RIKASTUSTEKNIIKAN EDISTYSASKELIA JA KOKEMUKSIA Pertti Koivistoinen Täysmetallijauhatuksesta täysautogeenihienonnukseen

Transkriptio

1 RIKASTUSTEKNIIKAN EDISTYSASKELIA JA KOKEMUKSIA Pertti Koivistoinen Täysmetallijauhatuksesta täysautogeenihienonnukseen

2 RIKASTUSTEKNIIKAN EDISTYSASKELIA JA KOKEMUKSIA Pertti Koivistoisen henkilökohtaisia kokemuksia ja käsityksiä. Melkoista osaa käsityksistäni pidän kyllä itse edistysaskeleina!

3 RIKASTUSTEKNIIKAN EDISTYSASKELIA JA KOKEMUKSIA 2 TIETOLÄHTEET : OPISKELU, OPERATIIVISET TYÖPAIKAT ASIANTUNTIJATEHTÄVÄT TYÖMATKAT KONGRESSIT VTT/GTK:n pilot-rikastamo

4 VTT/GTK:N LABORATORIO OUTOKUMPU LUOTETTAVIN TUNTEMANI PILOT-RIKASTAMO TÄYDELLISIÄ, LÄHES TEOLLISIA RIKASTAMOITA ERILAISIA HIENONNUSKYTKENTÖJÄ ERILAISIA RIKASTUSKYTKENTÖJÄ AMMATTITAITOINEN HENKILÖSTÖ HOMOGENISOINTIVARASTO

5

6 OPISKELU/KOULUTUS HELSINGIN TKK Prof Risto Tapani Hukki , mineraalitekniikan professori MIT, D.Sc 1943, prof Gaudin Hienonnus, autogeenijauhatus, ylikriittinen AG-jauhatus

7 R T Hukki: A proposal for a Solomonic Settlement between the Theories of von Rittinger, Kick and Bond. Trans.A.I.M.E. ( 1961 ) 220,

8 PERUSMYLLY Perusmylly, Base Mill Unit BMU = L x D 2,5

9 PERUSMYLLY 2 PERUSMYLLY BMU on: Yhteinen tilavuusyksikkö kaikenmuotoisten myllyjen jauhatustekniselle tilavuudelle Apuväline myllyjen ja jauhatuspiirien mitoitukselle Apuväline myllyjen ja malmien vertailussa

10 Määritteitä Puhutaanko jauhatuksesta vai hienonnuksesta? Mitä on autogeenijauhatus? Mitä on kriittinen materiaalijae Non competent for autogenous grinding

11 Määritteitä 1 Puhutaanko jauhatuksesta vai hienonnuksesta? Mitä on autogeenijauhatus? Mitä on kriittinen materiaalijae Non competent for autogenous grinding

12 TARAN HIENONNUSKUSTANNUKSET KIINTEÄ KALLIO VAAHDOTUSKONE COMMINUTION COSTS, TARA IR /t % % % % JAUHATUS MURSKAUS Hienomurskaus (25 ) Karkeamurskaus (29 ) Louhinta" 50 Comminution 100 Kaivos (osasto ) Rikastamo 64 36

13 Määritteitä 2 Puhutaanko jauhatuksesta vai hienonnuksesta? Mitä on autogeenijauhatus? Mitä on kriittinen materiaalijae Non competent for autogenous grinding

14 Angloamerikkalainen AG-määritelmä TIETEELLINEN MÄÄRITTELY Määritellään myllyt, ei jauhatusta Mylly on autogeeninen, kun sen tarvitsemat jauhinkappaleet sisältyvät myllyn syötteeseen. Skandinaavinen RM-PM-jauhatus ei ole angloamerikkalaisille autogeenijauhatusta lainkaan! Ruotsissa autogen kvarn ja stenmalning kvarn

15 Kustannuspohjainen AG-määrittely Kun jauhinkappaleet saadaan malmiesiintymästä eli niitä ei tarvitse ostaa, kyse on AGjauhatuksesta ja AG-myllyistä, Kyse on semiautogeenisesta jauhatuksesta ( sag -jauhatuksesta ), kun jauhatuspiirissä on sekä metallikappalemyllyjä että AG-myllyjä tai ainakin piirin yhdessä myllyssä käytetään sekä kuulia että malmipaloja

