Kuparielektrolyysin vesien käyttö

Abstract

Työn tarkoituksena oli kartoittaa neljän eri prosessiveden ja höyryn käyttöä Porin kuparielektrolyysissä. Kuparielektrolyysissä käytettävät prosessivedet ovat puhdas lauhde, epäpuhdas lauhde, likainen lauhde ja raakavesi. Opinnäytetyössä tutkittiin erityisesti höyryn ja höyrystä saatavan puhtaan lauhteen käyttöä. Porin kuparielektrolyysissä toteutetaan prosessiuudistus kesän 2007 aikana, jolloin kuparisten siemenlevyjen käytöstä luovutaan ja siirrytään käyttämään kestokatodeja. Tällöin otetaan käyttöön katodien irrotuskone, joka käyttää katodikuparin pesuun puhdasta lauhdetta ja pesuveden määrän tarve nousee. Prosessivesistä laadittiin lohkokaaviot, joista selviää vesien käyttökohde ja -tarkoitus. Höyryn käyttö kartoitettiin yksikköprosesseittain ja selvitettiin höyryn kulutus panosprosessien sekä joidenkin jatkuvien prosessien osalta. Työssä saatujen tuloksien avulla tutkittiin energiansäästömahdollisuuksia ja puhtaan lauhteen talteenottoa. Energian kulutusta voidaan pienentää Porin kuparielektrolyysissä lisäämällä säiliöiden lämmöneristystä ja käyttämällä hyödyksi jäähdytysvesien energiasisältöä. Puhtaan lauhteen talteenottoa voidaan parantaa käyttämällä suoran höyrylämmityksen sijaan epäsuoraa höyrylämmitystä.

The purpose of this work was to study the use of four different process waters and usage of steam in copper electrolysis. The waters used in copper electrolysis are pure condensate, impure condensate, highly impure condensate and raw water. Especially steam and pure condensate, which emerges from steam, are studied in this thesis. Process renovation will be carried out in copper electrolysis during summer 2007. Due to the renovation the copper starting sheets will be abandoned and sheets made of acid-proof steel will be adopted. A new cathode detachment machine will be introduced. The machine will use pure condensate for cathode copper washing and due to this need of pure condensate will increase. Block diagrams were drafted up from process waters. Process water applications and purposes become evident from these diagrams. Usage of steam for all unit operations was examined. Steam consumption of batch processes and some of the continuous processes was measured. Based on the results, energy saving possibilities and recovery of pure condensate were studied. By adding heat insulation to the reactors and containers energy consumption can be lowered. Also, utilizing the energy content of the cooling waters will affect energy consumption. Recovery of pure condensate may be improved by using indirect steam heating instead of direct steam heating.