Outotec Larox CC 30 Ceramic jatkuvatoimisen suodattimen optimointi : Pyriitin tuotannon tehostaminen

Abstract

Opinnäytetyön tilaajana toimi Pyhäsalmi Mine Oy, joka halusi tehostaa pyriitin tuotantoa. Opinnäytetyön tavoitteena oli löytää pyriitin suodatuksessa käytettävien Outotec Larox Ceramic–suodattimien optimaaliset suodatusparametrit. Opinnäytetyön alussa esitetään suodatuksen teoriaa ja suodatuksen kannalta tärkeitä suodatusyhtälöitä. Lisäksi esitetään erilaisia suodatuslaitteistoja ja niiden toimintaperiaatteita. Teoriaosan lopussa esitetään tarkemmin Outotecin keraamisen suodattimen toimintaperiaatetta ja prosessivaiheita. Lähdekirjallisuutena toimivat Pyhäsalmi Mine Oy:n ja Outotec Oyj:n sisäiset materiaalit sekä kemian- ja prosessiteollisuuden kirjallisuus. Koeajossa käytettiin pohjana Outotecin kehittämää suodatusparametrien optimointiohjelmaa. Kokeellisessa osassa tutkittiin rummun pyörimisnopeuden, sekoittajan nopeuden, altaan pinnankorkeuden ja käyntijakson pituuden vaikutusta suodattimen kapasiteettiin. Kapasiteetin kasvatusta rajoittavat rikasteen laatuvaatimukset, kuten kakun kosteus. Kokeellisessa osassa suodattimelta mitattiin ja kirjattiin ylös kakun paksuutta ja rikasteen kosteutta. Rummun pyörimisnopeuden, sekoittajan nopeuden ja altaan pinnankorkeuden vaikutusta tutkittiin jokaista viisi vuorokautta. Käyntijakson pituuden vaikutusta tutkittiin kaksi vuorokautta. Rummun pyörimisnopeuden vaikutusta tutkittiin maksiminopeudesta välillä 50–90 % kymmenen prosenttiyksikön muutoksella. Sekoittajan pyörimisnopeuden vaikutusta tutkittiin maksiminopeudesta välillä 55–95 % kymmenen prosenttiyksikön muutoksella. Altaan pinnankorkeuden vaikutusta tutkittiin välillä 40–80 % kymmenen prosenttiyksikön muutoksella. Viimeisenä tutkittiin käyntijakson vaikutusta kapasiteettiin kuuden ja kymmenen tunnin käyntijaksoilla. Rummun pyörimisnopeus on suoraan verrannollinen suodattimen kapasiteettiin. Rummun pyörimisnopeuden koeajon perusteella todettiin, että paras kapasiteetti saavutettiin 70 % pyörimisnopeudella. Pyörimisnopeutta ei voi kasvattaa yli 70 %, koska rikaste ei täyttäisi kosteuden osalta laatuvaatimusta. Sekoittajan pyöriessä 55 % nopeudella suodattimen kapasiteetti laski lietteen luokittumisen seurauksena. Koeajon mittaustulosten perusteella todettiin, että sekoittajan nopeutta voi muuttaa välillä 65–85 %. Lietepinnan korkeuden vaikutusta tutkittaessa havaittiin lietepinnan muutoksen vaikuttavan suotimen kapasiteettiin ja kakun kosteuteen. Koeajojen perusteella todettiin, että paras kapasiteetti kakun kosteuden suhteen saavutettiin 70 % pinnan asetuksella. Suodattimen käyntiaste on suoraan verrannollinen käyntijakson pituuteen. Tämän perusteella todettiin, että optimaalisin käyntijakson pituus on 9 tuntia. Tällä käyntijakson pituudella suodattimen käyntiaste on 90 % ja kakun kosteus täyttää sille asetetut laatuvaatimukset.The thesis was commissioned by Pyhäsalmi Mine Oy, which wanted to increase the efficiency of pyrite production. The aim of the thesis was to find the optimal driving parameters of Outotec Larox Ceramic filters used in pyrite filtration.At the beginning of the thesis the theory of filtration and filtering equations important for filtration were explained. In addition,various filtration equipment and their operating principles were presented. At the end of the theoretical part,the operating principle and process steps of Outotec ceramic filter is presented in more detail.The source material was Pyhäsalmi Mine Oy and Outotec Oyj internal material as well as chemical and process industry literature. The selection for the test run is based on the filtration parameter optimization program developed by Outotec. The experimental section involved investigating the effect of drum and mixer rotation speed, pool surface height, and change of washing interval on filter capacity. Increasing of capacity is limited by quality requirements, such as cake moisture. In the experimental part, the thickness of the cake and the moisture of the concentrate were measured and documented from the filter. The investigations of drum and mixer rotation speed and basin surface height effect last each for five days. The effect of the wash interval investigation last for two days. The effect of drum rotation speed was investigated with a maximum operation between 50–90% with a ten percent change. The effect of agitator rotation speed was investigated with a maximum operation between 55–95% with a ten percent change. The effect of pool level was investigated between 40–80% with a ten percent change. Finally, the effect of the washing interval was investigated between six-and ten-hours washing interval. The speed of rotation of the drum is directly proportional to the capacity of the filter. Based on the drum rotation speed test run it was found that the best capacity was achieved at 70 % rotation speed. The rotation speed cannot be increased by more than 70 % because the concentrate moisture would increase over the quality requirement for moisture. As the mixer rotated 55 %, the filter capacity decreased due to sludge classification. Based on the measurement results of the test run, it was found that the speed of the mixer can be changed between 65 % and 85 %. While examining the slurry surface height, it was found that changing of slurry surface affects the filter capacity and the moisture of the cake. Based on the test runs, it was detected that the best capacity of cake moisture terms was achieved with a 70 % slurry surface. The occupancy rate of the filter is directly proportional to the length of the wash interval. Based on this, it was detected that the optimal washing interval setting is 9 hours. With this washing interval setting, the filter is 90 % running and the moisture content of the cake meets the quality requirements set for it