GLd-; Johtaja P. Isokangas Malminetsintä Tapiola

Transkriptio

1 Metallurginen tutkimus PORI - Johtaja P. Isokangas Malminetsintä Tapiola Oheisena lähetame kp:na 0KMT:n tekemiä Hittrran valimassan rikastustutkimuksia koskevan raportin. Raporttiin on lyhennelminä kerätty käsityksemme mukaan oleellisin osa tutkimuksien perusteella saadusta tiedosta. 0KMT:ssä on arkistoituna raportin ulkopuolelle jäänyttä tietoa, joka on edelleen tarpeen vaatiessa käytettävissä. Kunnioittaen OUTOKUMPU Oy Metallurginen tutkimus psta/$ GLd-; PORI /r KUMPU, PORI TELEX PORI 26

2

3 ZT... ntaaseyje6 TT ' * * * *. ' * *. easnaeyne [ uauua snao~aun Carq TT *...". easnaopqeen uauua snao~auncayq 6... uaasynaopyeen snany -?en uasynaeyne C e C: aeutaaauausnaeyner, 6... WlSraTA... snaryonl et snuuouarh... ntaaseyje6... aapnnsreuruo annm... aapnnsreuruosna seyra... aemnaneye Cr~ee~aur~... arsxx~euesra~~ T * * * * * * * * ' aeyredoaaouaaaax~u e F aaaaaxa~... ntreajan uarteerjaaemaox... 63SXlWiIXdnLSnLOaHVVA... ae TE-eiurdsreurmo... nlrea~an uasynaeyne C~y~snr e C -enrn>~ P * * * * * aapnnsr~~opyeu uasynaryon~ uasrnrraya~as-in... sney smmny SI

4 sisällysluettelo^ jatk. Sivu Vaahdotusmenetelmät... 3 Vaahdotus alhaisessa ph:ssa... 3 Ksantaatit... 3 ~ikkifiap~o ja ph... 4 Vaahdotusaika... 4 Ltimpötila... 5 Rikkidioksidi... 5 Muut rikkiyhdisteet... 6 Sulfidointi pyörrekerrospatj assa 8 Materiaalin pesu... 8 Stiännösteleviit reagenssit... 8 Rikkihappo Oy:n pesuhapon käyttö9 Vaahdotus korkeammassa ph: ssa... 9 Dispergointireagenssit Karboksimetyyliselluloosa... 2 Lignosulfonaatit Quebracho \... Guar-kumi 24 Vesilasi Natriumkarbonaatti ja hiilidioksidi Natriumfosfaatti Näytteiden seostaminen Vaahdotetutkimukset Apukokoojatutkimukset Talkin vaahdotus Puolijatkuvat vaahdotuskokeet Vaikeuksien tarkastelu LI ITTEET: Kartta. näytteenottopaikat Mikroskooppikuvat Röntgendiffraktiokuvat Vakiokertauskokeiden tulokset Vakioksantaatti " tt. 46

5 Sisällysluettelo, j at'k. Sivu 6 H2S04-titrauskäyrat Na2S- titrauskäyrät VM4-2 ominaisuuksien vertailu Vaahdotus alhaisessa ph:ssa Laskeutumiskokeet Vaahdotus korkeammassa ph:ssa Naytteiden seostaminen Vaikeuksien tarkastelu Vaahdotuskoeluettelo VM 4 73 VM 5 83 VM 6 85 VM 7 86 VM 8 87 VM 9 88 VM 0 89 N 90 N 2 9 Sulfidointisarj a 92 IV MAGNEETTINEN RIKASTUS... LI ITTEET: Magn. erotus nauhalla ja Carpcolla Tuuliseulonnan hieno fraktio, magn. erotus kourulla Tuuliseulonnan hieno fraktio, magn. erotus Carpcolla Hydrosyklonierotuksen hieno fraktio, magn. erotus kourulla. 7 5 Hydrosyklonierotuksen hieno fraktio, magn. erotus Carpcolla 8 6 Hydrosyklonierotuksen hieno fraktio, magn. flokkulointi+ magn. erotus kourulla Koe 209 0

6 LZ * * * ' * * easraaaona rsxx~euesra~~ PZ... eurorayunj uar c -n~annu r ~ aasyo~na uaprayoy 0'-8 ZZ... ernnyyddooy -so~yru uapraaaonasxasry~a6 L-9 TZ... u?aojan~nox S ET * ' * " * * ersynuryanaauuaye~o~y~~ P TT... ao~aaaan~aox E-z 0T *.**'*"*. eu~ayse~snnne~aeuu~~ T :LHBLLII? 6... aasynu~yanaoyaer aasyotnl *S... snao~arlaaau8s~ *p... ~Xls?~Tad 'E E..*...**... artzerjaaen *Z... oauepqor -... SALSIX?Bd WOflS A nnr s

7 YHTEENVETO Aihe : Hituran Ni-esiintymän pääosan n.s. välimassan (30-40 milj. t. 0.5 % Ni) rikastustutkimuksia on tehty Outokumpu Oy:n toimesta vuodesta 964 lähtien seka laboratorio- etti4 koetehdasmittakaavassa. Eri menetelmistä on aikaisemmin kokeiltu mm. seuraavia: - vaahdo tus q magneettinen erotus - liuotus - bakteeriliuotus Ainoastaan vaahdotus on antanut käyttökelpoisia, tosin kehnonpuoleisia tuloksia, ennusteen paatyessa n. 60 %:n Ni- L- saantiin. 0KMT:ssa on intensiivisemmin pystytty paneutumaan tutkimuksiin vuoden 97 elokuusta lähtien uuden tutkimuslaboratorion valmistuttua. Paämaari4na on ollut: - Tutkimukset:. Löytää valimassalle kannattava rikastusmenetelmä. 2. Pyrkii4 mäarittämaiin eri välimassa-alueiden rikastusominaisuuksia. 0KMT:n Hituran tutkimukset voidaan jakaa seuraavasti: I Mineralog~set tutkimukset II Hienonnus- ja luokitus II Vaahdotusrikastus IV Magneettinen rikastus V Suora pelkistys ja magneettinen rikastus.

8 Tutkimustulokset Mineralogiset tutkimukset. - Viilimassan hienojakoinen ja sekava mikrorakenne magne- tiittisulfidiseoksineen on pahin rikastustulosten huonontaja. Mvös mackinaviitin ja valleriitin huonontava vaikutus liittyy osaksi edellä esitettyyn. - Valtaosa tutkimuksiin käytetyistä valimassan3ytteista oli pintanäytteitä mackinaviitti-alueelta, joten tulokset saattavat parantua louhinnan edistyessä. - S:Ni:lla ei ole vaikutusta verrattaessa välimassan eri naytteiden rikastustuloksia keskenään. - Silikaattisen Ni:n määrä, (yleensä <0,03 %) on ollut niin pieni, että sen kvantitatiivinen maaritys mikrosondilla on tuottanut vaikeuksia. - Röntgendiffraktiotutkimuksien mukaan n3yttiljsi kloriit- ti olevan pahin malmilietteiden puuroutumisen aiheuttaja.

9 II Hienonnus-ja luokitustutkimukset Välimassan jauhautuvuutta on tutkittu jo aikaisemmin mm. tehdaskokeissa ja todettu se lähinnii Kotalahden malmia vastaavaksi, joten 0KMT:n tutkimuksissa on keskitytty jauhatuksen- ja luokituksen vaikutukseen rikastustuloksiin. Voidaan todeta: - Jauhatusaste -65 'i - 74 P on ollut optimi laboratorioolosuhteissa. Kunnollisen luokittelun puute on hienommalla jauhatuksella lisannyt ylihienon pölyn (mm. pentlandiittia) osuutta täten huonontaen vaahdotustuloksia. - Miirkii- ja kuivajauhatus antavat samat tulokset. - Ni-selektiivista liejunerotusta ei saada aikaan. - Kaikissa hienonnusvaiheissa syntyy runsaasti ylihienoa silikaatti- ja mm. pentlandiittipölya. - Hyvii luokitus alentaa huomattavasti jauhatusenergian kulutusta. - Välimassalla voidaan käyttää yhtiön totunnaista murskaus-jauhatuskalustoa tanko-kuulamyllyjauhatuksin. - Jauhetun valimassan ominaispinta-ala on kertaitainen verrattuna gneissipitoisen reunamalmin ja kertainen saman seula-analyysin omaavan Outokummun malmin ominaispinta-alaan. So. iso ominaispintaala riippuu malmin luontaisesta huokoisuudesta.

10 II Vaahdotustutkimukset Tutkimuksissa ilmeni mm: - Eri puolilta nykyistä avolouhosta otettujen välimassanayt teiden 'va'ahdo't'u's'omi'n'a'i's'u'u'det varsinkin H2S04 - kulutus' 'vaiht'eliva't' 'n'i'in p'al'j'on, että isomman Hituran käyttökelpoisuutta mäariteltaessa olisi ehdottomasti vaahdotustutkimuksia jatkettava kairasydännäytteitä kayttaen käsittämään koko louhittavaksi suunniteltu välimassa. Tutkitut välimassanäytteet 4-6 ja 7 pyrittiin ottamaan nykyisen louhoksen rikastusteknisesti pahinta välimassaa edustavalta alueelta. Näytteet 8 ja 9 ovat alueelta, joka on alhaisen Ni-~itoisuutensa vuoksi luokiteltu ~erpentiniittira~hksi. Näyte edustaa reunamalmin amfiboliittikiven ja nayte 2 kiillegneissin malmia. Edelläesitetyn perusteella voitaisiin tuloksien välimassan osalta odottaa paranevan louhinnan edistyessä. Em. louhosnäytteiden lisäksi oli käytettävissä muutamista kairasy'dännaytteistä koottu nayte VM 5, jonka antamien tietojen perusteella on pyritty määrittelemään ennusteet. - Parhaaksi vaahdotusmenetelmaksi osoittautui hapan (ph 3.5, H2S04-50 kg/t) vaahdotus runsaasti ksantaattia (KEX-4 kg/t) käyttäen: Ennuste VM 5:n perusteella: - Ni-saanti: 80 % -.88 (rikasteen Ni-%) - Rikasteen Ni-pitoisuus: %. (Rikasteen pitoisuutta voidaan nostaa 0-2 %:iin), - Rikasteen MgO-pitoisuus: 32 % - 2,2 (rikasteen Ni-%) - Rikasteen Cu-pitoisuus -,s % - Vaahdotusaika pitkä: Etuvaahdotus ~.5 h. + kertaus 0.5 h + valmennukset N 0.25 h

11 - Emäksinen vaahdotus (phw9. NaZC03-.5 kg/t CMC 4-0 kg/t ja KAX 2-3 kg/t) antaa huonommat saannit (5-0 %)ja lisäksi dispergoijana käyte tyn CMC : n kustannus on liian korkea, jotta menetelmä olisi kannattava, CMC:tä ei vielä pystytty luotettavasti korvaamaan halvemmilla reagensseilla. - Viilituotteiden palautus etuvaahdotukseen huonontaa tuloksia, joten riperikasteiden ja kertausjätteiden käsittelyyn olisi harkittava erillista (jauhatus- ja) vaahdotuspiiriä. - Näytteiden seostaminen keskenään ei parantanut tuloksia laboratorio-olosuhteissa, Tehdasmittakaavassa vaahdotuksen ollessa jatkuvaa, voidaan olettaa paremman malmin sulfidiaineksen parantavan vaahdonlaatua ja siten tuloksia. - Välimassan sulfidointi Na2S:lla parantaa hivenen tuloksia, mutta taloudellinen tulos on kyseenalainen. - Vaahdotuksen lämpötilan nosto nopeuttaa vaahdotusta, mutta ei paranna lopullista tulosta.

12 IV Magneettinen rikastus - Seka heikko- etta vahvamagneettiset erotukset ovat antaneet kaikissa tapauksissa epäselektiiviset tulokset. Rikastumiskerroin on parhaimmillaan ollut a 2 ja jatteen Ni-pitoisuus on ollut alimmillaan 4,3 %. V Suora pelkistys ja magneettinen rikastus. Vaikka välimassa pystyttiinkin teknillisesti pelkistämaan Tornion kromiitin etupelkistyksen tapaan ja edel leen "ferronikkeli" (Ni 3.8 %, Cu 4.2 %, Few80 %)rikastamaan hyvallä (89 %:n) Ni-saannilla, ei menetelmä ole näin köyhalla malmilla taloudellinen, ellei esimerkiksi silikaattijätteelle löydetä kayttöä. Pelkistyksen käyttökustannuksiksi laskettiin 44,3 mk/ malmitonni investointien ollessa n. 94 milj. mk. Em. "ferronikkelituote" ei tällä hetkellä ole sinänsä kayttökelpoista, vaan se jouduttaisiin edelleen kasittelemaan 0KHA:ssa.

13 MINERALOGISET TUTKIMUKSET Tarkoitus: 0KMT:n piiiimiiariinii on ollut selvittiiä malmin mineralogian vaikutusta huonoihin rikastustuloksiin. Malmin mineralogian tutkimusta yleensä on tehty sekä 0KME:n ettii 0KVI:n toimesta. Tutkimukset: Villimassasta on ollut kiiytettavissii mm. Vuorelaisen, Papusen ja viimeisimpiinä Hannisen (9..7) tutkimukset, jotka selvittiivat varsin perusteellisesti valimassan mineralogiaa. 0KMT:n tutkimukset ovat käsittheet: - Eri viilimassanaytteiden murskeiden ja jauheiden, seka rikastusprosessien tuotteiden pintahietutkimuksia. - Em. niiytteiden mikrosonditarkasteluja. - Em. näytteiden röntgendiffraktiotutkimuksia.

