EXAMENSARBETE. Optimering av ommalning i en flotationskrets i anrikningsverket i Boliden. Ewa Anna Maultasch 2013

Transkript

1 EXAMENSARBETE Optimering av ommalning i en flotationskrets i anrikningsverket i Boliden Ewa Anna Maultasch 2013 Högskoleingenjörsexamen Berg- och anläggningsteknik Luleå tekniska universitet Institution för samhällsbyggnad och naturresurser

2 apportmall för studenter vid BiF Examensarbete Högskoleingenjörsexamen Optimering av ommalning i en flotationskrets i anrikningsverket i Boliden Författare: Ewa Anna Maultasch Handledare på Bergsskolan: Jan Bida Handledare på Boliden Mineral AB: Nils-Johan Bohlin Examinator: Rob Hellingwerf Program: Berg- och anläggningsteknik- högskoleingenjör Ämne/huvudområde: Mineralteknik Poäng: 15 hp Betygsdatum: Bergsskolan i Filipstad Box Filipstad Tel:

3 Sammanfattning Detta examensarbete för högskoleingenjörsexamen i Berg och Mineralteknik utfördes på uppdrag av Boliden Mineral AB under perioden från april till juni Rapporten beskriver Bolidens gruvors historia och uppkomst samt utveckling av ett av Sveriges största metallföretag, Boliden. Vidare beskrivs Skelleftefältets geologi där Boliden finns. Här finns många viktiga malmfält som innehåller guld, zink, koppar, silver och bly. Målet med examensarbetet var att undersöka och ge riktlinjer för förbättring av ommalningen i en kulkvarn i anrikningsverkets flotationskrets för att förbättra processutbytet. Rapporten följer malmens väg från gruvan genom anrikningsverket och vidare till slutprodukten. I den beskrivs metoder och utrustning för utvinning och i anrikningsprocessen. Genom att noggrant följa malmens väg analyserades alla moment som kan påverka anrikningsprocessen. Det upptäcktes att det finns problem med malmupplaget i gruvan och segregering av fraktioner i silon. Dessa problem påverkar malningen och flotationen negativt. Det föreslås en installation av en kon på toppen av silon, under bandtransportören för att minska spridningen av fraktioner i silon. För att förbättra malm fördelningen ytterligare bör den rörliga bandtransportören i silon samt den i malmupplaget vid gruvan byggas om. Denna metod tillämpas i malmlagret till det nya anrikningsverket i Aitik. Huvuduppgiften i examensarbetet var att analysera metallhalter och utbyte i olika moment i flotationsprocessen och genom det bestämma hur ommalningen påverkar flotationsresultatet. Detta har genomförts genom att analysera provtaget material i Bolidens Mineraltekniska Laboratorium samt i Driftslaboratorium, där Bolidens analytiska utrustning användes för att noggrant genomföra analyser på prover. Rapporten beskriver provtagningar, analyser av metallhalter i prover med hjälp av röntgenapparater, ICP samt analyser av mineralogi i Qemscan apparaten. Teoretiska beräkningar samt genomförda laboratorieförsök antyder att ommalningen i en kulkvarn har en positiv inverkan på flotationsprocessen, men det behövs en viss förbättring för ommalningseffektivitet och främst för halvkorn. Detta skulle förbättra metallutbytets resultat. Det föreslås en ersättning av ommalningskvarnen av kulkvarnstyp med en nyare och effektivare kvarn av SMD typ (Stirred Media Detritor), vilket ger bra resultat vid ommalning av partiklar. 2

4 Summary The final degree project for a Bachelor of Science in Mining and Mineral Engineering has been carried out at Boliden Mineral AB between April and June The report describes the history and geology of the mines of Boliden, origin and the development of one of the largest metal-mining companies in Europe - Boliden Mineral AB. In the Boliden area there are many important ore fields which contain gold, zinc, copper, silver and lead. The objective of this project was to investigate and provide the guidelines for the improvement of the regrinding in the ball mill in the Concentrator flotation circuit having influence on metal recovery. The report follows the ore flow from the mine, through the Concentrator and finally to the end product, concentrates. The evaluation leads to conclusions which parameters may affect the concentration process negative. It was discovered that there are problems with the ore stockpiles at the mine and the segregation of the fractions in the silos. It is proposed to install a cone on the top of the silos to reduce segregation of ore fractions. To reduce this problem Boliden should install a mobile conveyor on the way to the silos and to the ore stockpiles in the mine. This method has been successfully installed at the Aitik ore stockpiles near the new Concentrator. The main task of the thesis was to analyze metal distribution in the flotation circuit, especially technical analysis of regrinding effects on the results of flotation. The analysis of the sampled pulp from the flotation process was done in the Mineral Processing Laboratory and in the Process Laboratory in Boliden. The analytical equipment such as X-rays and ICP were used for metal analysis and QEMSCAN was used for mineralogical determinations analyses. Theoretical calculations and results of conducted laboratory experiments suggests that regrinding in the ball mill has a positive effect on the flotation process, but some improvement is required, especially the regrinding of the gangue particles. This process helps to liberate all metal particles and improves results of metal recovery. For improvement of regrinding process, it is proposed to replace the regrinding ball mill with a newer, more efficient mill of SMD type (Stirred Media Detritor). 3

