Pelkistämön epäpuhtauksien ainetaseet

Abstract

Tämän opinnäytetyön aiheena oli määrittää Norilsk Nickel Harjavalta Oy pelkistämön prosessin epäpuhtauksien pitoisuudet prosessin eri pisteissä. Työssä pyrittiin ennustamaan muiden mittauspisteiden epäpuhtauksien pitoisuudet, kun tiedettiin pelkistämölle tulevan nikkelisulfaatin epäpuhtauksien pitoisuudet. Työn tarkoituksena oli myös selvittää missä vaiheessa prosessia on isoimmat epäpuhtauspitoisuudet ja onko niiden vähentäminen mahdollista nykyisellä laitteistolla. Työssä määritettiin myös osittainen vesitase, jotta voitiin havaita miten vesi liikkuu pelkistämön prosessissa. Kirjallisuusosassa käytiin läpi pelkistämön eri osaprosesseja sekä perehdyttiin epäpuhtauksiin ja niiden vaikutukseen prosessissa. Työssä kerättiin kymmenen päivän ajan näytteitä 14 eri mittauspisteestä. Näytteiden analyysitulosten avulla laskettiin epäpuhtauksien massataseet jokaiselle mittauspisteelle. Työssä määritettiin myös muut muuttujat, mitkä vaikuttavat prosessin eri mittauspisteiden epäpuhtauspitoisuuksiin. Näiden muuttujien ja massataseiden avulla luotiin ennustussuorat jokaiselle pisteelle. Pitoisuuksien vähentämiseen nykyisellä laitteistolla on melko vaikea päästä. Parhaiten epäpuhtauksien pitoisuuksia pystytään vähentämään poistamalla ammoniumsulfaattiliuosta prosessista. Liuosta poistetaan kuitenkin pieniä määriä verrattuna prosessissa virtaavaan ammoniumsulfaattiin. Tämän johdosta prosessista poistuvan liuoksen epäpuhtauksien pitoisuuksia olisi pyrittävä nostamaan, ajamalla liuosta ulos prosessista sieltä missä pitoisuudet ovat korkeimmillaan esimerkiksi RSA244:n ylivuodon kautta. Työssä todettiin, että mittauspisteitä ei pystytä ennustamaan, jos tiedetään ainoastaan pelkistämölle tulevan nikkelisulfaatin epäpuhtauksien pitoisuudet. Ennustamiseen tarvitaan myös muut muuttujat, jotka vaikuttavat eri mittauspisteisiin. Näiden muuttujien ja tulevan nikkelisulfaatin epäpuhtauksien pitoisuuksien avulla pystyttiin ennustamaan muiden pisteiden epäpuhtauksien pitoisuudet.

The purpose of this thesis was to define the impurities concentration in different points in Norilsk Nickel Harjavalta Oy process. The work aimed at predicting impurities concentration of the other points, while the incoming nickel sulphate impurities concentration was known. The purpose of the work also was to find out at which stage of the process there is the biggest impurities concentration and if it is possible to reduce it with the current equipment. Partial water balance was also defined in the work in order to detect how water moves in the process. In the theory part different subprocesses of the reduction plant were dealt with. Also impurities and their effect on the process were dealt with in the theory part. The work was executed by collecting samples from 14 different points over a period of ten days. The samples were analyzed and with the help of the results the mass balances of the impurities for each point were calculated. Also the other variables which affect the impurities of the different points of the process were defined in the work. With the help of these variables and mass balances the prediction lines for each point were created. Reducing the impurities concentration with the current equipment is rather difficult. The best way to reduce the impurities concentration is to remove ammonium sulphate solution from the process. However, small amounts of the solution are removed when compared to the amount of ammonium sulphate that runs in the process. Because of this the impurities concentration of the outgoing solution should be increased by feeding solution out of the process at the point where the concentrations are at their highest, for example through the overflow of RSA244 It was discovered that points cannot be predicted if only the incoming nickel sulphate impurities concentration is known. In order to predict them, also the other variables that affect different points are needed. With the help of these variables and the incoming nickel sulphate impurities concentration, it became possible to predict the impurities concentration of the other points.