14 Tuloksia: - Hännisen tutkimus nikkelin ja kuparin eri sulfidien jakautumisesta välimassaan, selvittää osaltaan rikastustuloksien hajontaa käytettäessä eri kohdista otettua koemateriaalia. - Enemmän kuin em. pelkkä sulfidien jakautuminen tuloksiin vaikuttaa malmimineraalien sekava ja vaihteleva mikrorakenne, joka rikastusteknisten ominaisuuksien mukaan voitaisiin jakaa esim. a. normaalit isot sulfidirakeet b. magnetiitin halkomat ja kapseloimat sulfidirakeet c. lamellirakenteiset sulfidi-magnetiitti-silikaattisekarakeet d. hieno mackinaviitti-pentlandiitti- jne. -pirote eli-"pöly" j a valleriitti-"tuhru" Liitteenä on esimerkkinä V. Polven tutkimus mikroskooppi- ja mikrosondikuvineen. - S:Ni vaihteli välimassan osalla välillä 2,50-3,89, mutta valimassan keskinäisiin rikastustuloksiin ei suhteella ole riipppuvuutta. Vaahdotustutkimuksien yhteydessä on lähemmin tarkasteltu eri näytteiden mineralogiaa ja sen vaikutusta vaahdotustuloksiin. Tutkimuksista ilmenee selvästi valimassan ja reunamalmin selvä ero vaahdotuskayttaytymisessä.

15 Hituran valimassan mikrorakennetutkimukcista A Reino Iiimmin ja Yrjö Vuorelaisen Hituran välimassan geologiaa ja malnimineralogiaa koskevien sclostusten mukaan edustaa "välimassa"-tyyppinen aines Hituran esiintyniista suurinta osaa kiviaineksén ollessa enemintin tai vähemmän serpentiytynyttii sisaltiicn sekä prim32irisiä etta sekundaarisi2 sulfideja, joista tarkcimm2t malmimineraalit ovat pcntlandiitti; mackinaviit.ti, magncettikiisu,ki~parikiisu, kubaniitti ja valleriittl. Oksidimineraalit IIituran valimassassa ovat primiiiiristii kromiittia ja sekucdaarista magnetiittia, Mineraalien jakautumalle on karakteristista sulfidiaineksen erittäin hienojakoinen pirotteisuus ja intiimit yhteenkasvettumat silikaattien ja magnetiitin kanssa kompaktien si~lfidiseurueiden puuttuessa iahes kokonaan; magnetiit-ia puolestaan on sekä kiisupartikkeleita "kapseloivana" jz halkovinz yhteenkasvettumina, lähes submikroskooppisina lamellirakeiitcina (FeS-pFe304) ettl juonimaisina rakenteina silikaattikiteiden lomassa (silikaattien hydrautumistuote esin. 6(Mge5Fe0~5j2Si04 + 7H20 i 3 [ ~ ~ (0)~] ~ ~ + Fe30q i ~ + H2 0 j. ~ Tutkimuksia varten saatiin Poriin 3 eri välimassanliytetta, joiden kemialliset analyysit on esitetty toisaalla ao. raport.issz. Mikrorakenteellisia vaihteluja magnetiitin ja kiisujeii jakautumen ja laadun osalta esiintyi niiytteessa niin ikään; toukokuussa -70 saatu nayte VM- oli pitkälle serpentiytynytta, jossa mm. kupari esiintyi lahcs yksinoniaan big-pitoisissa velleriiteissa kuri tzzs \'M-2 js -3 nä)ftteiss9 oli runsunstj. myös kuparikiisua. Mikroanalysaattorilla analysoiduissa valleriitcissa vaihteli t4go-"!iiikctu!irantt rr.3yra siten, ettii keskimiiär5incn analyysisumma Fe+Cu+S oli vain luokkaa - (3.7 % Fe $ Cu * 20.9 B S);u60 %. Nikkciin kantajana kaikissa niiytteiss2 esiintyi (FC,N~)~S~

16 tyyppiset pentlandiitit ja vähäisempi maar3 mackinaviittia. Mikroanalysaattorilln analysoiduissa pentlandiiteissa oli Ni:Fc~;l ja kobolttipitoisuus luoklcaa.36 9 (25 havaintoa). Eo. analyyseista on huomattava, etta ne on tehty kooltaan 23 pm:n kidcyksilöista ja Ilituran välimassassa on runsarst'i myös edellistä hienojakoiscmpia. sulfidipirotteita, joiden kvantitatiivisen analysointiin ei mikroanalysaattorin erotuskyky riitti. Liittcclla 3/ on 3 mikroskooppikuvaa yksityisistä vdlimassapartikkeleista: kuvan csittamä partikkeli on seryentiytynyttä kiveä, jossa on erilcatuisia silikaattifaaseja, sulfidipirotteita ja edeliä kerrotunlaisia silikaattien valisia magnetiittijuonia. ~iitteella3/2on mikroskooppi.kuvassa n#kyvälta alueelta otettu l'öntgenmikrokuvasarja, josta voidaan Cu-Ni-Fe-jakautunicn lisäksi nahdii miten optisesti vaalearman harmaassa Mg-silikaatissa on myds kromia, (max 2 % Cr ja 2.8 % Fe). blainj.ttakoon, ettei niikroanalysaattorilla Hiturnn viilin~assasta ole tavattu silikaattista nikkelia samaan tapaan kuin mitä oli rikkiköyhissii kreikkalaisissa Ni-pitoisissa serpentiinikivissä, joilla tehtiin iiitiirari välimassan kanssa analogisia pelkistystutkimuksia. Toisessa kuvazsa liittcella 3/ nahdaiin silikaateissa kiinni olevia keskikokoa suurempia sulfidi-inagnetii~tiyhteenkasvettumia, jollaiset ovat usein oleelliscnz sulfidivaahdotuksen vaikeutena vielä pitkällekin viedyn j auhatukseii j alkeen. Mikrorakcnteetaan"toivottomiksi" on katsottava serpentiytyncessa kivcssii yleisesti esiintyvat kerrokselliset partikkelit, jollaisesta on otettu liitteen 3/ kuva 3. Näissä rakenteissa vuorottclcvat sulfidimineraalit silikaatti- ja Fe3O4-kerroste~ kanssa usein ~ 4 pn:n vahvuisina lamelleina. Ko. rakenteet olivat VM- väliinassariyyttecssä niin kestaviii, etta jauhatustuot.tecssn esiintyi partikkeleita, jolss3 oli useita eri tavoin orientoitunefta "kerroskakkuja" kiinni toinen toisissaan. Huomioon ottaen Iituran v5limassalle karakteristiset mikror2kcnncpiirtcet on hyvin ymmarrcttäviss2 nc vaikeudet niitä nii:i magncettierotus- kuin vaalidotusteit.sekin suorifctut rikastustiitkimukcct ovzt kohdanneet.

17 Liite 3/ :~... "' ' -. l. ~,..,:~:~...:... f~\ --~-.,... ~~.... ~...,.-. '4.t ~- '""'~. \ -~~-.

18 Liite 3/ 6. Kuva : Hituran välimassan tiytynyt murskepartikkeli. Kuvaan merkityltä alueelta on otettu liitteellä 3/2 oleva r6ntgenmikrokuvasarja. x = sulfideja o = magnetiittia. 0 X Kuva 2: Edellistä vähemmän serpentiytynytneitä Hituran väliassapartikkeleita akryyliuovissa (=a). x = (Fe,Ni) 9 s 8 o = magnetiittia ja y = Fe _xs Fe3o4yhteenka~vetttumia, jossa on mukana Myös Ni-pentlandiitteja ja kuparikiisua. 0 X Kuva 3: Hituran välimassalle tyypillisen partikkelin mikrorakenne, jossa vuorottelevat silikaattiset faasit (tumminta) nagnetiitin (harmaata) ja (,TiFe) sekä (FeCu)-sulfidien kanssa (vaaleinta). 5ljyimersio x.

19 II HIENONNUS- JA LUOKITUSTUTKI?!UKSET Aihe : Hituran malmin jauhautuvuutta on tutkittu aikaisemmin useassa yhteydessa ja toilettu se lähinnä jauhatustehovaatimuksiltaan Kotalahden malmin luokkaa olevaksi. [Mm.Hituran koetehdasmittakaavaiset rikastustutkimukset , P. Vanninen). Lisäksi nykyisen Hituran koekäyttö on antanut hyvän kuvan välimassan hienonnusominaisuuksista, joten jauhautuvuustutkimuksia pelkästään energiantarpeen selvittämiseksi ei tehty. Tutkimuksen tarkoituksena olikin: - ~ ~ k ~ m ~ a kuivai r ~ k auhatuksen ~ ~ ~ sekä ~ n j niiden yhteydessa hienonnusvaiheen aikana tapahtuvan luokittelun avulla vähents.ä ylihienon materiaalin muodostumista so. liejuuntumista. Tutkia, Ni-selektiivisen hienonnuksen ja luokituksen mahdollisuuksia. Tutkia yleensä kuivahienonnuksen onnistumista, silmällä pitäen suoraa pelkistystä. Tutkia jauhatustavan ja -asteen vaikutusta rikastustuloksiin. I - s kumurskaus Hituran välimassa 3 murskattiin avoimeen piiriin ilmaluokittelusyklonin kanssa kytketyllä Lokomo MS 0 vasaramurskaimella viiteen kertaan siten, että kunkin murskausvaiheen hieno jae = luokitussyklonin ylitc erotettiin pois ja karkeat jakeet = syklonin alite ja murskaimen alite murskattiin uudelleen.

20 Saatiin siten tuotteiksi: - 5 erää syklonin ylitteitä SY - erä syklonin alitetta SA - erä murskairnen alitetta MA. Oheisessa taulukossa on em.vasaramurskauksen tuotteiden seula-analyysit. Vastaavat kuvaajat ovat kuvassa. Taulukossa 2 on vastaavasti eri tuotteiden seulaluokkien Ni- ja Cu-pitoisuudet. mesh Taulukko 2. Vasararnurskauksen tuotteiden Ni- j a CUpitoisuuksia seulaluokittain SY SY 2 Sy 3 Sy 4 Sy 5. Sa - - Yhdi.s-! Ma tetty!

21 KUVO..J. 7

22 Tulokset: Kuten taulukosta j a varsinkin kuvasta ilmenee verrattaessa tuloksia esim. Kotalahden hienonnuksen tuloksiin voitaisiin murskaus teoriassa hoitaa iskumurskauksella, mieluimmin siten, ett3 murskauspiiri on suljetussa piirissii ilmaluokituksen ja seulonnan kanssa. Tankomyllyjauhatuksen korvaaminen iskumurskauksella ei ole mielekästä, koska osa v3limassasta tuntuu olevan varsin sitkeää ja jäi helposti iskumurskauksessa 0-20 mm:n kappaleiksi. Kun edellä esitetyn lisäksi negatiivisena seikkana tulee vaikuttamaan mukaan tulevan reunamalmin gneissiosan iskurnurskaimia rasittava kovuus näyttää "vanhanaikainen" hienonnustapa: 2-vaiheinen kartiomurskaus-tankomyllyjauhatuc-kuulamyllyj auhatus parhaalta. - Myöskään ylihienon aineksen syntymisen estämiseen ei em. iskumurskauksella päästä. Taulukon 2 mukaan Ni- ja Cu-pitoisuudet ovat korkeampia hienoimmissa raeluokissa, samoin vaikeimmin murskautuvan osan pitoisuudet ovat hivenen korkeampia, mutta erot ovat niin pieniä, ettei ole olemassa mahdollisuuksia selektiiviseen murskaukseen tai luokitukseen. Ni-selektiivisen luokituksen mahdollisuudet. - Aihe : Tarkoituksena oli verrata märkä- ja kuivaluokituksen mahdollisia eroja Ni-selektiivisyyden suhteen. Tulokset: Taulukossa 2 on esitettynä VM 3:n erotuskokeiden syötteen seula- ja kemiallinen analyysi. Materiaalista tuuliseulonnalla (Walther Wincisicht) tehtiin luokitus erotusrajana n. 0 pm. Samasta materiaalista suoritettiin myös liejunerotus. Tulokset

23 ovat taulukossa 3. Taulukossa 4 on esitetty tuloksia vastaavasta VM 5:lla tehdystä tutkimuksesta. Kuten taulukoista ilmenee ei Ni-selektiivinen luokitus onnistu. Taulukko 2. Tuuliluokituksen syöte 'me s h Taulukko 3. VM 3:n tuuliseulan tuotteiden ja liejun erotuksen analyysit, % Liejun erotus , karkea; hien3,--ii i j0.3 i Taulukko 4. VM 5:n tuuliseulan syötteen ja tuotteiden analyysit, sekä liejun erotuksen analyysit Lahtömateriaal i Hieno Karkea Hieno I! Ni , i Cu 0.3, - - l Fe! ' 8.7 0*9?

24 Kuiva- ja mark-aiauhatuksen vertailu. Hituran valimassa 4:llä suoritettiin jauhatusvertailu käyttäen markajauhatuksessa normaalia suljettua laboratoriokuulamyllya ja kuivajauhatuksessa lapivirtausmyllya, johon voitiin kytkeä jatkuva ilmaluokitus. Myllyj en erilaisuudesta ja mittaus j arj estelmän puutteesta johtuen ei tehonkayttöa pystytty maarittelemaan. Kokeiden avulla pyrittiin maarittelemaan lilhinna jauhatustavan vaikutus tuotteen laatuun ja lähinnä hienon aineksen muodostumiseen. Tulokset : Kuten taulukosta 5 ja kuvasta 2 ilmenee, jauhatustavalla ei ole ollut vaikutusta tuotteen raekoon jakautumaan, sillä kaikki kuvaajat ovat~samansuuntaisia. Taulukko 5. l ijauhatusaika min l ;Syöte 0 Kuivajauh. 5 II 0 II 20 Markäj auh. 5 II 0 II 20 Hituran VM 4 kuiva- ja markajauhatus.... Läpaisy-% 00 mesh 200 mesh 400 mesh l i I l I Taulukossa S on verrattu Hituran valimassan ja siitä vaahdotettujen kerrattujen rikasteiden (Ni E 6 %) seka OKU Cu- R:n ominaispinta-aloja toisiinsa.

