความยืดหยุ่นทางการตลาด.