Mittaaminen kaivosvesien hallinnan perustana. Esko Juuso Säätötekniikan laboratorio Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto

Transkriptio

1 Mittaaminen kaivosvesien hallinnan perustana Esko Juuso Säätötekniikan laboratorio Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto

2 Sisältö Kaivoksen yksikköprosessit Kaivosvesien hallinta Ympäristöluvat Viranomaiset Mittaukset (prosessi + ympäristö) Laboratorio Jatkuvatoimiset Kaivosalue: sää, lumi, vesistöennusteet Mittaustietojen yhdistäminen Monitorointikonsepti Yhteenveto

3 Kaivoksen yksikköprosessit Louhinta Mekaaninen Murskaus Agglomerointi Kemia Jauhatus Kasaus Vaiheittainen vaahdotus Biokasaliuotus Bio Kuivaus Rikasteen talteenotto Reaktorit - vaiheittainen metallien talteenotto Kemia Vesi Rikastushiekat Selkeytys Kipsisakka Kierto Purku

4 Kaivosvesien hallinta Kaivosvedet Prosessivedet kaivos ja rikastamo Jätevedet kaivos, jauhatus jätteiden varastointi valuma, vuoto vesien käsittelyn purkuvedet Suotovedet sade, sulaminen Käsittely ja kierrätys Kemikaalit pois talteenottoa haittaavat ympäristölle haitalliset Rikastushiekka (=kivimurska + kemikaalit) ja muu kiintoaine Räjähdeaineista peräisin olevaa typpeä sekä kiintoainetta

5 Kaivannaisteollisuuden nestemittausten state-of-the-art selvitystyö nestemittausten ja monitorointiratkaisujen nykytilanne sekä tulevaisuuden kehitystarpeet kaivosten vastuuhenkilöiden haastattelu pääpaino kaivosten ympäristövesissä ja niiden online-mittauksissa ympäristöluvat: vedenvirtaama, eräiden raskasmetallien pitoisuudet, kiintoainemäärät ja ph Metal Month average mg/l Individual sample mg/l As < 0,4 1,0 < 1,0 1,7 Cu < 0,2 0,3 0,5 < 0,6 1,0 Ni < 0,3* 0,5 < 1,0 1,5 Zn < 1,0 1,5 < 2,0 Sb < 0,5 < 0,8 * Determined as a mean quarter a year or as a targeted value

6 Mittaukset Rikastus virtaus (vesi, liete ja kemikaalit), ph, tiheys, redox, määrä, massa, lämpötila, pinnankorkeus, annos, ilmamäärä, paine, kaasuvirtaama, taso, sijainti, nopeus ja johtavuus, metallien pitoisuuksia, kiintoainemäärään liittyviä mittauksia Ympäristö vesimäärät, pinnankorkeudet, kiintoaine, virtaus, lämpötilat, kiintoainepitoisuudet, metallipitoisuudet, ilmanlaatu, ph-arvot ja sähkönjohtavuudet pölymittaukset sammaltutkimuksia Huom! Kunkin kaivoksen prosessit on suunniteltu rikastamaan aina tiettyjä malmeja.

7 Laboratoriomittaukset Yleensä hyvinkin tarkkoja Näytteenotto Tiedon vanhentuminen Ympäristömittaukset: vesistöihin laskettavia jätevesiä täytyy tarkkailla säännöllisesti. tarkkailutiheys ja -paikat

8 Esimerkki

9 Jatkuvatoimiset mittaukset Jatkuva ja reaaliaikainen Ongelmat luotettavuus käytettävyys nopeus kustannukset Prosessimittaukset Kunnonvalvonta (koneet ja prosessilaitteet) Vaihtelevat prosessi- ja ilmasto-olosuhteet!

10

11

12 Sääennusteet

13 Vesistöennusteet Paikkatieto 2D 3D

14 Intelligent analysers Control High-level control & diagnostics weighting of stragies, switching, cascade control, plant-wide control, expertise On-line modelling - identification Adaptation adaptation mechanisms, gain scheduling, scaling Performance analysis Measurement technology Intelligent analyser Intelligent (Software analyser Intelligent sensor) (Software analyser sensor) (Software sensor) Control Decision Control making Decision Control making Decision making

15 Kaivosvesien hallinta Riskianalyysi High-level control & diagnostics weighting of stragies, switching, cascade control, plant-wide control, expertise Mallinnus On-line modelling - identification Mittaukset Adaptation adaptation mechanisms, gain scheduling, scaling Performance analysis Ympäristömittaukset Avoin data Measurement technology Mallinnus Intelligent analyser Intelligent analyser Intelligent (Software analyser sensor) (Software sensor) (Software sensor) Control Control Decision Control making Decision making Decision making Prosessi Prosessien ja ilmiöiden ymmärtäminen Mittaustietojen yhdistäminen kansainväliset markkinat

16 MMEA Mining monitoring concepts

17 Raportteja Kalle Oiva, Markus Sarja, Jouni Tornberg & Pekka Kess, Mittaaminen metallimalmikaivoksissa mittaamisen taloudellinen merkitys, Oulun yliopisto, Tuotantotalouden osasto, Sami Karlsson, Kaivannaisteollisuuden nestemittausten stateof-art selvitystyö, Prometec Solutions, Aapo Keskimölö et al., Mining monitoring concept - Feasibility study, University of Oulu, Control Engineering Laboratory, 2013.

18 Yhteenveto Yksikköprosessit Prosessimittaukset reaaliaikaista tietoa Ympäristölupa Näytteenotto Laboratorioanalyysit Reaaliaikaisten mittausten lisääminen Mittaustiedon yhdistäminen Monitorointi Avoin data Kansalaishavainnot Ympäristö Kaivosalue Kaivosprosessit