25 HITURAN VM 4 KUIVA-JA MARKAJAUHATUS- VERTAILU Lapaisy - '0 SEULA - ANALYYSIT KOESARJASTA X Murske I 0 JTM /Kuiva/ 5rnin.3 Rl2i\ Ls KF>,;i ' -- ]0ni?/54 i 0-8t rnin 54 GPhl 5 ninr.i RPM i! O RM / ~ ärkä A - - / 0rnin 2Pi.i I - - / 20 inin IS6 IiFt4, l i

26 OUTOKUMPU Oy Metallurginen tutkimus.. Taulukko Ominaispinta-alat Sorptometri I Nayte Tehty (~vm) Hehkutus h t OC Pinta-ala (cm2/g) I F-- 6 Hi t ur an VM (Vaahdo tushienous) RM Sulf'dointinayte koe 33/KR koe 34/KR koe 32/KR koe38/KR OKU Cu-R I 8*9* ",s l r ( /

27 II VAAHDOTUSTUTKIMUKSET Koemateriaalien vertailu (i -- Näytteet L -, a näy -- tt'e'e'n'o't't'o'pa'ika t -----,-, Naytteenottopaikat on esitetty kartassa liitteessä. Taulukko. Näytteenottopaikkojen koordinaatit ja näytteiden saapumisajat Näyte Alkuperäinen merkintä... porasydän tai 2 2 tai Näytteenottopaikan koordinaatit ' y -'..x Saapumis- hom. ajat 580*0 marrask i huhtik. -7 i Hi f 5800 marrask. -7 i! 5800 i l l : helmik. -72; j 55 i maaisk.-72: 50, L l b

28 Yleisanalyy'sit Taulukko 2. Tärkeimmistä alkuaineista kemialliset analyysit ja muista (w) spektriarvot

29 Mine r aa l'ii akautumat Näytteiden hiekuvat on esitetty liitteissa 2. Diffraktiokayrat on esitetty liitteissä 3. Mineraalijakautumat on arvioitu seka kemiallisen analyysin että hie- ja diffraktiotutkimusten perusteella. Taulukko 3. Karkeasti arvioidut mineraalijakautumat Serpentiinikivi Amfibolikivi Gneissi! i X I X ' X Näytteet ' i. I..,. i Sulfidiminer. r i 3.5 I 3.5 i i i l!! / Karbonaattiminer ' ! 0.9,. l 2.0, Magnetiitti i 5.0 i 4.9 ' 4.7 Serpent iini Krysotiili Kloriitti Tremoliitti Antofylliitti Kurmningtoniitti Biotiitti Muskoviitti Maasalpä Kvartsi x j x x i l x i : x I i I X! l 5.0 ; 3.2 ' 4.4 ' ' 0.7 : I Rikastusominaisuu'det Vakiovaahdotuskokeiden tulokset eri näytteillä on esitetty graafisesti liitteissa 4.

30 Taulukko 4. Esirikasteet ja kertausrikasteet vakiovaahdotuskokeissa,.,,.,., kertausrikasteet % / % Ni- % % / % I %, Vakioksantaattivaahdotussarjojen tulokset on esitetty, graafisesti liitteissa 5. Teoreettiset tulokset on laskettu olettaen, että - Ni-saanti kertausjatteista on 50 % - Kertausjatteista tulevat tuotteet eivät huononna rikasteiden laatuja.

31 Taulukko 5. Teoreettiset max. tulokset Merkinnät: Ni-saanti % = A-Bx(NiR:n Ni-pitoisuus %) MgO-pitoisuus % = C-Dx( II S-pitoisuus % = E x ( Fe-pitoisuus % = F+Gx( II Cu-pitoisuus % = H x (..: 4 Näyte,...,,, Ni-.,,..saanti... A ' , I,, B MgO- I S-.....itoisuus...r>it;.., E Fe-... pitoisuus F G Cupit. H, t , j Muut ominaisuudet H2S04-titrauskäyrät on esitetty liitteessä 6. Na2S-titrauskayrat (sulfidiaktiviteetti) on esitetty liitteessä 7.

32

33

34

35

36 Taulukko 8. Jauhatuksen vaikutus vaahdotukseen. Näyte 4. H2S04 vaahdotus (50 kg H2S04/t, Jauhatus Jauhatusas te....- %- Jäte... Kuiva Märkä min 49p.24p~32,m.. x X.,,,...,,,..., 2-kertausrikas te -- - %Ni..l %Ni.... %Mg0.. %Ni-saanti 68 i j 5.8,,,, 8.2 ' ',' ' ' X" " " ' x x / x i Taulukko 9. Jauhatuksen vaikutus vaahdotukseen Vaahdotus korkeammassa ph:ssa. Märkä jauhatus. Dispergointi CMC:llä (.5 kg Na2C03/t,.5 kg KAX/t). Jauhatusas te CMC- Näyte,. %- -- kulutus 49,m 74um 37p - kg/t Jäte %Ni Esirikaste bni %MgO T (Ni-saanti I ,

37 -- Liejunerotus ennen vaahdotusta Jauhatuksen jälkeen on suoritettu luokitus hydro- syklonilla ja tuuliseulalla. Taulukko 0. Liejunerotuksen vaikutus vaahdotukseen. Näyte 4. H2S04-vaahdotus (Märkäj auhatus 60 % -74 pm, 4 kg KEX/t). Menetelmä H2 "4 Fraktio kg/t min kg/t % %Ni %M$ ' ' ' ' ' ' 2."'., " ". '.!' saanti Ilman 40 2-kertrikaste : 4.0 ; 6.3 j : i!.. Iie J..unero~uSfa.""..äte" " J / 89.5! 0.4/ ' Lie junerotus kertrikaste hydrosyklonilla Lieju ".. "... "".äte...,. ) lisätty kerrallaan j a valmennettu kunnes ph ) kulutus vaahdotuksen aikana. Kokoojaa lisättiin 2++ kg/t molemmissa tapauksissa. Kulutuksessa ei huomattu mitään suurempaa eroa. Suurin piirtein samat tulokset on saatu myös kuivajauha- tuksen jälkeen ja näytteellä 5. Kun vaahdotetaan korkeammassa ph:ssa pienenee dispergointi- ainekulutus vähän, mutta Ni-saantitappio rikasteeseen on yhtä suuri kuin liejun Ni-sisältö. Ni-saanti - N i- pitoisuus-käyrä on suurin piirtein sama. Lieiunerotus ennen i auhat'u'sta Liejunerotus on suoritettu sekä hydrosyklonilla~että tuuliseulalla ennen jauhatusta.

38 Jauhatusaika saman lopputuloksen saavuttamiseksi pienenee % verrattuna jauhatukseen, jossa ei ole suoritettu ' liejunerotusta. <. Vaahdotuksessa ei ole ollut muutoksia tuloksissa. C Tarkastelu Jauhatusasteen vaikutusta rikastustuloksiin on näissä kokeissa selvitetty melko vaatimattomasti. Serpentiinikiven hienonnus on niin poikkeuksellista, että sen tutkiminen on hyvin vaikeasti suoritettavissa latoratoriomittakaavassa. Näyttää siltä, että: - jauhatusaste 65 % -74 pm oli laboratorioolosuhteissa riittävä vaahdotukseen. Märkä- ja kuivajauhatus antavat samat raekokojakautumat ja vaahdotustulokset. Ni-selektiivista liejunerotusta ei voida suorittaa. Serpentiininäytteen lieju sisaltaa yhtä paljon Ni kuin lähtömateriaali (amfibolinäytteen lieju sisaltaa vähemmän Ni). Liejun Ni-mineraalit ovat vaahdotusaktiivisia. Onnistuneessa rikkihappovaahdotuksessa ei ole "liejuva ikeuksia". Hienon pentlandiitin vaahdottuminen on kuitenkin hidasta. Hyvin toimiva luokitus jauhatuspiirissä on energian kulutuksen kannalta tärkeä.

39 3. Vaahdotusmenetelmät Vaahdotus onnistuu yleens~ melko hyvin alhaisessa ph-ss~ ja laboratoriokokeissa on vaikea saada esille luotettavasti eri muuttujien vaikutuksia. Muutamien muuttujien vaikutuksia on esitetty graafisesti liitteissä 9. Ksantaatit. Liite 9. Taulukko. Ksantaattien vaikutukset Näyte Ksantaatti H 2 so Vaahd. Vaahd. Rikaste 4 kg/t ph aika Saatu kg/t lisäys rnin % %-Ni % Ni-...kert. saanti 4 5 K-etyyli ksant.,0 39 3,5 47 5,4 2,5 33,6 II 2, II II II 49 6,8 3,4 55,6 II 3, II II II 46 9,0 3,0 66,3 II 4, II II II 43 2,4 2,4 72,4 II 6, II 32 3,8 2,2 73,4 Na isobytyyli II ksant. 4, ,3 2,2 75,4 II II II K amyyli ksant. 4, 4,9 2,5 72,2 II K etyyli ksant. 3, ,4 j2,2 70,8 II K amyyli ksant. 2, ,2,5 67,6! II K heksyyli ksant. 3, ,4!,9. 69, ' Ksantaatin tyypin vaikutus on epäoleellinen. Jos käytetään vähän kokoojaa (2-3 kg/t) saadaan heikommalla ksantaatilla korkeampi Ni-saanti ja Ni-pitoisuus mutta jos käytetään paljon kokoojaa (~4 kg/t) saadaan parhaimmat saannit voimakkaimmalla ksantaatilla (erot ovat pieniä). Kokeissa käytetyn Säterin NAX-erän laatu oli niin heikko, että kokeet tältä osin epäonnistuivat.

40 Rikkihappo ja ph? Liite Näyte 4 Vaahd. PH II Taulukko 2. Rikkihapon ja ph:n vaikutukset. H2S04 kg/t kerrallaan valm. aikana l) lgl) 3l) vaahd. aikana Rikas te 2 kg KAX/t Ni " 2,s 2,7 2,4 2,7 2,6 2,3 Nisaanti KAX yleensä kg/t ac- Rikas te korkein saanti %Ni,9 2,l,s,s,7,7 %Nisaanti 67,2 65,l 69,9 76,7 77,l 67, l l II ,s,s 38,s 56,2 67,6 i r Valmennus 60 min. Rikkihapon määrä on tiirkein muuttuja. On parempi lisätä suurin osa rikkihaposta kerrallaan kuin suorittaa pitkä valmennus korkeammassa ph-ssa. Liian alhainen ph vaahdotuksen aikana lisää ksantaattikulutusta. Vaahdo tusaika. Liitteet 9.3, Mikroskoop~ikuvat liite 9.ll Vaahd. KAX aika kg/t Vaahdotusaikakokeet on tehty -Denverkennolla lietetiheydel3 ~ 280 g k.a/l. Taulukko 3. Vaahdotusajan vaikutus. Näyte 5 (40 kg H2S04/t, PH 3,s) Rikas te Lisäys %/min -.- % %Ni %Ni- rikaste Nisaanti määrä saanti ,s ,6 5,2 9,7 6,2,l 7,s 2,4 3,4 i 54, ,s 98 66,O,s 69,O , ,s 98 72, ,l,lO 0, , 0,86 i 0,28 099

41 Lämpötila. Liite 9.3 Lilmpövaahdotuskokeita on pääasiassa tehty näytteellä 6 koska tämä on ollut ehkä hankalin vaahdottaa voimakkaan puuroutumisen vuoksi. Näyte 6 Lämpötila Oc Taulukko 4. Liimpövaahdotuksen vaikutus. kg/' H2S valm. mjn, 52 2,s 6 2,s PH 3,s II 4,s 3,s 4,s % Ni/ Vaahd. 50 "ón min. Ni-saanti 2,3 3~4 4,O 3~8 3~ 3~ IiEX kg/t 4,o 3,O 4,O 4,O 4,O 4,O Rikaste/ korkein saanti % Ni,4 2~6 2~7 2~8 2~4 2~4 I % Ni-saanti 7.6 6,4 62,3 64,8 65,O 65, ,O 4~ ,O 3,8 ~7 ~9 67,l 78,6 i Valmennus on suoritettu korkeammassa lämpötilassa ja vaahdotus alhaisemmassa. Lämpövaahdotuksella saadaan puhtaammat esirikasteet kuin normaalissa vaahdotuksessa. Lopullinen Ni-saanti on kuitenkin vain heikosti riippuvainen.lämpötilasta. Korkeammasta lämpötilasta johtuva suurempi rikkihappokulutus on luultavasti se mikä vaikuttaa eniten. Rikkidioksidi. Liite 9.4 Rikkidioksidi on johdettu suoraan vaahdotuskennoon ja kulutuksesta ei voida näin ollen laskea tarkkoja arvoja osan S02:sta haihtuessa ilmaan.

42 6. i Vaahd. PH s02 kg/t Taulukko 5. Rikkidioksidin vaikutus. Nayte 4. H S04 va 4 m. aikana kg/t Rikas te 2 kg KEX/t %Ni %Nisaanti KEX yhteensä kg/t Vaahd. aika min. Rikaste korkein saanti %Ni %Nisaanti l i 5,7-6,6 5,9-5,l 4,4-4, BO 4 $ 32,O 4OS9 4,l 4 s 4s2 4s2 4 BO B 3 2~2 2~ ,7 54 $0 57,l 7 $9 Vaahdotus onnistuu ehkä paremmin korkeammassa ph-ssa rikkidioksidilla kuin rikkihapolla mutta alhaisemmassa ph-ssa ei ole huomattavia eroja tuloksissa H2S04- ja S02-menetelmien välillä. Muut rikkiyhdisteet. Liitteet 9.4 ja 9.5 Na2S kg/t ~0 Taulukko 6. Natriumsulfidin vaikutus ph-ssa 3,s. Nayte 8. *2"4 kg/t Rikas te 2 kg KEX/t %Ni %Ni-saanti s6 98 ~6 47,6 52 $ 55,O KEX yhteensä kg/t ~0 4~5 Vaahd. aika min I Rikas te korkein saanti ' % Ni %Ni-saanti, ~ ,2 67 $3 67 $! Kuparisulfaattilisays sulfidoinnin jälkeen ei vaikuttanut tuloksiin.