16 AG/SAG-määrittely SAG-jauhatus on semiautogeenisen jauhatuksen rajatapaus Käytännössä SAG-jauhatus on karkeasyötteen kaksivaiheinen kuulajauhatus

17 ALKUPERÄINEN SAG ( SAG-BM )

18 SABC

19 Määritteitä 3 Puhutaanko jauhatuksesta vai hienonnuksesta? Mitä on autogeenijauhatus? Mitä on kriittinen materiaalijae Non competent for autogenous grinding

20 Anglo-amerikkalainen kriittinen materiaali Epämääräinen käsite Yleensä se vain todetaan verbaalisesti Oikeastaan ainoa numeerinen info on palaporttien koko, joka on käytännössä sama kaikissa SAG-myllyissä eli 2½ tuumaa ( = 64 mm )!

21 Kriittinen materiaali Pertti Koivistoinen Myllyssä olevat kivenkappaleet, jotka ovat niin pieniä, että ne eivät enää toimi tehokkaina jauhinkappaleina tässä myllyssä, mutta samalla ne ovat niin isoja, kovia ja/tai sitkeitä, että niiden loppuuunhienontaminen voi tapahtua vain hiertämällä. Myllyyn kumuloituva kriittinen materiaalijae -- lisää energiankulutusta ja liejuntuottoa -- syö myllyn aktiivista jauhatustilavuutta

22 Kriittinen materiaali 2 Pertti Koivistoinen Kriittisellä materiaalijakeella on ylärajaraekoko alarajaraekoko määrä Ja ne ovat malmikohtaisia

23 KRIITTINEN MATERIAALI ESIMERKKEJÄ Tavanomaiset sulfidimalmit Yläraja mm Alaraja mm Määrä 25% +/ 15% Serpentiniittiset Ni-malmit Yläraja mm Alaraja 4 10 mm Määrä 35% +/ 15%

24 Kriittinen materiaali 3 Pertti Koivistoinen Kriittinen materiaali pitää ottaa ulos ( primääri)myllystä ja hienontaa se murskaamalla ei-kriittiseksi. Murskaaminen on tehokkaampi hienonnustapa kriittisen materiaalin raekoossa kuin jauhatus! à Ei isoja kuulia, vaan riittävän isot palaportit ja riittävä murskauspiiri! ( SAG- SUUNNITTELU : SOME CRUSHING! )

25 Kriittinen materiaali ( Pyhäsalmi )

26

27 Määritteitä 4 Puhutaanko jauhatuksesta vai hienonnuksesta? Mitä on autogeenijauhatus? Mitä on kriittinen materiaalijae Non competent for autogenous grinding

28 Non competent ja autogeenijauhatus Anglo-amerikkalainen käsitys: Valtaosin metallimalmit ovat non competent Käsitys perustuu väärään tulkintaan Pertti Koivistoisen väite: Valtaosa malmeista on täysin competentteja!

29 HIGHLAND VALLEY, KANADA VALLEY COPPER-RIKASTAMO 3 X SAG-BM- JA 2 X ABC- LINJAA RINNAKKAIN

30 ABC

31 HIGHLAND VALLEY, KANADA VALLEY COPPER-RIKASTAMO 3 X SAG-BM- JA 2 X ABC- LINJAA RINNAKKAIN ABC-LINJAT PRIMÄÄRIMYLLYT OVAT JAUHANEET VUOSIKYMMENIÄ ILMAN KUULIA NIIDEN PALAPORTEISTA TULEE LUOKKAA 30 % PALAKANDIDAATTEJA

32 VALLEY COPPER ABC-LINJA

33 Hitura story v murskaus, 2 kasaa, 1-v AG à katastrofi ; non competent! 1 v semiautogeenijauhatus 1 v BM Isot kuulat Isot kuulat ja pieniä kuulia 1- v RM RM BM RM BM BM

34 HITURA-PÄÄTELMÄ 1973 Pertti Koivistoinen EI ENÄÄ KOSKAAN EIKÄ MISSÄÄN AUTOGEENI- JAUHATUSTA!!!

35 Island Copper-story ( 1982 ) 1-v murskaus, 2 kasaa, 1-v AG Hitura-ongelmat! à non competent ore 1 v SAG SAG BM à SAG-jauhatus syntyi?

