1/6 Osasto: Projekti: TK Materiaalin käsittely, Rikkihapon annostelu agglomeraattiin kuljettimella Pvm. 17.12.2015 jatkettu 7.4.2016 Tekijä: Ville Heikkinen, Matti Okkonen, Herkko Kylli Asiakirja: Tulokset / Raportti, Rikkihapon lisäys agglomeraattiin Copyright 2016 by Terrafame Oy All rights reserved. No part of this document may be reproduced, translated, stored in a retrieval system, or transmitted, in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, without prior written permission of the owner. Note: If this copy is no longer in use, return to sender. Terrafame Oy Talvivaarantie 66 88120 Tuhkakylä Finland
2016-04-29 2 / 6 Rikkihapon lisäys agglomeraattiin 1 Kokeiden suorittaminen Kokeita lähdettiin suorittamaan seuraavanlaisella suunnitelmalla: Koe 1: Lisätään rikkihappo (96 %) suoraan sankossa olevan agglomeroidun murskeen päälle Mitataan pitoisuuksia 120 s ajan (tarvittaessa aikaa voi lyhentää tai pidentää) Suljetaan sanko kannella, pyöräytellään malmia sankossa muutaman kerran ja avataan kansi Mitataan pitoisuuksia 60 s ajan Suljetaan sanko, pyöräytellään malmia sankossa muutaman kerran ja avataan kansi Mitataan pitoisuuksia 60 s ajan (tarvittaessa aikaa voi lyhentää tai pidentää) Laitetaan malmi sankoon (suljettu kannella, jossa reikä), jota aletaan ilmastaa pohjalta Mitataan pitoisuuksia 300 s ajan (tarvittaessa aikaa voi lyhentää tai pidentää) Koe 2: Lisätään rikkihappoa (96 %) suoraan pussissa olevan agglomeroidun murskeen päälle Pyöräytellään malmia pussissa Laitetaan malmi astiaan Kaadetaan malmin läpi vettä Otetaan liuosnäyte ph:n määrittämistä varten 2 Tulokset Kokeissa (Koe 1) lisättiin rikkihappoa malmiin seuraavasti: Rikkihapon lisääminen agglomeroituun murskeeseen Malmia [kg] H2SO4 [ml] H2SO4 [kg/t malmia] H2S 4,2 2,3 1 ei muodostunut 4,1 6,8 3 ei muodostunut 4,5 12,3 5 muodostui 4,7 38,5 15 muodostui Rikkihapon määrillä 1 ja 3 kg / t malmia ei muodostunut rikkivetyä, H2S missään vaiheessa. Kun rikkihappoa oli lisätty malmin päälle, mitattiin pitoisuuksia 120 s ajan. Tämän jälkeen tehtiin malmille sekoitus ja mitattiin pitoisuuksia 60 s ajan. Sekoitus ja mittaus toistettiin kaksi kertaa. Tämän jälkeen malmia ilmastettiin 60 s ajan määrällä 3 l / min, eikä rikkivetyä havaittu vapautuvan. Rikkihapon määrällä 5 kg / t malmia vapautui ensimmäisessä sekoitusvaiheessa pieni määrä rikkivetyä, joka mitattiin heti sekoituksen jälkeen. Pitoisuus oli 2,5 ppm ja sankon vapaa tilavuus n. 3 l. Rikkivetypitoisuuksia mitattiin heti ilmastuksen aloittamisen jälkeen ja tulokset on esitettynä seuraavaksi. Rikkivetyä mitattiin vapautuvan yhteensä 330 s ajan ilmastuksen aloittamisesta. Ilmanmääränä käytettiin 3 l / min. Agglomeroidun murskeen kokonaiskosteuspitoisuus oli 4,0 % (lisätty PLS 3,6 % ja syöte 0,4 %).
2016-04-29 3 / 6 H2SO4 5 kg/t malmia Aika [s] H2S [ppm] 25 2 45 3,3 60 2,5 75 2,9 85 2,9 95 2,5 110 2,8 120 2,6 135 2,5 150 2,3 165 2,1 180 2,2 195 2,1 210 2,0 225 1,9 240 1,8 255 1,8 270 1,9 295 1,6 300 0 315 1,7 330 1,6 345 0 360 0 375 0 390 0 405 0 420 0 Rikkihapon määrällä 15 kg / t malmia vapautui ensimmäisessä sekoitusvaiheessa rikkivetyä siten, että heti sekoittamisen jälkeen pitoisuus oli 2,5 ppm, 15 s jälkeen 1,9 ppm, 30 s jälkeen 2,1 ppm, 45 s jälkeen 1,9 ppm ja minuutin jälkeen 0 ppm ( peak mittauksien aikana 2,7 ppm). Sankon vapaa tilavuus n. 3 l. Malmia alettiin ilmastaa heti toisen sekoittamisen jälkeen ja rikkivetypitoisuuksia mitattiin heti ja tulokset on esitettynä seuraavaksi. Rikkivetyä mitattiin vapautuvan yhteensä n. 1100 s ajan ilmastuksen aloittamisesta. Agglomeroidun murskeen kokonaiskosteuspitoisuus oli 4,0 % (lisätty PLS 3,6 % ja syöte 0,4 %).