43 Taulukko 7. Rikkiyhdisteiden vaikutukset ph-ssa 5,O. Näyte 4. Pyhäsalmen malmia. Sekä Na2S03 että Na2S parantavat tuloksia varsinkin jos käytetään alimaara ksantaattia. Lopullinen Ni-saanti ph-ssa 5 on kuitenkin huonompi kuin normaalissa rikkihappovaahdotuksessa alhaisemmassa ph-ssa. Kun lisättiin Pyhäsalmen malmia Hituran välimassaan (liite 3.) vaahdottuivat Pyhasalmen sulfidit pienellä ksantaattimaaralla heti vaahdotuksen alussa, minkä jälkeen Hituran sulfidit nousivat hitaasti niinkuin muissakin kokeissa.

44 Sulfidointi pyörrekerros~atj-assa. Liitteet 9.6 ja 9.7. Pyrkimyksenä oli täyttää malmin rikkivajausta. Reaktiot ja olotilapiirros on esitetty liitteessä 9.5. Sulfidointi toimitettiin pyörrekerrosreaktorissa johtaen eri H2S ja S02kaasuseoksia 400 O ja 500 O:n ämpbtiloissa vaahdotushienouteen jauhettua lahinna välimassa IV olevaan patjaan; Liitteessä 9.7 on onnistuneen sulfidointiajon reaktiotuotteiden S- ja Fe304 pitoisuuskäyr2t eri ajo-olosuhteissa. - Reaktioiden todettiin noudattavan. em. olotilapiirros- ta, jolloin Fe304 pyrki muuttumaan FeS2:ksi: Materiaalin pesu Reaktiotuotteista tehdyt VM S -0 vaahdotuskokeet osoittivat: - Selektiivi'syys huononi sulfidoinnin voimistuessa Fe304:n muututtua FeS2:ksi - Menetelmän paras tulos oli samaa luokkaa kuin normaalilla H2S04-ajolla; Ni-saanti 79. %. Ni.2 <. Yksi koe on tehty näytteellä 5 niin että näyte pestiin rikkihappoliuoksella ennen normaalia rikkihappovaahdotusta. Tulos ; Huonompi kuin normaalissa vaahdotuksessa. Säännöstelevät reagenssjt Muutamissa kokeissa on rikkihappovaahdotuksen yhteydessä käytetty: - karboksymetyyliselluloosa (4- kg/t ph 4) - Ca-lignosulfonaatti. ( kg/t ph 3,s) - guar gum. (0 kg Acrol 35/t ph 4,O) Tulos; Nämä reagenssit ovat lähinnä painaneet sulfidimineraaleja alhaisessa ph-ssa.

45 Amfibolikivinäytteen (näyte ) vaahdotuksessa, jossa kloriittipitoista liejua nousee hyvin runsaasti myös rikkihappovaahdotuksessa, on yritetty käyttää pieniä määriä lignosulfonaattia. Tällöin on lieju painettu neutraalissa ph-ssa jonka jälkeen on lisätty ksantaatti ja viimeisenä on lisätty rikkihappoa. Tulos ; Noin kg lignosulfonaattia riitti liejun painamiseksi. Rikasteen laatu oli tämän jalkeen hyvä, mutta Ni-saanti ei ollut paras mahdollinen. Rikkihappo Oy:n pesuhapon käyttö. Puhtaan rikkihapon sijasta on yritetty käyttää Rikkihappo Oy:n Kokkolan tehtaitten pesuhappoa. Tulos ; Saadulla pesuhapponäytteellä (55 % lietetiheys, 80 g H2S04/) vaahdotus ei onnistunut. Ksantaatti saostui liuoksessa jossa on C4-, Ni-, Cu-jne. -sulfaatteja. -- Vaahdotus korkeammassa ph-ssa Vaahdotuksen onnistuminen silloin kun ph 7 5 edellyttää ettti liete on dispergoitunut. Kaikki kokeet, joissa Hituran välimassan vaahdotus on suoritettu korkeammassa ph-ssa ovat antaneet huonompia tuloksia kuin kokeet alhaisessa ph-ssa. Kokeitten huono toistettavuus vaikeuttaa tulosten tulkintaa varsinkin näyte 4:n eri kahtiointierien, joiden kemialliset koostumukset ovat olleet melkein identtiset (ainoastaan CaO ja A203määrat eroavat) dispergointiominaisuudet ovat olleet ratkaisevasti erilaisia.

46 Alustavana vertailuna dispergointireagenssien välillä on tehty laskeutumiskokeita naytteella 3,.. Laskeutumiskayrat ilmenevät liitteistä 0. Reagenssikulutus vaahdotuskokeissa on naytteella 4 ollut noin kaksinkertainen verrattuna laskeutumiskokeisiin naytteella 3. Taulukko 8. Dispergointireagenssien vertailu. Näyte 3. Reagenssit Kulutus kg/t.. Hinta mk/kg Kust. mk/ t Vesilasi Calgon S CMC Quebracho Sobragene Dispex N 40 Aero Depressant 60 Palcotan Serla-Sol CA ,s-4,s-2,s 2-2,s ,s ,20,05,5O -,50 (u2,25 2,50 rj,oo ~ 0 ~ 8 0 0,20 2,O-3,O 4,2-5,3 3,7-6,0 2,3-3,7 4,s-5, ,O-5,O 2,0-2,s 0,6-0,8 Hintatiedot ovat vain suuntaa antavia. Vaahdotuskokeita on tehty seuraavilla reagensseilla: - Karboksymetyylisellulosa (Finnfix BDA) - Lignosulfonaatti (Serla-Sol Ca, Serla-Sol MG, Serla-Sol modifioitu, Orzan S, NH4-lignosulfonaatti, Rosenlew Oy:n Si-lipea ja Keskuslaboratorio Oy:n erikoisfraktiet MS, MK2A ja MK2B). - Quebracho ("spray dried bisulfited quebracho). - Guar-kumi (Acrol 35 joka on pitkälle modifioitu guar- kumi jolla on matala viskositeetti).

47 - Vesilasi (Valke Oy:n vesilasi jolla on B& 48,2 ja Muutamilla reagensseilla saadut tulokset on esitetty graafisesti liitteissä. Karboksimetyyliselluloosa~ Liitteet. ja.2 n Taulukko 9. Olosuhteet vaahdotuskokeissa CMC:lla. Kokeiltu CMC valmennusaika KAX vaahdotusaika Na2C03 P H H2C204 CuS04 hierrevalmennus CO2-valmennus H2S04 lignosulfonaattej a MgS04 Määrä 0,4-5 kg/t 5-20 min +3,4 kg/t -40 min '- 3 kg/t 4-9,5 a kg/t -0,s kg/t -32 kg/t -0 kg/t -2 kg/t Vaikutus parantavat soodamil jöö on paras ei vaikutusta huonontavat mahdollisesti Paras vaahdotusmenetelma CMC:lla olisi todennäköisesti;,s kg Na2C03/t, 4-0 kg CMC/t, pitkä valmennus ja 2-3 kg KAX/t. CMC:n hinnasta johtuen tämä ei kannata ja rikkihappovaahdotus on muutenkin antanut parempia tuloksia.

48 22. Taulukko 20. Parhaimmat vaahdotustulokset CMC:llä. t Näyte Paras j 3te %Ni kg/t Na2C03 CMC KAX Parhaimmat rikasteet Tuotteet % Ni % MgO % Nisaanti 4 0,9,s 2,s Esirikaste kertausrik. 2 kertausrik. 4~ 6~2 7,o 8,3,3 8,6 55,4 48,O 45,2 5 0,7,6 4,6 Esirikaste kertausrik. 2 kertausrik. 3~ ~0 24,2 9,3 4,6 65,2 56,7 52,l I Taulukko 2. Kokeet erilaisilla lignosulfonaateilla. Lignosulfonaatit Näyte Määrä kg/t PH Paras tulos % Ni-saanti 9, Ni -. Serla-Sol CA Serla-Sol MG Serla-Sol A modof. Ms MK2A MK2B Orzan S 4 (5) 4 II II II ,s , 8 s , , ,6 NH4-Lignosulf. Rosenlew Si-lipeä ,9 85,l L Koska toistettavuus näissä kokeissa on ollut erittäin huono on hyvin epävarmaa vetää johtopäätöksiä niiden perusteella. Näyttää kuitenkin siltä että: - Na-lignosulfonaatit painavat sulfideja herkemmin kuin Ca-lignosulfonaatit.

49 - Ca-lignosulfonaatit toimivat parhaiten. - Si-lipeaä (Ca-lignosulfonaatti) voidaan käyttää Ca- lignosulfonaattien sijasta ilman suurempia haittoja. Taulukko 22. Olosuhteiden vaikutus vaahdotuskokeissa lignosulfonaateilla. Kokeiltu KAX vaahdotusaika Na2C03 Määrä kg/t 40 min 72,s kg/t Vaikutus parantavat, - valmemus PH H2S04 Ca(0H) 2, KOH 5-60 min 3,s-0-28 kg/t ei selvää vaikutus ta huonontavat i Lignosulfonaattien teho pienenee alhaisessa ph-ssa. Kriittinen ph riippuu molekyylipainosta jne. Tilapäinen vaikutus voidaan kuitenkin saada aikaan jos lisatään muut reagenssit ja rikkihappo vasta lignosulfonaattilisäyksen jälkeen. Taulukko 23. Parhaimmat vaahdotustulokset lignosulfonaateilla. Niiyte Paras jäte % Ni Parhaimmat rikasteet Menetelmä % Ni % Nisaanti 4 0,22 2,2 kg Na2C03/t 8,7 kg Serla-Sol CA/t kg KAX/t 0,9 ~4 2,2,7 48,8 56,7 0,4 2,s kg Rosenlew Si-lipeä/t 2,o kg KEX/t 5,0 kg H2S04/t 2,3 85,l

50 Quebracho Liite. Taulukko 24. Muuttujien vaikutus vaahdotuskokeissa Quebracholla. Kokeiltu... Quebracho KAX vaahdotusaika valmennusaika P H H2S04 Maarä,. 4-4 kg/t -3 kg/t -40 min 5-60 min 6-8,6-3,4 kg/t Vaikutus parantavat ei selvää vaikutusta Guar- kumi Näytteellä 4 on käytetty liian vähän ksantaattia minkä johdosta Ni-saanti on jäänyt C40 % (Ni-pitoisuus 2,l- 2,4 %). Näytteellä 6 on tehty yksi koe jossa Ni-saanti oli 4,7 % ja Ni-pitoisuus,s %. Näyttää siltä,ettäquebracho antaa huonommat tulokset kuin Ca-lignosulfonaatti. Taulukko 25. Olosuhteet vaahdotuskokeissa Acrol 35:llä. b Kokeiltu Määrä Vaikutus J Acrol 35 valmennusaika KAX PH Na2C03 H2S04-0 kg/t 5 min 4 kg/t ,6 kg/t 20 kg/t Acrol 35 on kaikissa kokeissa huonontanut tulosta

51 Vesilasi Liite. L Taulukko 26. Olosuhteet vaahdotuskokeissa vesilasilla Kokeiltu Määrä Vaikutus Vesilasi valmennusaika KAX vaahdotusaika H2S04 P H Na2C03 Hierrevalmennus 5-60 kg/t 5-20 min + 5 kg/t -> 40 min -6 kg/t 6-0,6 +,s kg/t parantavat ei vaikutusta ) Hierrevalmennus on noin ne jä kertaa tehokkaampaa (nopeampaa) kuin normaali valmennus. Ntiyttaa siltä että vaahdotus onnistuu paremmin alhaisessa ph-ssa kg vesilasia riittää hyvän Ni-saannin saamiseksi mutta Ni-pitoisuus jää matalaksi. Taulukko 27. Parhaimmat vaahdotustulokset vesilasilla. r Näyte Paras jäte % ~i' Parhaimmat rikasteet Vaahd.aika kg KAX/t min % Ni % Nisaanti 4 0,20 8 kg H2S04/t PH 6 ~0 23 kg vesilasia/t 4 Os4 0~8 2,4,9 44,8 59,4 5 0,5 6 kg H2S04/t 3 PH 6sO 8 6 kg vesilasia/t 38 ~8 3s6 5~3 0,9,4,l 5,l 62,l 75,9 i

52 Natri umka rbonaatti ja hiilidioksidi,natriumkarbonaatti parantaa vaahdotustulosta käytettynä esimerkiksi CMC:n ja Ca-lignosulfonaatin kanssa, mutta se'llaisenaan se ei anna riittävää dispergointia. 0. Yksi koe on tehty niin,että lietettä valmennettiin hiilidioksidilla 60 min,jonka jälkeen vaahdotettiin ilman dispergointia. Kun käytettiin 5 kg KAX/t oli rikasteen Nisaanti 63,7 % ja Ni-pitoisuus 0,8 %. n Natriumfosfaatti Yksi koe on tehty Na2HP04:llä,mutta dispergointi ei onnistunut ja rikasteeseen nousi vain liejua. Näytteiden seostaminen. Vaahdotusominaisuuksien parantamiseksi on kokeiltu huonon ja hyvän serpentiniittinäytteen seostamista. Liite 2. Taulukko 28. Vaahdotuskokeet seosnäytteillä. Niiytteet 6 ja 7, H2S04-vaahdotus. Syöte H2S04-lisäys +vaahd. ph 3,s Rikaste 3 kg KEX/t Rikas te 6 kg KEX/t A % Näyte, % Näyte % Ni 0,45 0,48 0,49 0,5 0,48 Valm. -ssa kg/t Valm. min Vaahd. -ssa kg/t % Ni 2~ s % Nisaanti 49,7 58,3 65,3 67,8 76,6 %Ni ~ %Nisaanti 7,8 72,6 74,8 75,6 82,s Samoin on kokeiltu kiillegneissi- ja välimassanäytteen seostamista.

