Eri jätejakeiden hyödyntämismahdollisuudet kaivostäytössä Pyhäsalmen kaivoksella

Transkriptio

1 Eri jätejakeiden hyödyntämismahdollisuudet kaivostäytössä Pyhäsalmen kaivoksella Uusiomateriaalit hyötykäyttöön Savo-Karjalan Uuma-hankkeen seminaari Timo Pekkala, research metallurgist, PMO Agenda :n yleisesittely Yleistä kaivostäytöstä Kaivostäyttö Pyhäsalmen kaivoksella Kovettuvan kaivostäytön kehitystyö 2009-> Tulevaisuuden näkymät 1

2 Pyhäsalmen kaivos - Massiivinen Cu-Zn-malmi, vuosituotanto 1.4 Mt (2011) - Tuotanto alkoi Tuotantotasot m maanpinnan alapuolella - Työllistää n. 220 henkilöä ja n. 50 urakoitsijaa - Inmet Miningin omistuksessa vuodesta Inmet Mining on kanadalainen monikansallinen kaivosyhtiö Yleistä kaivostäytöstä Maanalaisessa louhinnassa syntyvät tilat täytetään usein kaivostäytteellä Täyttömenetelmiä ovat mm. hydraulinen täyttö, pastatäyttö ja kivitäyttö sekä niiden yhdistelmät Taulukko. Täytetyyppien erot (Hassani et al. 1998) 2

3 Kaivostäyttö Pyhäsalmen kaivoksella Pyhäsalmen kaivoksessa vaakajännitykset ovat korkeita ja louhintamenetelmänä on pengerlouhinta Louhokset on täytettävä kovettuvalla materiaalilla Onnistunut kaivostäyttö ehdoton edellytys tuotannolle Tällä hetkellä täyttökapasiteetti on riittävä Tulevaisuudessa kovettuvan täytön tarve kasvaa Yhä suurempi osa rikastushiekka-altaille menevästä voidaan käyttää kaivostäytössä Kaivostäyttö Pyhäsalmen kaivoksella Pyhäsalmen kaivoksella käytetään kovettuvaa hydraulista täyttöä yhdistettynä sivukivitäyttöön Kovettuvan hydraulisen täytteen valmistuksessa käytetään: Rikastushiekkaa runkomateriaalina ~ n t/v Jauhettua masuunikuonaa ja lentotuhkaa sideaineena (yht. 150 kg/täyttökuutio) ~ t/v kuonaa, ~ t/a lentotuhkaa Kalkkia aktivaattorina (8 % kuonan määrästä) Tuhkan määrää aiotaan tulevaisuudessa kasvattaa Sivukivi saadaan pääosin avolouhinnasta 3

4 Kaivostäyttö Pyhäsalmen kaivoksella Tyhjää tilaa syntyy nykyisellä 1,4 Mt/a tuotannolla n m 3 /a Tilasta täytetään: 25 % kovettuvalla 75 % raakulla Lujuusvaatimus 2 MPa 2 kk:n kovettumisen jälkeen (koekappaleilla) Tärkeimmät ominaisuudet ovat vedenläpäisevyys ja puristuslujuus Kaivostäyttö Pyhäsalmen kaivoksella Materiaalitase Rikastushiekan raekokojakauma 17 t/h SS3SV SC1-165 t/h 10SV 27 t/h JAUHATUS CuV ZnV 10 t/h Rikastushiekka-altaille 165 t/h 152 t/h t/h %-syötteestä 2 t/h SYÖTE 165 t/h % CuR 6 t/h 3.5 % 135 t/h ZnR 7 t/h 4.5 % SR 98 t/h 59.6 % 27 t/h KT 25 t/h 14.9 % SV KT Jäte 29 t/h 17.5 % Kaivostäyttö CuR ZnR 6 t/h 7 t/h Ka-virtaus 25 t/h SR1 SR2 Virtaus 28 m3/h 48 t/h 51 t/h Vesi 20 m3/h Lietetiheys 55 % s/w 4