36 Hitura-story 2 VTT PILOT 1994; HITURA ORE FINENESS Wi ENERGY CONSUMPTION Primary Mill Final Product Prim. Mill % - 0,074 mm % - 0,005 mm % - 0,074 mm % - 0,005 mm kwh/ t kwh/t Total kwh/ t kwh/t new -0,074 mm RM-BM 23,4 26,0 7,0 7,4 55,6 78,4 15,7 18,6 9,7 10,2 3,4 4,1 7,1 11,2 13,3 14,8 1-st BM 23,7 37,3 7,6 10,4 61,1 82,1 15,8 19,4 13,5 14,9 10,6 17,3 17,8 21,4 SAG-BM 38,1 9,5 70,2 26,8 14,8 6,6 13,8 19,9 OG 25,9 32,8 6,6 9,0 65,8 79,6 18,9 25,3 10,3 9,6 * 3,8 ** 4,6 8,4 10,6 13,0 13,5 * The mill 1,6 kwh/t, the crusher 2,2 kwh/t ** The mill 2,2 kwh/t, the crusher 2,4 kwh/t

37 HITURA JA ISLAND COPPER MOLEMPIEN MALMIT JULISTETTIIN NON COMPETENT EIKSI àisland COPPER VALITSI KARKEA- MURSKAUKSEN JA KUULAT ELI SAG - TIEN àhitura VALITSI HIENOMURSKAUKSEN JA TANKO KUULAJAUHATUKSEN VTT-KOE: HITURA EI NON COMPETENT! ENTÄS ISLAND COPPER?!!!

38 Pyhäsalmi-story ( 1974 ) 1 RM 2 BM, HIENOMURSKAUS, 1962 KUULIA 1,7 kg/t JA TANKOJA 0,9 kg/t 1 RM 2 PM, HIENOMURSKAUS + PALAT TANKOKUSTANNUS YHÄ HARMITTI àneljännen MYLLYN OSTO TUTKIMUS- TYÖKALUKSI

39 PYHÄSALMEN MYLLYT

40 OLD FASHIONED TWO STAGE AG

41 Pyhäsalmi-story 2 LOHKAREJAUHATUSKOE LOHKAREJAUHATUS TOIMI, MUTTA OIKUTELLEN (; KAPASITEETIN AALTOILU, YLITÄYTTYMINEN ) SILTI PÄÄTÖS: 2 LM 2 PM à VUOSIKAPASITEETTI VAJAA! à 2 LM 2 PM / 1 RM 1 LM 2 PM,

42 PYHÄSALMI STORY KEHITÄ AUTOGEENIJAUHATUS TOIMIMAAN MYÖS PRIMÄÄRIVAIHEESSA! KRIITTISTÄ MATERIAALIA EPÄILTIIN ( TUNTEMATTA MITÄ SE ON! ) ALOITETTIIN PALAPORTTIKOKEET

43 PYHÄSALMEN MYLLYT

44 PALAPORTTIKOKEET YKSI PORTTI PER LEVY, 70 X 70 MM YKSI PORTTI PER LEVY, 70 X120 MM KAKSI PORTTIA PER LEVY KOLME PORTTIA PER LEVY à( UHKA)ROHKEA PÄÄTÖS: VAIN YKSI LOHKAREMYLLY! TÄYSAUTOGEENINEN AJO

45 Pyhäsalmen arinalevy

46 PYHÄSALMI Palaporttien koon vaikutus Arina-aukot Kapasiteetti Jauhatus energia ( per mylly ) ( prim. mylly ) ( totaali ) 15 x 30 mm 38 t/h 9 kwh/t x 120 mm 110 t/h 3,3 kwh/t x 160 mm > 170 t/h 2,5 kwh/t RM BM 110 t/h 5 kwh/t 12-13

47 AG-HOMMAN JUJU PITÄÄ ELIMINOIDA KRIITTINEN MATERIAALI PITÄÄ TEHDÄ SE TOTAALISESTI JA YHDELLÄ TAVALLA, JOKA ON MURSKAUS SEKÄ MYLLYN JÄLKEEN PITÄÄ JAKAA JAUHATUSENERGIA MALMIN MUKAISESTI ( KRIITTINEN MATERIAALI ) àmyllysuhde ( BMU ): % / % PRIMÄÄRIVAIHE TUOTTAMAAN PUMPATTAVA LIETE PÄÄJAUHATUS SEKUNDAARIVAIHEESSA