53 i Näitten kokeitten mukaan ei tulos ainakaan parantunut vaahdottamalla näytteet yhdessä kuin erikseen Vaahdot etutkimukset Vaahdotteita on verrattu toisiinsa seuraavissa olosuhteissa; 50 g Ka 200 ml vettä, 20 g H2S04/t k-a.ph 3,s-ja 4 kg KEXIt k-a. Koelaite: Muoviputki, jonka halkaisija on 43 mm, tämän pohjassa on sintterilasi, jonka läpi puhalletaan ilmaa. Merkinnät: = ilmavirtaus L = lietemäiirä V = vaahtomäärä t = aika kuplien häviämiseen (keskiarvo) K = kuplien' koko (keskiarvo) \ 4 Taulukko 29. Vaahdotevertailu. =/L v/~ m3/m3 Vaahdotekulutus 3 lm3 min 0,58 0,87 ml/t. k-a. 20,o t sek K 0 m vl/v2 silloin klln I/L 20,O-,4 Dowfroth 200 r Fro thbel SW- SW-2 Aerofroth 65 TB 4 G TEB FLOTOL Oulu pine oil 42 Turpenso FL Cresylic acid Creosote Barret n:o 4 Methyl, isobut. carbinol Ei kunnon vaahtoa ,3 2'o 0,9, ,

54 Parhaimmat tulokset on saatu vaahdotteilla:.. - Dowfroth 263 (-40 ml/t Ka) - Dowfroth 02 (e90 ml/t Ka) - Aerofroth 65 (-40 ml/t Ka) - TB 4 G (~4 0 m.l/ t Ka) Vasta todellinen vaahdot~stutkimus rikastustuloksineen antaisi luotettavamman kuvan vaahdotteiden laadusta. - Apukokoojatutkimukset Kokeet VM4. Kaikki yritykset ksa ntaatin korvaamiseksi osittain tai kokonaan muilla kokoojilla ovat epäonnistuneet. Viihän parempia tuloksia on saatu ainoastaan silloin kun apukokooja on ollut samantyyppinen kuin ksantaatti. i Taulukko 30. Apukokoojakokeet Apukokooj a kg/t KEX kg/t flh Paras tuote % Ni % Nis.anti Valopetrooli Aero Promoter Thiocarbanilid 30 Reagent S 367 Sodium Aerofloat Amine D Acetate 0,4-2 0,l-,6 09 0,8-,6 0,8-,6-2 0,l-0, ,8-,6 0,s ,8-, ,3-0,8 3,s-4,s,4,o O, Ainoastaan Aero Promoter 350 ja mahdollisesti Reagent S 367 ovat hivenen parantaneet tulosta verrattuna siihen että vaahdotus on suoritettu pelkästään ksantaatilla. Sodium Aerofloat on liian heikko kokooja. Vaahdotus kannattaa tämän mukaan suorittaa vain yhdellä ksantaatilla tai ksantaattiseoksella.

55 - Talkin vaahdotus Välimassanäytteillä talkin vaahdotuskokeet epäonnistuivat. "Talkkirikasteen" Ni-pitoisuus oli suunnilleen sama kuin syötteessäkin. --- Puoli-&atkuvat vaahdotuskokeet Viilituotteiden kasaantumisen selvittämiseksi tehtiin 2 puolijatkuvaa vaahdotuskoetta ja koemateriaalin puutteen vuoksi vain VM 4:ä, joka on todettu huonommaksi kuin VM 5. Koe 208; Koe tehtiin 5:n yksikkökokeen sarjana oheisen k~ovion A mukaan. Tällöin edellisen kokeen riperikaste R2 ja eturikasteen 2-kertaisen kertauksen kertausjätteet KJlja KJ2 lisättiin seuraavan kokeen syötteeseen jauhatusvaineeseen. Vaahdotus tapahtui parhaaksi todettuna H2S04-vaahdotuksena, KEX kokoo j ana. Tulokset on esitettynä taulukossa 3. Ni-saanti jäi kokeessa n. 0 % parhaiden yksikkökokeiden perusteella ennustetun tuloksen alle, mutta eräänä syynä on lyhyempi tavanomaista pituutta oleva vaahdotusaika = 0 rnin yksikkökokeiden rnin asemasta. Tulos oli likimain sama kuin VM 4:llä yksikkökokeissa kahta kertausta käyttaen ilman välituotteiden mukaan ottamista em. ylipitkällä vaahdotusajalla saavutettuna. - Välituotteiden Ni-saanti on hieman koesarjan aikana laskenut 24,-8,7 %:iin, mutta ~i-pitoisuus noussut 0,64 0,82 %. Koesarjan II:n kokeen kohdalla tulos on ollut paras: 6,4 % Ni-saanti rikasteen pitoisuuden ollessa 5,9 % Ni. Vaahdotusaikoja hieman pidentämällä tulos olisi tästä parantunut. Koemateriaalierän vähyyden vuoksi ei koesarjoja pystytty jatkamaan.

56 Koe 209. Koesarjan tarkoituksena oli tutkia magneettisen erotuksen käyttöä vaahdotuksen apuna jätteen käsittelyssä. Koesarja tehtiin 4:n yksikkökokeen sarjana oheisen kaavion B mukaan. Viilituotteet palautettiin tässäkin kokeen 208 mukaisesti seuraavan kokeen syötteeseen jauhatusvaiheeseen ja samoin tähän jauhatusvaiheeseen palautettiin jätteestä kouruerottimella saatu magneettinen."rikastew. Tulos: Kuten taulukko 32 osoittaa tulos oli täysin negatiivinen. Jätteestä erotetun magneettisen jakeen Ni-pitoisuus oli sama tai vieläpä alempi kuin epämagneettisen jakeen eli"-0,3 Kun samalla. täten turhaan kiertoon tulevan magneettisen jakeen määrä oli -20 '% syötteestä, on luonnollista että tulokset olivat huonommat kuin kokeessa 208. Verrattaessa koesarjoja 208 ja 209 parhaisiin yksikkökokeisiin käy ilmi eräs seikka: Palautettavien välituotteiden määrän kasvaessa vaahdotustulos huononee. Tämä johtaisi siihen, että välituotteet so. kertausjätteet ja riperikasteet olisi käsiteltävä erillisessa piirissä. Luotettavien tuloksien saamiseksi tätä olisi kokeiltava tehdasmittakaavassa.

57 Koe 208. kaavio A II-V kuten edellä Vaahdote Aerofroth 65 Koe 209, kaavio B ph 3.5 g KEX 2.5 kg/t KEX 2.5 kg/t KJ W$ \/ r\ - II-IV kuten edellä Vaahdote Aerofroth 65 MK = magneettikouru

58 Vaahdotus - LI-:I porras - -IV -V Koe 208 Taulukko 3. Rikaste (KR2) Välitilote Ni % Ni-saanti % Ni l Ni-saanti % Ni % Jate Ni-saanti % 6,s 6 ~ ,3 55,4 6,4 0,64 0,59 0,56 24,l 9,3 7 ~6 0,3 0,4 0,5 2,6 25,2 3,O ,l 0,72 9 ~ 0,5 32,7 5~8 58,O ~7 Koe 209 Taulukko 32. Rikaste (KR2) Vaahdo tus - C-- porras ( ~iilituote 3 Jäte l

59 Vaikeuksien tarkastelu. Ainoastaan serpentiinikivinaytteitä(vaimassa) on tutki ttu vaahdotusmenetelman kanna ta. Serpentiinikivinaytteiden valtava ksantaattikulutus lisiiä eniten sen käsittelykustannuksia. Sitii mistä tämä poikkeuksellinen kayttaytyminen johtuu ei ole varmasti selvitetty. Voidaan todeta mm : 2 A Niiytteiden suuri ominaispinta-ala (20-25 m /g) ei ole yksinaiin, syyllinen suureen ksantaattikulutukseen. Tiimä voidaan todistaa seuraavasti:. Jos sekoitetaan muita sulfidimineraaleja Hituran niiytteisiin (esimerkiksi Pyhäsalmen malmia) niin vaahdottuvat nämä normaalisti pienellä ksantaattimiiiirälla kun taas Hituran sulfidit vaahdottuvat niin kuin ennekin vasta suurella ksantaattimaiiriillii. (Liite 3.) \ 2. Ksantaattien jakaantuminen sulfidimineraalipinto- jen (rikasteen) ja harmemineraalipintojen (jätteen) viilillä vastaa huomattavasti paremmin Ni-saanteja kuin tuotteiden pinta-aloja. Toisin sanoen valtaosa ksantaatista adsorboituu sulfidimineraalipintoihin. Liite 3.2. B Alhainen vaahdotus-ph ei kuluta ratkaisevasti ksantaattia adsorptioanalyysien perusteella. (Kirjallisuustietojen mukaan etyyliksantaatin hajoamisen puoliintumisaika on 0,s min ph-ssa 3,4 ja 36 min ph-ssa 4,O). Mahdollisesti adsortio pinnoille hidastaa hajoamista.

60 C D Mahdollisena syynä ksantaattien tehottomuuteen on myös ajateltu lietteen suhteellisen pelkistävia olosuhteita. Nama johtuvat kuitenkin juuri suurista ksantaattilisäyksistä. Pääsyy suureen ksantaattikuluákseen on todennäköisesti joku seuraavista tekijöistä -. Rikkivajaus ja/tai hapettuneisuus sulfidimineraa- lien pinnoilla. - Sulfidipinnan suhteellisen pieni osuus sekarakeit- ten pinnoista (pitäisi oikeastaan vaikuttaa vaahdotusnopeuteen). - Vuorovaikutukset (sahkökemialliset) sekarakeissa lahinna magnetiitti-sulfidifaasirajoilla. Suurin vaikeus rikkihappovaahdotuksen onnistumisen kannalta on puuroutuminen (vrt. koemateriaalien vertailu, tarkastelu: Serpentiinikivinaytteet). Niinkuin edellä on todettu tämä voi riippua näytteiden kloriittipitoisuudes ta : - Kloriitin hienontuminen pitkin kerrosrajoja tuottaa erittäin runsaasti epapolaarista pintaa, joka aiheuttaa voimakasta flokkulointia ja stabiloi puuroutumista. - Kloriitti liukenee (niinkuin serpentiniittikin) mutta liuennut Al aiheuttaa flokkulointia ja puuroutumista. - Puuroutumisen johdosta sekoitus ei toimi kunnolla lietteessa ja mineraalien liukeneminen hidastuu. - Samalla vaahdotus ei onnistu kunnolla. Näytteen 4:n eri kahtiointierät ovat sisältaneet vaihtelevia AlZ03-määriä. Niiden rikastusominaisuudet tukevat myöskin yllä olevaa teoriaa.

61 Myös vaahdotuksessa korkeammassa ph-ssa on ilmennyt huono toistettavuus ehkä myöskin kloriittipitoisuuden vaihteluista johtuen. Lignosulfonaattivaahdotukset esimerkiksi näyttävät onnistuvan paremmin kun näytteessä on kloriittia (päinvastoin kuin rikkihappovaahdotukset). Mahdollisesti kloriittipinnat ja niiden liukenemistuotteet sitovat ylimääräistä dispergointiainetta estäen sulfidien painamista.

62 .. H/TURAN A VOLOUHOS *.?/!fncn '4:.5ilf?

63 Liite Hitura VM4/CW x50 Hitura VM4/CW x00 0 Q Hi tura VM5/CW Hitura VM6/0v x50

64 Liite Hitura VM7 () MtJ.rskattu/CW/ xso X Magn. Hi tura VMg;cw ~ xso x Magn. Hitura H 9/CW/ , x50 x Magn. I-Iitura VMlO/CW/ , xso x Maen.