5 Förord Detta examensarbete har utförts inom ramen för högskoleingenjörsprogrammet Berg- och Anläggning på Bergskolan i Filipstad, på uppdrag av bolaget Boliden Mineral AB i Boliden. Analyser och flotationsförsöket har utförts i Mineralteknisk Laboratorium i Boliden. Jag vill tacka följande personer som har hjälpt mig under arbetets gång med anvisningar, uppslag och goda råd: Stor tack till Nils-Johan Bolin, Avd. TM/ Boliden Tack till Rolf Danielsson Tack till Carina Andersson Tack till Ksenia Novikova Tack till Peter Markström Och till alla som hjälpte mig att utföra analyser i Mineralteknisk Laboratorium samt Driftslaboratorium, G1A Lab. Tack till Jan Bida, Bergskolan för handledning. Jag vill tacka den personal som hjälpt mig vid provtagningarna i anrikningsverket i Boliden, speciellt driftschefen Marie Lundberg. Boliden, juni 2013 Ewa Anna Maultasch 4

6 Innehållsförteckning Sammanfattning 2 Summary 3 Förord 4 1. Inledning Problemformulering Hypotes Syfte Omfattning och begränsning Metod 10 2.Geografiskt läge 10 3.Bolidens historia 11 4.Geologisk beskrivning Malmer i Skelleftefältet Kristinebergsmalm Västra Maurlidens malm 17 5.Gruva i Kristineberg 17 6.Anrikningsverket i Boliden Malning Gravimetri Flotation Lakning Pulpröntgen Kontroller Processvatten och sandmagasinet Efterbehandling 32 7.Genomförande av undersökningen Provtagning nummer Analyser 36 Siktning 37 Våtsiktning - 45μm och + 45μm 37 Torrsiktning 2000 μm till 45 μm 38 Mikrosiktning 39 Siktkurva och partikelstorlek k Bordsröntgen 41 Brikettröntgen 42 ICP 44 QEMSCAN Provtagning nummer 2 52 Råflotation 53 8.Resultat Analys Slutsatser och rekommendationer 60 Litteraturförteckning 63 Bildförteckning 64 5

7 Tabellförteckning 66 Bilagor 67 Bilaga 1- Pulpens våt- och torrvikt 67 Bilaga 2- Resultat från siktning CuPb - Ommalt 68 Bilaga 3 - Resultat från siktning Utgående Kvarn 69 Bilaga 4 - Resultat från siktning Ingående Kvarn 70 Bilaga 5 - Resultat från siktning Överlopp Pump 71 Bilaga 6 - Resultat från siktning Scavenger Koncentrat 72 Bilaga 7 - Resultat från siktning 1: retur 73 Bilaga 8 - Balansering av flöde i provtagningen 74 Bilaga 9 - Råflotation Utgående Ommalning, beskrivning 75 Bilaga 10 - Resultat från råflotation Utgående Ommalning 76 Bilaga 11 - Råflotation 1: retur, beskrivning 77 Bilaga 12 - Resultat från råflotation 1: retur 78 Bilaga 13 - Råflotation Scavenger Koncentrat, beskrivning 79 Bilaga 14 - Resultat från råflotation, Scavenger Koncentrat 80 Bilaga 15 - Resultat från Brikettröntgen analys, Scavenger Koncentrat, 517 (fraktion 45-90μm) 81 Bilaga 16 - Resultat från Brikettröntgen analys, Scavenger koncentrat, 517 (fraktion 0-20μm) 82 Bilaga 17 - Resultat från Brikettröntgen analys, CuPb ommalt, 511 (fraktion 0-20 μm) 83 Bilaga 18 - Resultat från Brikettröntgen analys, Scavenger Koncentrat, 517 (fraktion 90 + μm) 84 Bilaga 19 - Resultat från ICP analys 85 CuPb ommalt, 511 (fraktion μm) 85 CuPb ommalt, 511 (fraktion μm) 85 CuPb ommalt, 511 (fraktion 90 + μm) 85 Scavenger koncentrat, 517 (fraktion μm) 85 1: retur, 518 (fraktion 0-20 μm) 85 Scavenger koncentrat, 3 drag 85 Utgående ommalning, 2 drag 85 1: retur, 3 drag 85 Bilaga 20 - Resultat från Brikettröntgen analys, 1: retur, 1 och 2 dragning 97 Bilaga 21 - Resultat från Brikettröntgen analys, 1: retur, mellanprodukt MP 98 Bilaga 22 - Resultat från Brikettröntgen analys, Utgående Ommalning, 1 drag 99 Bilaga 23 - Resultat från Brikettröntgen analys, Utgående Ommalning, 3 drag 100 Bilaga 24 - Resultat från Brikettröntgen analys, Utgående Ommalning, mellan produkt MP 101 Bilaga 25 - Resultat från Brikettröntgen analys, Scavenger Koncentrat, 1 drag 102 Bilaga 26 - Resultat från Brikettröntgen, Scavenger Koncentrat, 2 drag 103 Bilaga 27 - Resultat från Brikettröntgen analys, Scavenger Koncentrat, mellanprodukt MP 104 Bilaga 28 - Resultat från Qemscan undersökning, bly innehåll 105 Bilaga 29 - Resultat från Qemscan undersökning, koppar innehåll 106 Bilaga 30 - Resultat från Qemscan undersökning, zink innehåll 107 6