48 OG = OUTOGENIUS ( OUTOKUMPU AUTOGENOUS )

49 FORRESTANIA STORY OK:N NIKKELIKAIVOS AUSTRALIASSA VALITSI OG:N ILMAN KOEAJOJA! PILOT-AJO VTT:LLÄ, MUTTA VASTA KÄYNTIINLÄHDÖN JÄLKEEN

50 VTT pilot 1995; Forrestania Lump mill kwh/t Pebble mill kwh/t Mills kwh/t Crusher kwh/t Fineness % -0,074 mm RM-BM 4,3 10,4 14,7 ( 1,1 ) 79,1 OG run 1 3,0 10,1 13,1 3,1 82,2 OG run 2 3,1 10,6 13,7 3,4 83,4 OG run 3 2,4 10,8 13,2 3,7 69,3 OG, average Forresta nia 2,8 10,5 13,3 3,4 78,3 3,0 10,4 13,4 0,25 73,6

51 FORRESTANIA VTT pilot 1995 Pilot 95 / Cosmic Boy Ore of Forrestania 85 Ni-Recovery vs. Grade One linear regression One polynomial regression Ni-Recovery% OG RM+BM Ni-% in Concentrate Difference in the Net Smelter Return: 2.25 USD/t of ore

52 Zaldivar Story Porfyyrikuparimalmiesiintymä, Chile Outokumpu Oy omisti sen useita vuosia Perussuunnitelmana perinteinen jauhatus/vaahdotusrikastamo Päädyttiin suoraliuotukseen avokasassa

53 VTT PILOT 1999, ZALDIVAR PORPHYRE Cu-ORE Energy consumption Circuit P 80 mm SAG- BM Energy Consumption kwh/t Energy for new mm product kwh/t 0,127 12,4 19,5 OG 0,118 11,5 17,5

54 VTT pilot 1999; Zaldivar porhyre copper ore Feed Rougher concentrate 2nd cleaner concentrate Grinding method Grade Cu % Grade Cu % Cu-Recov. % Grade Cu % Cu-Recov. % OG 4,03 31,1 91,0 36,9 90,6 SAG-BM 4,04 30,0 91,0 35,3 90,0 The economical value of the improved flotation circuit performance from OG grinding is about $1.0 US/tonne as Net Smelter Return.

55 Jauhatuskustannukset ja jauhinmetalli

56 Täysmetallijauhatuksesta täysautogeenihienonnukseen Hiturassa onnistuin tekemään juuri päinvastoin!!! -- VTT:n pilot-koeajo osoitti AG:n mahdolliseksi, kun AG tehdään oikein eli OG-konseptia käyttäen ( = kriittisen materiaalin täydellinen eliminointi ) Pyhäsalmella sain RM-BM-konseptilla aloittaneen jauhimon toimimaan täysautogeenisesti Tarjosin koko maailmalle SAGkonseptia paremman ratkaisun eli OG:n

57 SUOSITUS UUDEN JAUHIMON SUUNNITTELIJALLE HUOMIOI KOKO HIENONNUSKETJU OTA SELVÄÄ MALMISI KRIITTISESTÄ MATERIAALISTA MITTAA TAI ARVIOI NUMEERISESTI MALMISI KRIITTISEN MATERIAALIN YLÄRAJARAEKOKO ALARAJARAEKOKO MÄÄRÄ SUUNNITTELE JA MITOITA HIENONNUSLAITTEISTO EM PARAMETRIEN MUKAAN HUOMIOI LIETEKEMIA! KÄYTÄ TYÖSSÄ PERUSMYLLY-YKSIKKÖJÄ

58 Jauhatuskustannukset ja jauhinmetalli

59 FORRESTANIA VTT pilot 1995 Pilot 95 / Cosmic Boy Ore of Forrestania 85 Ni-Recovery vs. Grade One linear regression One polynomial regression Ni-Recovery% OG RM+BM Ni-% in Concentrate Difference in the Net Smelter Return: 2.25 USD/t of ore

60 KIITOKSIA!

61