65 Liite Hitura VMlL xso 4~4. 72/CW Hitura VM2/CW xso

66

67

68 '!b.i 4! -[ P.?D 6,O 7. p. 50-Anti~oritc $0 a no l 4 0,~!T,II ;I t i _. d-dw3 \ -- dc3 d l0!7-47! '23si205(0H)4 (~erpentine) o Fe304 Magnetite k-64]:, ' -Penninite = Mg3Al2Si3Ol0(O)8 Chlorite - / = Ca2Mg5Si8022(0H)2 Trenolite Z3-43a -_- S = Mg7Si8022 (OH) Magnesium anthophyllitei6-40lj = NaASi308 Albite C9-466,K(Fe,Mp) 3ASi300(OM) Biotite : l I = = " I I : i- ja - - l ' * I, A--, I -.-. I I--l--L : l -. / l i I I ',, --. ) -

69 Liite

70 % Nl' % Ml-

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86 Liite 9.6,.,.:.....:....::-!..:.. : :. ::.!.: : ::.,:.., ,.,..... :.....,!' -.:.. '.,..., :--!,..... jfe 2 (CO. 4? ? - 55:. c 42i FcS. + ; , :- -...;:;:-:;:-.A~~,5;: , ,:.:.....GZ'i?,t<i<j.. Y : :... j.::.::.!.....; :...:. : I i. :.. :::.: :: :.:.,i.. ; :;. ::.,::. t:: :..::!;:::. :..:.::, :.. ; :,,.::,.: : ,....,.,.. /..l,, , L !--:: r!... :.:..LL~:--L.:..:--:--i:...~: ,. ~,Fc~<sc~:)~ +:z.f-c, FC.~,..J. i- +:4. so?.. L... AG,..:... 3ss~5.... : -..-jn~;~:\:!... i....:...., , ,. \. +.., ;... _,...., ,.., I C I_.... i...,....., !:,: _/:..::. :..,,... < ! :...! :..: i..::::.].::::..,...,......, l..:......'. ; ::-::,..'...7:;-.7;-.:i.:-.;:;. X.L :' -... '.... :.....,,.. l..l.-l.....:..., i... :.:.LI-:,.:.::i-r-:::::..,,,.. ; -.,..... :..!i::::::.::!:::::::.:i... :LI...:...; ,..! ,..,..i :, -.2,i. j-72,. -. ' ,.,..,..,..!.,......, ,.!: : i.iu.:..: :......,...., ,.[.: :. :.;.,!,.. i..,l.. :,,,,: :./:. :., :,._.::.. ':....<...,..,....::..,.. : : '! ' < ,.., ,.,..; '-:' :i,:,..,.:,......,... -i...,. :: <l:.:.,.. f,,..!..,. <,..,..,..,, '::I ';'.,!......,... i , , ! ',,,,...,..' 8. ;... I :. :..... /..., <... (.., !':. ;:..;.....,.,, ', <..,. :.!..: ,.....,..... ' ! , ! 5,,-,..,.. -..,. ; r i. l '...:... -:... \' i : /.!.. <,.!...::: !.,. 4.., 0 *

87

88

89 ~ctnlurfincn tut~i~us.-- r-\ CW,MSa/KM Tekij..., Pvm: 0.I/.7.~-..:::- Paino HuomautuJ.:s::a Alkupunnitus: Vaahdotuskone: Vae.bdotuskenno: Kierros luku: -n_ o. 26-r.-: (j J~GN' "/ :7.2 A -p!c7tj/.~ 2 Oo/2..P.I'-t ph Tuote g % AnaysoiC.aan: Jnuhntusastc: fp ~ ' f! 2 jlp I"J,. II' ' t---t-it! ' , 2! f!.) c. z l- /,- JLl.). il.! Ci /? :Jl.-'> ~ r-j. +t (..:I_J,./(.) '/ <'\~) --r /l! ~ ':;2 II.L L.,.S: 7C. r.. A.-'~ :.,:J CC...t ~. ', -..~ i---rl--+-~~~~-~~i.r-~---~---+i--~~'--~2--~-j--~~~- -+ 2_._ -~I-.~-~-9-?_Ir-:-;-:-~~~--~ l '! l/.. ; - ' ' --r--r- ' : -~-+-~ -+--;...--(_ ft-l-:- (j--t-lz.,...;..._,t~o n~t /'';..., -- J +--+-! :: l-j-w ~---:!-+---t t-!--'.--rl._, t'. -LlJi=~---~. --r-- --,:--t---t-+---'l---ir ~,! ~~ '{:j

90 Hituran VM 5 Koe 8 Koe 9 m-% R 3.07 om-% 3.07 sm-% 3.07

91 Koe 8 R K oe 8 J

92

93

94

95

96

97 ~<so,?g-ltt; ea-. ---T \&-\? r? 6 5 l!.ejm;e;rl : CCA.T~;.C~( +-.- Liwsk S-C ssc* vaal-,&iv5 pb'.~~i3y d 'ii 3

98

99

100

101

102

103 . -- ' 8i;v - I I, ' h \ 0 :b-:~ Or. u<--,.,*, ba hb- Ao Q,. Q,*I o Q.: kb;? M io b. M ~ Q ; ~ ~ * ~ v q + ~ 6<dQ(0~y4nwq9'~',~i~' ~ 7 ~ q.. q ~ ~ ~ b-qq%,b! \n 0 QO) L,.. b, Q i? $, 2. $is.,,.,..!$y Q \ raiph. Qd \ \. s m i$~... \' \ k' f,.: I, --.. : 4 8 i -..-;.. t '... :-..,.. i.! * ', - I : T..- ;. i ' -.:.. -..I i..! '. : ,...,.. : j ' :

104 ......,,!, * : :. : : i ; i j : '. '... ' '., I : ! i l ; ' i i... i.....,....!.,...; '!.. l l ' ;!.!

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115 l j :,.-.-.,...! h... %---'.- j i j. ' I dl..!, 8. i -! : I I..,!!.!......!! I!.! l I ; i j,. I I. ;, I...,,. -., :.-..* -- ; \ '9 3!,. ; i q i,, F! <. I t\ '

116

117 -._ % t- - \.,. j l i ;...: , ',".....,...,..., b h..~.! :. ' ;! :,! * G) 9....:. I:.. 0 m. ' , : _._ l....._( w\ a;s * s. I!! : ;---i ; ; i i '...,. -.. ; :. 9 '9...! 4 U' i...., < I ) i i a :u,p- l ', 5ZO73 fiwh! '.., _, '.. 2 \ b.c QGL? 4P _-.-L b, I...:....- i J-.i..., ,. i.. -.!. :,, :! l i l l, i 'i i , - ' %.-.-: L. ; : il.i..--}..-l.-.:+.,!,., I 'V I - * i i!,, i :.. -.,-.-. i. :. 0 ' f - I i :! I : !. : : rzi \\ \ 3, : i I. ' i 9 t 4 l. l,., ,. ;.--. :..- :., i! I i l..! V),.... ;---;----/ ; ,--- ; :,. 5 '.! I d!..... l..:....:... -:.... :..- ;. -..f'.... :... L 0!? , ' ',' ' 4. i I \ ; ( (\I '0 I ?y..,...., i ,..! Q 0... j : 3 8 '!, P C 3 I - x p<. f.&*,/. - G7 A ' I V I ~ ~ ~ " JJ#d// F;trqI*y vp 4 Y w 6 Q+. ~ '& \..! i 4 9 'r, \ q rp) I.-

118

119

120 IV MAGNEETTINEN RIKASTUS Tutkimuksen tarkoitus: Kaikki aikaisemmin tehdyt magneettiset erotuskokeet Hituran valimassalla ovat antaneet täysin kielteiset tulokset. Tämän tutkimustyön yhteydessä haluttiin tarkistaa:. Ennen kokeilemattomien erottimien: - Carpcon vahvama,gneettinen markaerotin - Hihnaerotin - Kouruerotin - selektiivisyys Voidaanko mistään jauhatusvaiheen tuotteesta tai vaahdotuksen jatteesta saada magneettisesti tuotetta, joka kelpaisi jätteeksi, rikasteeksi tai prosessiin palautettavaksi valituotteeksi. Tutkimukset: Tutkittavat materiaalit olivat:. Hienoksi jauhettu (90 % -400 mesh) välimassa 2. Ilmaluokittimen hieno j ae 3. Hydrosyklonierotuksen ylite 4. Vaahdotuksen jäte. Kaikki erotukset tehtiin markaerotuksena. nauha- tai kouruerottimella. Carpcos, Tulokset : Kaikki magneettiset erotukset ovat antaneet epaselektiiviset tulokset Ni:n suhteen. Korkein jonkun magneettisen jakeen Ni-pitoisuus on olemattomalla

121 Ni-saannilla ollut.2 % Ni ja yleensa parhaimmissakin tapauksissa rikastuskerroin on ollut -2 jätteen pitoisuuden ollessa yleensa yli 0.3 % Ni tehtäessä magneettierotus ennen vaahdotusta. Myös onnistuneen vaahdotuksen jatteella erotus antoi täysin negatiivisen tuloksen magneettisten jakeiden Ni-pitoisuuksien ollessa samoja tai vielapa hivenen alempia kuin epämagneettisen jakeen. Myöskin magneettinen flokkulointi antoin negatiivisen tuloksen. Ni-epäselektiivisyyden suurimpana syynä on hienojakoisen magnetiitin esiintyminen silikaateissa ja yleensäkin malmin pirotteisuus. Selektiivisyydestä voidaan puhua vain magnetiitin jakautuman yhteydessä. Tarkemmat tulokset on taulukoituna liitteissa seuraavasti: Va.lim.assa IV Hienous 90 % -400 mesh. Liite : E~otus nauhaerottimella Erotus carpco-erottimella. Välimassa IV Ilmaluokittimien hieno jae Mienous -00 % - 0 pm. Liite 2: Erotus kouruerottimella Liite 3: Erotus Carpcoerottimella Välimassa IV Hydrosyklonin ylite Hienous 00 % -400 mesh Liite 4: Erotus kouruerottimella Liite 5: Erotus Carpco-erottimella Liite 6: Magneettinen flokkulointi ja erotus kouruerottimella. Välimassa V:n puolijatkuvan vaahdotuksen j atteet. Liite 7: Vaahdotussarj an kokonaistase

122 Erottimien selektiivisyydestä antaa hyvän kuvan erotettuj en j akeiden Fe304-pitoisuus' (= Satmaganlukema). Jätteen (EM) matalin Fe304-pitoisuus (0. %) on saavutettu liitteen 3 ajossa, jossa jauhatus on tarpeeksi hieno, EM:n Ni-pitoisuus 0.34 % osoittaa, ettei magneettisella erotuksella päästä kunnon tuloksiin. Liitteen tulokset osoittavat, että karkeammalla jauhatuksella tulos on vielä huonompi.

123 Liite 4. Blagn. erotus nauhalla m-% = määrä EM Syöte om-% = kmulatiivinen määrä -. m-% on-% , p-% pitoisuus sm-% s-% = saanti op-% = kumulatiivinen pitoisuus 0s-% = kumulatiivinen saanti p-% Ni SS-% = summasaanti S-% S Fe 304 Satmagan Hituran VFi 4 hgn. erotiis Carpcolla Fe304 Satmapan

124 5. Liite 2 Hituran VM 4 Tuuliseulonnan hieno fraktio Magn. erotus kourulla Disper~ointi - 07-z TSKF Ml M2 M3 M4 FM Syöte a-% ,233,37, ~3.393,233.gnn.?!IS ~4 S ~ J X 03.SrJ3 3/.37 t : 8' '; o?.gc:9 (Satmagan)

125 Liite 3 6. Tuulisciilonnan hieno f ra:tio liagn. erotus Cnrpcolla PII PI2 M3 El4 EM Syöte m-% 7.52 G. G?? on-% Z sai-:!

126 Liite 4 7. Hituran VM 4 Hydrosykloonierotuksen hieno fraktio Map. erotus kourulla Dispergoint i HSKF HSHF p ~ no S-X , op- 7: t.? f.232 0s-h SS-Tb 3.? s

127 Liite 5 8. iturai!?.~ Ilytlrosyl:lor~:iicrotuI~sc~~ hiciio frnktio llai.,ii. erotus Carpcolls Ifl/0,7A!2/.,3A l3/3,5a II4/rnnx EI'! Syöte, S GGS :'. 967, G ?25 G q9

128 .? 9. Liite 6!I El Syöte !).5:-:

129 Liite 7 0. Hituran W.4 Koe 209 J. JEM Syöte Fe304 (Satmagan)

130 V SUORA PELKISTYS. Johdanto Aihe : Hituran välimassan rikastustutkimuksia on tehty aikaisemmin sekä laboratorio- että koetehdasmittakaavassa eri menetelmin mm. seuraavasti: - vaahdotus - magneettierotus - liuotiis - bakteeriliuotus Kaikissa suoritetuissa kokeissa nikkelin saanti on ollut huono. Syynä huonoihin saanteihin on malmin pirotteisuus ja erikoisesti Ni-mineraalien esiintyminen hienojakoisena pirotteena (osittain mackinaviittina) ja hienona sekavana lamellirakenteena mm. magnetiitin kanssa. Oksidifaasin (Fe304) ja sulfidien tiivis sekarakeisuus oli etukäteen se tekijä, jonka perusteella voitiin pelkistyksen olettaa onnistuvan. Erityisesti tiivis oksidi-sulfidi-lamellirakenteisuus oli lähes idealirakenne pelkistysmekanismia varten, jonka reaktio karkeasti voitaisiin yksinkertaistaa seuraavasti: Tässä Me = Cu.Ni. jne. Todellisuudessa joudutaan magnetiitin pelkistämiseksi ja pelkistävän kaasutilan luomiseksi käyttämään lisänä hiiltä. Lisäksi huokoisuus ja lamellirakentcisuus nopeuttavat reaktioita ja hilasysteemin pelkistysvaiheen aikana luhistuessa auttavat pelkistyvan metallin erkautumista ja edelleen pallottumista.

131 Myös serpentiniitin korkea MgO-pitoisuus antoi aiheen olettaa, että silikaattifaasin sulamispiste olisi tarpeeksi korkealla pelkistamisen suorittamiseksi Tornion tapaisesti. Tutkimuksen päämääränä oli pelkistaa magnetiitti ja saada Ni,Cu, Co jne. lejeerautumaan siihen "ferrolejeeringiksi", seka magneettisesti tai muilla keinoin erottaa pallotettu "ferronikkeli" Tornion tehtaiden vakevöinnin tapaan. - Tulokset: Koemateriaalista voitiin pelkistaa ja pallottaa onnistuneesti"ferrolejeerinkim seuraavin edellytyksin: - Hiilimäärä 3-5 % syötteesta - Lämpötila 5450~~ - Syötteen raekoko alle mm - %:n pyriittilisays (=S) parantanee tulosta. Lietteenaliian pienistä koe-erista kouruerottimella tehdyt pelkistetyn tuotteen magneettiset erotuksen osoittivat, että: Tornion vakevöinnin tapaisella menetelmällä voidaan rikastaa "ferronikkelia" (Ni~3.8%, Cud.2 %) hyvalla (~89%) saannilla. Oheisessa taulukossa on pelkistetysta materiaalista tehtyjen magneettisten erotusten tuloksia. Aine Määrä UI 3 Ni V) 'C;' CU C, E; Fe Lahtömateriaali 00 % Magneettinen jae l~~ama~neettinen jae Ni-saanti-% 6-20 % I % I Vaikka Hituran välimassa pystyttaisiinkin teknillisesti käsittelemaan em. tavalla ei se ole taloudellisesti näin köyhalla malmilla kannattavaa, kuten liitteen laskelma osoittaa.