8 Bilaga 31 - Resultat från Qemscan undersökning, teoretisk utbytesgrad i CuPb ommalt 108 Bilaga 32 - Resultat från Qemscan undersökning, teoretisk utbytesgrad i Scavenger koncentrat 110 Bilaga 33 - Resultat från Qemscan undersökning, teoretisk utbytesgrad i 1: retur 112 Bilaga 34 - Bilder från Qemscan undersökning, CuPb ommalt 114 Bilaga 35 - Bilder från Qemscan undersökning, Scavenger koncentrat 116 Bilaga 36 - Bilder från Qemscan undersökning, 1: retur 118 Bilaga 37 - Utbyte baserat på resultat från Qemscan undersökning, CuPb ommalt 120 7

9 1. Inledning Det har brutits malm från 30 gruvor sedan 1920-talet i Bolidenområdet. Idag finns det fem gruvor i drift: Kristineberg, Renström, Kankberg, Maurliden och Maurliden Östra. Här bryts dels en komplexmalm innehållande zink, koppar, bly, guld, silver, dels en koppar- och guldmalm. Boliden Mineral AB som är verksamt i området är ett av de ledande företagen i världen inom gruvbrytning, anrikning och smältning av basmetaller och ädelmetaller Problemformulering Malmen som undersöks i detta examensarbete kommer från Kristinebergsgruva. Malmen är spröd och har låg hållfasthet. Denna egenskap försämrar malningsprocessen i primär och sekundär autogenkvarn därför att materialet faller sönder alltför snabbt. I processen tillsätter man upp till 20 % extern malm från Västra Maulidens gruva. Dessa malmer har betydligt högre hållfasthet och används som malkroppar. Trots tillsatsen av extern malm är resultatet av malningen inte tillräcklig bra. Materialet som ingår i flotationen blir för grovt för att ge tillräckligt bra anrikningsresultat. Man har installerat en kulkvarn i flotationsprocessen för att mala ner partiklar, särskilt halvkorn och förbättra anrikningsresultat. I gruvområdet finns ytterligare ett problem är med malmupplaget. Malmen som kommer från gruvan lagras med en bandtransportör i ett koniskt formad upplag, där malmen segregeras i olika partikel storlekar. För att få jämt blandning av partikelstorlek vid lastningen försöker man lasta såväl grovt och fint material ur upplaget. Det lyckas inte alltid och malmen kommer ibland för grovt, ibland för fint i storlek. Problemet påverkar anrikningsprocessen negativt. Malmen som transporteras till anrikningsverket lagras i en silo. Malmen i en silo segregerar, de fina fraktionerna ligger i mitten och grova längst sidorna. Den lagrade malmen på toppen av silon har en konisk form när transporter ske kontinuerligt och den har form av en tratt när långa pauser sker till exempel på natten. Då transporteras stor andel fina fraktioner av materialet till autogenkvarnar vilket stör malnings processen. Problemet försökte man lösa genom att installera två utmatningstappar med bandmatare, för att blanda fraktioner från silon. Man lyckades dock inte att ta bort problemet helt. 8