5 Kovettuvan kaivostäytön kehitystyö Luotettavan laboratoriokoemenetelmän kehittäminen Kaivostäyttömateriaalien ja täyttölietteen ominaisuuksien vaikutus kaivostäytön lujuuteen Täyttölietteen määrän lisääminen Kustannustehokkuuden parantaminen Prosessinkehitys em. tutkimusten perusteella Koemenetelmän kehitystyö Tavoitteena oli kehittää tarkoituksenmukainen ja toistettava testimenetelmä koekappaleille Testimenetelmä Valumuottina Pringles-tuubi Puristuslujuus mitataan ruuvi- tai hydraulisella puristimella Rinnakkaiskappale ja referenssikoe kaivoksen nykyisellä täyttöreseptillä tehdään joka sarjalle Testimenetelmä on osoittautunut käyttökelpoiseksi 5

6 Koemenetelmän kehitystyö Kaiken jätteen käyttö In situ-kokeet 6

7 Sideaineiden määrän ja laadun vaikutus kaivostäytön lujuuteen sarja 1 Uniaxial compressive strength [MPa] R² = Slag [kg/filled m^3] Koemateriaalina rikastushiekka-altaan rikastushiekka Kolme sideainemäärää Tuhka/kuona-suhteet: 0, 15, 25 and 35 p-% lentotuhkaa 10 koepistettä Puristuslujuus vs. kuonapitoisuus 28 vrk:n kovettumisen jälkeen. Lentotuhkan osuutta ei ole huomioitu. Kuonan määrän ja lujuuden riippuvuus on lineaarinen Lujuus ei riipu lentotuhkan määrästä Sideaineiden määrän ja laadun vaikutus kaivostäytön lujuuteen sarja 2 Uniaxial compressive strength [MPa] R² = R² = R² = R² = R² = Curing time [d] Puristuslujuus vs. kovettumisaika eri sideainepitoisuuksilla 120/0 120/15 150/0 150/15 150/25 Koemateriaalina luokiteltu prosessijäte Kaksi sideainemäärää Kaksi Tuhka/kuonasuhdetta 5 koepistettä, Kahden kuukauden lujittumisen jälkeen kehitys hidastuu Lentotuhkan lisäys parantaa lujuuksia Tulokset ristiriitaisia verrattuna sarjaan 1 7

8 Sideaineiden määrän ja laadun vaikutus kaivostäytön lujuuteen-sarja 3 Tässä jatkotutkimuksessa jatkettiin sideainemäärien optimointia sekä arvioitiin tuhkan laatuvaihtelua Pohjautui Savo-Karjalan UUMa-projektin ohella tehtyihin tutkimuksiin usean eri lämpölaitoksen tuhkilla sekä Yaran kipsillä Runkomateriaalina luokiteltu jäte ja lentotuhkana Kuopion Energian lentotuhka Laatuvaihtelujen selvittämiseksi käytettiin tuhkaa kolmelta eri suolta poltetusta turpeesta Useita kokonaissideainemääriä ja tuhka/kuona-suhteita Kovettumisaika 8 vko Sideaineiden määrän ja laadun vaikutus kaivostäytön lujuuteen sarja 3 Koekappaleiden puristusluujudet [Mpa] Koetulokset Tuloksissa on hajontaa suhteellisen paljon Tuloksien perusteella Kuopion tuhka parantaa poikkeuksetta täytön lujuutta Annostus 100 kg tuhkaa ja 100 kg kuonaa täyttökuutiota kohti tuottaa paremman lujuuden kuin nykyinen kaivostäyttöresepti Kuonan käyttöä on mahdollista vähentää 8

9 Tulevaisuuden näkymät Prosessiteknisesti rikastamo on valmis tuottamaan erilaisia kovettuvia kaivostäyttölietteitä Masuunikuonan korvaamista lentotuhkalla lisätään mikäli löydetään sopivaa tuhkamateriaalia Löydettävä menetelmä tuhkan laadun varmistukseen Käyttöasteen nosto Kiitos! 9