2016-04-29 4 / 6 H2SO4 15 kg/t malmia Aika [s] H2S [ppm] 15 9,2 30 13,8 45 10,6 60 11,0 75 10,1 90 11,1 105 11,5 120 11,9 135 9,0 150 7,8 165 7,8 180 8,6 195 7,7 210 6,8 225 6,3 240 5,9 255 5,5 270 5,7 285 6,2 300 5,9 315 5,5 330 5,4 360 3,7 390 3,2 420 3,7 450 3,3 480 2,9 510 3,2 540 3,0 570 2,7 600 3,5 630 3,5 660 2,5 690 3,0 720 1,8 750 1,7 780 2,3 810 1,9 840 2 870 2 900 2,5 930 2,5 960 1,9 990 1,8 1020 1,9 1050 1,8 1080 1,7 1110 0 1140 1,5 1170 0 1200 0 1230 0 1260 0
2016-04-29 5 / 6 Tuloksien perusteella nykyisellä käytetyllä agglomeroinnin tavoitekosteuspitoisuudella (lisätty 3,6 %) ja PLS-liuoksella, rikkivetyä alkaa muodostua, kun rikkihapon lisäämisen määrä on välillä 3 5 kg / t malmia. Kokeiden suorittaisen perusteella vaikuttaisi siltä, että rikkivetyä vapautuu tuotannossa suurimmalla todennäköisyydellä niissä pisteissä, jossa se tipahtaa hihnalta toiselle (sekoittuu samalla). Hihnalla esiintyy muutenkin jonkin verran tärinää koko matkalla, mutta vaikutus huomattavasti pienempi, kuin pudotuspisteissä. Lisäksi kasatusta malmista voi vapautua rikkivetyä kasauksen jälkeisen luonnollisen ilmastumisen vuoksi. Kokeissa (Koe 2) lisättiin rikkihappoa yhteensä 1,5 ml murskenäytteeseen (agglomeroitu), jonka kokonaismäärä oli 0,5 kg. Tällöin haponlisäys on n. 5,5 kg/t malmia. Hapon lisäämisen jälkeen malmin läpi kaadettiin raakavettä 100 ml. Koe suoritettiin 3:lle eri näytteelle. Otettujen liuosnäytteiden ph arvoksi saatiin 1,44. Edellä olevat asiat on otettava huomioon korroosiovaikutusten arvioinnissa, työohjeissa ja suojainmatriisissa. Jatkokokeet mallintaen sateen vaikutuksia kuljettimella olevalle hapolle. Tehty 7.4.2016 Matti Okkonen ja Ville Heikkinen Menettely: Kuljetinhihnalle punnittiin 1 kg agglomeraattia, pintaan tehtiin ura, johon tiputettiin 96% rikkihappoa. Mitattiin rikkivedyn muodostusta 0,5 min, jonka jälkeen ruiskutettiin 5-30 ml vettä hapon päälle. Mitattiin rikkivedyn muodostusta n. 5 min. Käännettiin kasaa kerran ja mitattiin H2S muutaman minuutin. Koe 1.: Happomäärä 5 kg H2SO4/t malmia, 2,7 ml/kg Vesimäärä: 5 ml Muodostunut H2S: n. 30 sek aikana havaintoja, maksimi 7,2 ppm Koe 2.: Jatkokasteluna 30 ml ruiskutus vettä (kokeelle 1) ei aiheuttanut H2S muodostusta. Koe 3.: Happomäärä 5 kg H2SO4/t malmia, 2,7 ml/kg Muodostunut H2S: n. 300 sek aikana havaintoja, maksimi 113 ppm Koe 4.: Happomäärä 5 kg H2SO4/t malmia, 2,7 ml/kg. Hapon lisäyksen jälkeen happoura peitettiin agglomeraatilla.
2016-04-29 6 / 6 Muodostunut H2S: n. 300 sek aikana ei havaintoja, kasa käännettiin kertaalleen 180 sek. aikana H2S havaintoja, maksimi 10,2 ppm Koe 5.: Happomäärä 3 kg H2SO4/t malmia, 1,7 ml/kg. Muodostunut H2S: n. 300 sek aikana H2S havaintoja, maksimi 9,5 ppm Koe 6.: Happomäärä 3 kg H2SO4/t malmia, 1,7 ml/kg. Hapon lisäyksen jälkeen happoura peitettiin agglomeraatilla. Muodostunut H2S: n. 300 sek aikana ei havaintoja, kasa käännettiin kertaalleen, 180 sek. aikana H2S havaintoja, maksimi 6,6 ppm. Johtopäätökset: Hapon kastuessa se laimenee ja muodostuu laimenemislämpöä. Pahimmillaan happo kiehuu agglomeraatin pinnassa. Tästä aiheutuu voimistunut reaktiivisuus ja H2S muodostusta. Suosituksena hapon peittäminen hihnalla. Kasarintauksen mahdollisen H2S muodostumisen seuranta.