Kalkkikiven jauhatuksen tuotannon analysointi ja optimointi

Abstract

The purpose of this thesis was to investigate limestone grinding circuit in Terrafame, because the production capacity had come down. The aim was to collect information about factors, which affect the operation of the grinding circuit. The factors are: material of grinding balls, rotational speed, filling degree, solid density, linings, capacity and power dissipation, circulating load and functionality of classification.

One section of this work was to investigate the shards of grinding balls, which were found in the further process. Shards were causing problems in the pumps and pipes making blockages in the process. Lapland UAS made a research of the material of the grinding ball shards.

GTK made the particle size analysis of the different parts of the grinding process. These analyses made it possible to scrutinize the current condition and functionality of the grinding circuit. GTK made also grinding tests with different solid densities. This made possible to analyze the effects of different solid densities and grinding periods.

The aim is to be able to make proper changes in the process, when it is considered to be necessary in terms of cost efficiency and quality of the product. A suggestion for the future could be to research the optimal particle size in the further process. This suggestion is logical because it is now possible to make justified changes in the process.

The most impactful factor in the malfunction of grinding circuit was to notice wearing of the linings in the classification. This led to capacity loss, because already fine-grained product stayed in the grinding circuit. Because the capacity of the mills is overscaled, the reason to fix this problem is high energy consumption, which is very expensive.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia Terrafamen kalkkikiven jauhatuspiirin toimintaa tuotannon kapasiteetin laskemisen vuoksi. Tavoitteena oli kerätä tietoa jauhatuspiirin toimintaan vaikuttavista tekijöistä, jotka ovat jauhinkuulien materiaali, pyörimisnopeus, täyttöaste, kiintoainesuhde, vuoraukset, myllyn kapasiteetti ja tehonkulutus, myllyn kiertokuorma sekä luokituksen toimivuus.

Työssä käsiteltiin yhtenä osa-alueena myös jauhatuskiertoon ja pidemmälle prosessiin päätyviä kuulien sirpaleita, jotka aiheuttavat ongelmia mm. pumpuilla ja putkistoissa prosessia tukkien. Työtä varten teetettiin tutkimus Lapin AMK:lla prosessiin joutuneiden kuulien materiaalista.

Geologian tutkimuskeskuksella tehtiin partikkelikokojakaumatestit jauhatusprosessin eri vaiheille. Näiden pohjalta voitiin analysoida tarkasti jauhatuspiirin nykytilaa ja toimivuutta. Geologian tutkimuskeskus teki myös jauhatuskokeet eri kiintoainepitoisuuksilla. Näin pystyttiin tarkastelemaan kiintoainepitoisuuksien ja jauhatusaikojen vaikutusta jauhatustulokseen.

Tämän työn pohjalta on tarkoitus pystyä tekemään oikeansuuntaisia prosessimuutoksia, kun halutaan muuttaa prosessin toimintaa kustannustehokkaampaan ja laadullisesti parempaan suuntaan. Työn jatkotoimenpiteenä ehdotettu optimaalisen partikkelikokojakauman tarkastelu jatkoprosessissa on looginen, sillä jauhatusprosessin muuttaminen perustellusti on mahdollista.

Työn pohjalta voitiin todeta jauhatuspiirin huonon toiminnan suurimmaksi yksittäiseksi syyksi luokituksen vuorausten kulumisen. Tämä johti suureen kapasiteetin menetykseen jo valmiin tuotteen pysyessä jauhatuspiirissä. Koska myllyjen kapasiteetti on Terrafamen tarpeisiin ylimitoitettu, suurimmaksi syyksi puuttua asiaan nousi energiankulutus, mikä on yksi merkittävimpiä kustannustekijöitä.