132 2. Materiaalit Iiturar.i viilim;~ssa~i kocnatcriaalcja oli kolrncn eri naytc-eriiii. Materiaalien analyysit ovat seuraavassa taulukosta 2. Taulukko 2. Koemateri:ialianalyycit, %

133 Koemateriaali murskattiin ensin -3 mm raesuuruuteen, pelkistettiin sellaisenaan tai eri hienouksiin jauhettuna. Pelkistetty materiaali ensin murskattiin ja sitten jauhettiin tavallisesti tärymyllyssä hienoksi. Koemateriaalien raekoot vaihtelivat eri kokeissa. Raekoot ja pelkistykseen käytetyt lisaaineet ym. tiedot ilmenevät liitteenä 2 ja 3 olevista taulukoista. 3. Pelkistys Hituran valimassan kuivapelkistyksia on suoritettu kaikilla kolmella naytemateriaalilla. Eniten kokeita suoritettiin viimeisella (VM 3-) naytteella. Pelkistyksissä on kokeiltu seuraavia muuttujia: - lämpötila (T'c), - raekoko - kivihiilipölymaarii, jossa 70 % Cfix - pyriittimaara - lisäksi kokeiltiin elementtirikkia, kloridia (MgC2) ja pelletoinnin sideaineena bentoniittia. Kokeita on suoritettu pelletoituna ja briketoituna putkiuunissa N2- tai Ar-suojakaasussa seka induktiouunissa (myös suojakaasu) myöskin irtotavaralla (tarvittavat aineet on ainoastaan sekoitettu keskenään ennen pelkistysta). Pelkistysolosuhteista lähemmin ks. liitteet 2 ja 3. Pelletointi suoritettiin käsityönä sekoitetusta ja kostutetusta materiaaliseoksesta, joka kuivattiin lämpötilassa n. 90 c. Briketointi suoritettiin ilman sideainetta puristamalla sopiva materiaalimaara n. 250 kp/cm2 :n voimalla.

134 Kaikki pelkistykset kestivät (lämpötilan nostoon kuluvan ajan lisäksi) pelkistysolosuhteissa 3 h ajan. Tämä aika oletettiin riittäväksi tasapainon saavuttamiseen. Yksi koe tehtiin myös 6 h:n viiveajalla. Sulatuksia suoritettiin pelkistetylle materiaalille. Tarkoituksena oli saada metalli- ja kuonafaasit erilleen. Puuttuvan sekoituksen vuoksi tarkoitusta ei aina saavutettu. Useissa kokeissa upokkaat eivat kestäneet tai sula meni upokkaan seinämiin sisään. Kokeiltiin erilaisia upokasmateriaalej a (AIZOg, MgO ja grafiitti). Alumiinioksidiupokas ei kestänyt kokeissa. Pelkistyksissä metallifaasin (pelkistyneen ferronikkelin) maäritys (anaysointi)ei vielä täysin onnistunut. Taman johdosta pelkistyksiä seurattiin hienäytteiden avulla ja lähes kaikista onnistuneista pelkistyksistil on tehty hienayte. Magneettinen erotus oli kontrollina pelkistyksen onnistumisesta. Varsinaista pelkistysastetta ei sellaisenaan maaritetty. - Liitteenä 4 on V. Polven pelkistystuotteiden mikrorakennetarkastelu, joka selvittää syvemmin pelkistys-pallotussysteemin mekanismia Magneettierotus Magneettinen märkäerotus suoritettiin useista onnistuneista pelkistystuotteista ja joistakin sulatustuotteista, missä metalli- ja kuonafaasit eivat olleet kunnolla eronneet toisistaan. Syynä on sitkeä MgO-pitoinen kuona. Pelletteinä pelkistetyista materiaaleista tehtiin magneettierotus vain yhdestä- tai kahdesta muutaman gramman painoisesta pelletista, joten kokeen onnistuminen oli epävarmaa pienen ainemaaran vuoksi. Jos materiaalia oli

135 tarpeeksi (kuten induktiouunipelkistystuotteet), tehtiin markamagneettinen erotus 200 g:n naytteesta. Kokeeseen käytetty materiaali jauhettiin tarymyllyssa verrattain hienoksi (ks. liite 2 ja 3). Märkamagneettinen erotuskoe suoritettiin kouruerottimella, jonka pohjaan oli liimattu magneettinauhoja ja näiden paälle eripaksuisia teippikerros j aksoja (PVC), jotta saataisiin eri kenttavoimakkuuksien vaikutus erotuksessa (ks. liite 5). Rännin kaltevu~s oli 20' j a heikoin kentt3voimnl<l;uus 0 i ylirnn,7ssii (cnsimmiij.sess5) jaksossa. Kiiytctty vesin5ars oli 5 l/min. Materiaalit dispcrgoitiin kalgonflla (0-50 ing/kf) ennen koetti3 ja syöttij tsp;,htiii ylivuotoastiasta, jossa oli voimakas sekoitus. Jos materiaalin oli v2.hän saatiin vain magneettinen (M) ja cpänagnccttinen (EM) fraktio. RiittBvan suuresta nayttecst~ saatiin neljii cri masneettista - ja lisliksi cpai:iagnecttincn fraktio. Tuotefraktiot punnittiin ja analysoitiin Ni ja usein myös Cu, Fe, S ja laskettiin saannit Wang-pienoistietokoneella. Tulokset on esitetty liitteissa 2 ja 3.

136 5. Tulokset. Pelkistys: Pelkistyskokeiden muuttujien vaikutuksesta voidaan todeta: - Lämpötila: Pelkistyslämpötilan nosto parantaa pallottumista. Liitteinä 6 ja 7 on kuvasarja, joka havainnollistaa lämpötilan vaukutusta Fe-pallotukseen. Liitteessä 7 on esitetty kaikkien kokeiden lämpötilan vaikutus Ni-saantiin graafisesti. Tämän mukaan 450 O:n lämpötila olisi riit- Lämpötilan nostoa yli 450 O:n rajoittaa silikaatti materiaalin epämääräinen sulamispiste, joka välimassan serpentiniittiosalla oli dl550 OC. MgO-pitoisuuden laskiessa ja Si02-pitoisuuden noustessa sulamispiste laskee, 0 ollen se esim. VM 3:lla ~50. Kun pelkistystä jatketaan 'sulatuksella, voidaan todeta, että MgO-pitoisen kuonan viskositeetti on niin korkea, että kaikki metalli ei kykene erkautumaan vaan kuonaan jää metallista sulkeumaa. Kokeissa ei vielä,etsitty oikeaa lämpötila-aikajakautumaa. Voidaan kuitenkin olettaa, että pelkistyslämpötila on valittava sellaiseksi, ettei liian nopea sintrautuminen estä pelkistymisen edellyttämiä kaasureaktioita ja toisaalta luodaan diffuusio- ja virumismekanismille otolliset olosuhteet. Teollisuusmittakaavaisen rumpu-uunin käyttöolosuhteiden suunnittelua varten olisi ehdottomana edellytyksenä ohjelmoidun pelkistysjärjestelyn selvittäminen. Hiilimäärän lisäys lisää luonnollisesti pelkistyvien oksidien määrää ja samalla myös Ni-saantia. Liitteen 9

137 kuvaajien mukaisesti koeolosuhteissa 3-4 %:n hiilimäärä on riittävä. - Raekoko : Jos jauhatus oli viety 00 % - 3 mm, ei raekoolla ollut ratkaisevaa merkitystä, Optimiraekoko on ilmeisesti välillä 0,l- mm. Liian hienoksi jauhetussa materiaalissa (00 % mesh) ei virumismekanismi. pallotus toimi ilman briketointia tai pelletointia yhtä hyvin kuin hieman karkeammalla materiaalilla. - Lisäaineet: Pyriitti-, rikki- ja kloridi-(mgc2)-lisäyksillä ei todettu oleellista vaikutusta tuloksiin. Liitteen 0 mukaan pyriitin lisäys mieluimmin huonontaa tuloksia. Hituran tapauksessa malmin S-pitoisuus on ollut riittävä auttamaan pallotusta, mutta jos malmin S-pitoisuus laskee vielä tästä (esim. lateriitit) on pyriittilisäys eduksi. - Pelkistysaika: Kuten jo edellä on todettu ei oikeaa lämpötila-aikajakaumaa tutkittu, mutta kokeissa 3 h:n pelkistysaika on riittävä. - Pelkistyksen tuotteet: Liitteessä on esimerkkinä analyysit pelkistetystä materiaalista sulattaen erotetuista metalli- ja kuonafaaseista. Kuten metallifaasin lähinnä Cu- ja S-pitoisuuksista ilmenee on sille sellaisenaan tällä hetkellä vaikea löytää käyttöä vaan se jouduttaisiin 0KHA:ssa sulattamaan joko LSU:ssa tai konvertterissa. Tällöin taloudellista tulosta huonontaisi:

138 - Harjavallan sulatuskapasiteetin riittämättömyys so. lisäinvestoinnit tarpellisia. - Jalostuskustannukset likimain samat kuin vaahdotusrikasteillakin. - Raudanpiston yhteydessä syntyy Ni-tappioita. Jos syntyvää "ferronikkeliä" pystyttäisiin käyttämään haponkestävien teräksien valmistukseen, tilanne paranisi huomattavasti. - Magneettinen erotus. Pelkistetyn materiaalin magneettiset erotukset tehtiin pienistä ainemaaristä ilman kertauksia ja välijauhatuksia, - joten ne sinänsä eivät anna oikeaa kuvaa erotusmahdollisuuksista. Hieiden mikroskooppi- ja mikrosonditarkastelun perusteella (vrt. liite 4/4) voidaan olettaa teollisuusmittakaavassa päästavän ainakin samoihin tuloksiin kuin parhaissa kokeissa : - Paras Ni-saanti oli 95 %. Teollisuusmittakaavassa t Ni-saanti40 %. - Paras jätteen Ni-% 0,06 %. - Magneettisen jakeen määrä vaihteli 5-20 % ja Nipitoisuus 4,3-,O % Jatkotutkimukset: Vaikka edellä on todettukin ettei Hituran välimassan kasittely pelkistäen nykyisin edellytyksin kannatakaan, olisi lateriittimalmeja jne, silmälläpitäen vielä tutkittava pelkistysta pyörivässä uunissa Tornion tapaan. Odotettavissa on tuloksien paraneminen mekaanisen sekoituksen ansiosta. Samassa yhteydessa olisi etsittävä myös oikea lämpötila-aikajakautuma,

139 Liite. 0. Louhinta: milj. t/v, % Ni, 0, 27 % Cu.. Malmin rnursks~ia Ja jauh3.t~~ kuivan2 - xin:n raekokoon. 2. Pelkiutys hiilellii kuudcssö :.; 95 m. rumpu-uunissa. 3. Tuolte cn imsr:cxj?. c.:zat~r; ja luo:itu.;. 4, h4agnccttinciz src;us, jossa p~lloimzi~~t rautanikkeiirakeet erotetam, Saatu riliaste: 3.8C/oNii,2c&Gu, 'Iï.O%Ye, 2.0thSS, k.oojoc,. 0.2$Co. l.o%cr. 7.0:'nSiOZ, BO?&MM~O. I.O%Al Rikasteen rnur2i: t/v, Xi:n saanti 89 % L.Custaniaul~cci: Inve stointi: mk/r.iall-riit~nrii 94 milj. ml; - Huomautulcoct: Nylcyiseil33n kiirnnitinlcizi~~ kn~asiteetti ei riittaisi, vaan tar- vitttii~iin issinvcotointc ja. i I<ustanniil<cet: i<lsitaielyrustannii!cr;ct ovat yi~tscvui-et Lr,i vaahdotusrilca~iceiia. suii~emrnat kuin

140 Liite 2.. n:(i \ini (H." l CO 2(:0 400 "T f' e lki5tvs Cil osuntcct s \ ~2 C 2 P c n t 0 fl. R T k [' / %-mcs h loo 200 M3 ~ nc et tinen 400 Ni ~bf.n. erotus Pitoi suus, ~ frak t io eu Saanti, ~ Ni eu V '/: l. : 7-3( j l ~.J - n l~: ,8.26,2 7 9.,20. 28,29 \'Hl \' \ S 2 ~) r, 2S too \ J 350 4:; ( nO-lSOO 440 ] 4 S 0 50() son ] s S :5 J'ell. P. Pello r r p r Brik. PelI. r Pe. P Pe. P Pe J. P... SO O ~,... : n v a "].. C n, S 0 P \' a ] 4) ( ) Sintr. osittain, meni hyvin P<,lk.+sulatus, AI Z 0 - upokas ei kestä 3. eu jäi kuona an Kuten 26.., ajettiin 2:na pv : nä Pclk.+sulatus, upakas rikki Ajettiin 2:na pv:nä, osittain suli LT: n funkt.., s opiva C, pel l. kasajn 500 (:553 'rlman pel.lct. - huonompi Bri k.vaikutus - p arempi Pc lk.+sulatus, Cu ja Si metalliin LT : n funkt. SOoC väl., -400 mesh.liian hieno, suli C:55a - Pyriitin vai ku tus meni paremmin Yhtä hyvä ku in 5, C-pölyä Z Z ( " ' " V. 97j V~ (20'l. -t Omcsh) ( 4 0% - OOme s hd (00~ 200mcsl) sn p p p P Pelko raekoon funkt., raekoko ei vai k. II " " Pclk.+sulatus, Cu metalliin ja upokas rikki II II Z S () () ( , S 5 2, ,5 r r ~eni hyvin, C-T-sarja II " II " " " Pyr. sarja " " ", liikaa pyr. Pclk.+sul. MgO-upokas kesti Pelk.+sul. Graf.-upokas kesti Meni kuten.2. ' i9 SS S I I,, I I,.,:~ -,,",

141 r------~ ~ a,, J atk 0 Pv-m V. ~)7 Koe \: :5.. 3 (5.3.) , 8.4 ~ V~! , mm edell T<lckoko lf ja t ku su Pelkistys l'itura ~ V~l PELKISTYS./\ ~L\GN[ETTIN[N EROTUS " " " II " " H ei.. ~, n Olosuhteet Lisäaineet, ~Q PelI. U.mi C-pöly Pyr. s ~g~2 Rentop. Brik.P/I ,5 2,5 2 S 2. S l Pell. Pello Brik. Pe. PelI. PelI. PelI. Pello Pello r p.p r p P. P.. fjuo m, Pelko pyr.sarj a 2.S' C-paly " " i ' k s % py r R iki n vai k utu S,' 0 s i tt a i n u los 7 0 0! t Kloridin vaiku tus Ajon 8.3. uusirlta f' e ] k.+suj... : I II kork.l LT:ssa~ MgO-kesti Virta katkesi rloooc:ssa, S ulos 580) Edel] isen uusil,ta, S ulos sulivat hieman. Lähtbmateriaal Jista.: \.,Ele k t roni - 0,... " j a rr~n,tgcnkuv ia i r'" I I Lämpötila lask i välillä I I Pelko 6 h Rackoko %-mesh S t-60mesh S "'70 ",70. L l' _'_ Magneettinen erotus Magneettinen fraktio Pitoisuus, t Saanti t % Ni L eu Ni ,~2 te '--',' eu SS 52,. I I I I I I I I, i I! I I. I I : ( I! --'-----,~_- -.-JL_....._,

142 HITURAN VALIMASSAN KUIVAPELKISTYS- TUOTTEIDEN MIKRORAKENNETUTKIMUKSISTA. Hituran välimassan kuivapelkistyskokcita on Mctallurgi- sessa tutkirnuslaitokscssa telity laboratrriouuncilia eri yhteyksisia jo syksyst3-70 alkaen. Lähtömateriaaleista ja pekist;-stuottcista tehtyjen metallogiaiisten ja mikroanalyyttisten tutkimusten aikana kertyneestii kuva-aineistosea olen seuraavaan esi~nerkltin!j kopioinut liittcet 4/-4/4 puuttiimat ta eniia yksityiskuhtnise~anin eri koesarjoja koskeviin tuloksiin. Pelkistyskokcita on tehty seka putkiuunilla, jossa pdnoksena on voitu käyttää vain yksittäisiä jauhoseokses- ta puristettaja prikettcjä tai pcllctoituj3 pcllettcjä, seka induktiouunilla A203 upokkaissa, joizsa panoksct ovat olleet maär2l.lisesti suurccpia. Yhteenvetona mikrorakennetutkimustcn perustcclla voida3n todeta, et.73 useista lopputulokseznvaikuttavista tckijöista jolitucii oli kokeiden toistcttavuus kuoiio; csim. iriduktiouiij.- panoksen el-i osissa tehdyissa hieissä todettiin suuris- kin eroja mika johtunce ainakin osaksi erilniscstc lampcnemisccta, kaasureaktioiden vaihtelevasta etcne- miscsta lepotilassa olcvassa panokscssa jne.

143 Eri välimassanäytteet (VM--> VM-3) poikliesivat sintrau- tumisalttii~dcltaaii ja sulainispisteiltiiari siin3 nis!irin toisistaan, ettei voida ma3ritclla yksikiisitteist5 optimilämpötilaa pelkistystä varten, vaan lanipötila on valittava siten, ettei Liian nopcn sjntrcuti~rnincn vaikeuta pelkistyniisen edellyttyini2 kaasilreaktioi ta, mutta toisaalta silikzateissa pelkistymisen kuluessa ja paatyttyä tapahtuu riittavy2 rekristaïlisaatiota ja rakeenkasvuz auttamaan dif fuusio- ja virumisr,;ekani.s- meilla tapahtuvaa pe~kistystuottciden pallotturnista. Viipymisajan ja eri tavoilla ohjelmoidun pclkistysk2isit- tclyn vaikutuksia ei suoritetilissa kokeissa ole tutkittu. Jo luonnostaan suuren huokoisuutensa ansi~sta, juta vie3 lisää silikaattien hilassa olleen kideveden (-2 %) haihtuminen liimpötilaa nostettaess?, pel.kistyvi4t kookkaatkin (0.-3 mm) partikkelit hyvin (huoin. c~lfidi- Fe304-rcaktiot)sekuMristen reaktiotuotteiden - sulfidien ja ferronikkciin jakautuman periytyessii prj- mti2risiltii partikkeleilta kunncs sintrau~umisen myöta rakenne prikctissä muuttuu yh3 enemman sekundii5~iseksi (liite 4/ kuvat ja 2). V3häisessa inaärin sintrabtu- neissa tilotteissa esiintyi puhtaita sulfidi.pirottcita, joista rnikroanalycaattorilia tavattiin myös Ni-ri-kkaitz sulfidej a, ko0kkaampi.a sul fidiaiueita, joista oli erkau- tunut metallista fcrronikkcliä, seka vaihtelevan kokoi- sina palloina sulfidivapaata ferronikkclis; pyriitti- listiys vähcnf 52 näiden s il ikaat teihin "puhtaina t.arttuifielil' metallipartikkeleiden mäiiräs sulfidivaipnli o~aavien ferronikkclipartik~eleiden.ollessa tuotteissa aina kcskikokoa suurempia. Kuvassa 3 liittccll9 4 on mikrorakennckuva (Fe,Ni)-pallosta, jossa on tyypi.llj.seen tapaan ympyröivan Fe-sitlfidiV;aiprzn lisaksi myös sisiiiset su.f idisul!:eiinint : Liittcelll; 4/2 olev:!; t:i rtir:tscnr,;i!;rokuvasarj asta náhdiilin eri alkiiaiiieiden j akautufiiirien sul ficti - metallifaasien kesken ja'pistcnnalyyscina mitatut

144 analyysit ko. tapauksessa olivat seuraavat: keskcllii metallipalloa N i % = , Cu % = 0.6, Cr % = ja Si % = 0.5, kun taas lähellii sulfidin fzasirajaa oli metallisen {aasin Ni % = ja Cu % =.2-.4; sulfidivaipassa Ni % = 0,, Cu S =.0-.8 ja Cr 8 = 5,6-7.3, Erillisessa C:I-rikkaassa sulfidlssa oli Fc $ = 2.. Huomattava, ettz ko. tapauksessa su3fidin kromi- pitoisuus oli keskimääräistä korkeampi FcS-CrS suhteiden vaihdellessa sen mukaan miten paljon tuotreessa yleensä sulfidisia faascja oli jaljella. Tuotteiden rililiipitoi- suuksia pelkistysolosuhteiden funktiona ci ole maaritetty. Liitteellä 4/8 on vielii toinen kuvasarja %:n hiilirniiarassii pelkistetyn tuotteen sulfidi-metalliseuruecsta, josta voidaan myös todeta ni'hkclin taipumus rikastua pelkistävissa olosuhtcisca rikkiköyhistii sulista meealli- faasiin niin, ettii mikroanalysaattorillz tcdettiin (Fe,Ni)-partikkeleissa jopa 30 %:n Ni-pitoisuukri:~, kun jiihmcttyrnisen tuloksena syntyneissä (Fe,Crj-sulfideissa oli Ni-pitoisuus vain luokkaa %. Metalliset partikkelit olivat vaihtelevien jiiähdytysolosuhtcidcn tuloksena voimakkaasti suotautuneita niin, että metrtllipall-ojen ulkopintojen Ni-pitoisuus oli jopa 2-4 kcrraz suurenipi kuin vastaavien pallojen keskipisteista mita- tut Ni-pitoisuudet; esim. 2.5 % C /450~~:ssa pelkiste-- tystii tuotteesta mitattcjen 0:n met. (Fc,Ni)-palion keskipisteissä oli ka. N i % 6.0 ja liihcmmin sulfidin kanssa tasapainossa olevilla pinnoilla k2. N i % 2.6. Kutcn liitteilla 4/2 ja 43 olevista röritgenkuvn~arjoista nähdäan, rikastuu kupari mieluimmin erillisiksi (Cu,Fc)- sulfideiksi, joita tavattiin pabasiassa silikaattcja vastassa olevilta faasirajoilta ja toisista niiyttejstii myös metallipallojen sisgisina erkaumina. Ferroni~l:clin Cu-pitoisuus vaihtcli ~nikroalialysaattorihavainnoicsa v3l.ill % ja lisaksi todettiin mkaan pclkicty- neen 3 8 piita. Ferronikkclin kobolttipitoisuc:sia ei analysoitu kvantitatiivisesti, kuitenkin todettiin koboltii~ rikastuvan nikkelin tavoin metnllisecn faesiin.

145 Viimciscllii liitteclla 4/4 on esimerkking kuvia :nagnect- tierotustuotteiden eri frakticista (fraktioitä erotuksissa 4-6 kpl); saanti eri alkuaiacidcn osalta on ko. tapauk- sessa kaikkiin magiieettisiin fraktioiliin yhtcensz ollut seuraava: Ni 76.8 %, Cu 55.3 &, Fe % ja S 38.3 %. Magneettierotukscn fraktioista ei civukivenz tul.leiden SiOZ:n tai hlgo:n rnäiria ole analysoitu inikrockooppikuvien kuitcnkin osoittacssa miten magncsttisimmassa fraktiossa on mukana silikaattista ainesta ja toisaalta epania~rieettisimmassa fraktiossa fcrronikkeliii seka itscniiisiksi jauliautuncina partikkeleina vaikcasti dispcrgoitavan hienojakoisen aineksen mukana ctta yhtcenkesvetturnina rj.itttirntittc:ri.;-i~;ti ial~f~at~tu~l~issa silikaateissa. EpHnagilcet- tisen fraktion 5.4 $:n Fe-pit3isuus on sitautuneena p~2asialliscsti ferronikkeliksi ja sulfidiksi sills mikroanalysaattorilla tavattiin vain satunnaisia sili- kaattifaascj~, joissa oli vie3 pelkistyrnatöntä i-ziitaa Veikko Polvi

146 Liite 4/ ' Kuva : Karkean (-3mm) Hituran valimassan VM pelkistystuote akryylimuovissa (=a) 3h/350~~/2.5% C-pölyä. x = ferronikkelia o = silikaatteja 50 x Kuva 2: Karkean (-3m) Hituran valimassan VM sintrautunutta pelkistystuotetta. 3h/500 C/2. 5% C-pölyä. Ferronikkelia ympäröivät sufidilr:lvot eivät erotu kuvassa. 50 x L Kuva 3: Em. kuvaan ferronikkeliks i merkityn partikkelin mikrorakeme; metallisessa faasissa mukana sulf idisulkeumia. Liitteel- ä 3/4 oleva röntgenmikrokuvasarja on otettu samasta partikkelista. x = (Fe,Cr),S o = (Cu,Fe).S y = CaS 360 x

147 Liite 4./2 8.

148

149 ~..,. Liite 4/4 "". : Hituran valimassantiytteen W3 pelkistystuotteen, C/3h/4% C- magneettisin fraktio imuovissa (=a) rronikkelia ja o = silikaattej a Ni % = 2.6, Cu % = 0.3'8, 54.0, S $ = 2.0 L - $ " u d Kuva 2: Em. pelkistys- tuotteen magnéet tierotuk - keskifraktio akryyl' movis s a. Ni % =.2 cu % = 0.2 Fe % = kb.4 s t-, ET, Kuva 3: Fm. pelkistystuot-? Q&. teen magneettierotuksen epämgneettinen j ae akryyli. muovissa. I

150 blagneettinen EROTIN - Rakenne -. - r-r , ,...,. --.-,...-- l Philips 48 ;philips 48 l. Philips 48 Philips 487hilji~Philipl +4~0.8N.T.'+ZxO. 8N.T.I +lxo.l8n.t., x25 2x25 I Kouru on valmistettu alumii~iiprofiilista, jonka pitiius on 3 m, sisäleviys 4 mm ja reunankorkeus 26 nun. - Kourun pohjaan on liimattu kuvan mukaisesti Philipsin 48 mn ja 25 mm leveitä magneettinauhoja. Nauhat on liiniattu kourtin pituussuuntaan nahden poikittain. Magneettikentän voirrakhiutta heikennetty nauhan piialle liimatulla 0.8 mm valivuisella Nitto Tapella. Kokeen suoritus - Kouru aseteta&? yleisiaaiii 20' tai 25' kaltcwuteen. Tutkittava niiyte (0: tai 300 g) syi5tetzin k.ourun yli~p22n virtatikse;~ tns~7us~~i;i;~-kk~es~~n, jossa se sc.cittuu vesivirtaan (5 l/min) Näyte tarvittaessa dispcrgoitu - Kaikki tuottcet Ml-M5 ja L?~lon otettu talteen, jos niitä on riittävästi. Kaikista on mitattu Satrimrraii-luke~na, otettu L- 2 -? =.*-

151 Liite 6. 22, Hituran välimassan kuivapelkistystuote ; 3 h/350 OC. Vaaleimmat partikkelit silikaattimatriisisca ovat nikkelipitoista (0,5-5 % Ni) metallista rautaa. Suur, 500 x, Hituran välimassa kuivapelkistystuote, 3 h/400 OC.

152 Liite ' hituran viilimassan kuivapelkistystuote; 3 h/450 OC. Kuvaan merkitty (0) rautapartikkeleiden pinnoilla esiintyviä (Fe,Cr)-sulfidikalvoja. Suur. 500 x. Hituran viilimassan kuivapelkictystuote; 3 h/500 'c. Ko. näytteestä analysoitujen Fe-pallojen nikkeli- pitoisuus vaihteli vtllillti -6 % Ni. Suur x.