10 1.2. Hypotes Genom bättre ommalning i en flotationskrets bör man kompensera för otillräcklig malning av malmen i primära och sekundära autogenkvarnar, frimala halvkorn och därigenom förbättra utbyte Syfte I anrikningsprocessen av basmetallmalmer ingår primär och sekundär malning av malm under 100 micron, oftast i autogenkvarnar. Den nedmalda produkten går via klassering till flotation där ytterligare nedmalning genomförs i s.k. ommalningskvarnar av kulkvarn typ. Ommalning utförs för att frimala malmhaltiga halvkorn och därigenom öka metallutbytet. Det är viktigt att malningen fungerar bra och att inga värdefulla partiklar hamnar i avfallet. Syftet med detta examensarbete är att genom provtagning och analysering av materialet i ommalningskretsen i flotationen kartlägga hur ommalningen fungerar med nuvarande lösning. Vidare ska råflotationsförsök utföras i laboratorium. Materialet som undersöks kommer från de ingående mellanprodukter som går in till ommalningen i en kulkvarn i flotationskretsen och de produkter som går ut från ommalningen Omfattning och begränsning Rapporten omfattar information om Bolidensområdet samt geologisk beskrivning av malmer som ingick i anrikningsprocessen under studietiden. Genom att beskriva och jämföra olika provtagningsmetoder och analyser ges en djup bakgrundsförståelse som hjälper till att förstå resonemang och diskussion. För att lösa teknologiska problem krävs det en omfattande undersökning analyser med modern utrustning hjälper till att hitta svaga punkter i processen. Rapportens resultat kommer att vara ett underlag för rekommendationer och slutsatser. Man får svar på frågor om eventuella förbättringar i processen är möjliga, om ommalningskvarnen är i rätt storlek, eller att någon av produkterna inte svarar på ommalningen. Rapporten begränsar sig endast till två provtagningstillfällen av materialet från Kristinebergsmalmer samt Västra Maurliden malmer. Den begränsar sig även till två provtagningar. 9

11 1.5. Metod Arbetet med rapporten började med litteratur studie om Bolidenområdet. Olika skrifter och böcker från Bolidens bibliotek, interna tidningar och rapporter studerades, samt information på Internet. Handledare från Boliden och processingenjör från anrikningsverket beskrev problemet. Under arbetet studerades Kristinebergsgruvan för att få en helhetssyn över transport och upplagsproblem samt gjordes studiebesök i Anrikningsverket i Boliden för att följa malmens väg från primärkvarnen till slutprodukten. Det gjordes flera intervjuer med geologer, bergmekaniker, mineraloger och forskare för att bättre förstå grunden till problemet. Den utrustning som används för att analysera prover kommer från Mineralteknisk Laboratorium. Det var olika siktar, vakuumpumpar, röntgenapparater som SPECTRO X-LabPro och bordsröntgen för briketter, kvarn, brikett hydraulisk press, ICP, Induktiv Kopplad Plasma samt Qemscan. 2. Geografiskt läge Figur 1. Kartor över Sverige och Bolidenområdet (Boliden AB:s arkiv) Boliden ligger i Sverige i Västerbottens län, ca 30 km väster om Skellefteå i Skellefteå kommun. Samhället byggdes upp sedan en guldförande malmfyndighet påträffades i år Den ligger 220 till 240 meter över havet. 10

12 3. Bolidens historia Första bosättning av människor i området omfattar Vikingatiden omkring 800 till 1050 e.kr. En tidig industriell verksamhet skedde i Nasfjällsvägen samt i silvergruvan i Nasfjäll under åren 1771 till 1810, strax väster om Boliden och Gillervattnet (Hedman, 2006). Redan år 1900 bröt guldfebern ut för första gången i Skellefteå, men undersökningar gav inte förväntat resultat. Guldhalten var för låg. Efter det första världskriget rådde metallbrist och intresse för prospektering malmer ökade. Då startades ny geofysisk forskning och konstruerades nya instrument och mer avancerade malmprospekteringsmetoder. I november 1924 togs första borrhållet upp i Bolidenområdet. Den 10 december 1924 upptäcktes Europas rikaste malm, vid provborrningar påträffade man i Boliden rent guld. Den16 mars 1926 hissades den första tunnan med malm. Det bildades holdingbolag Centralgruppens Emissionsbolag som var ursprunget till dagens Boliden. År 1925 övertogs Centralgruppen av en bank som bildade två gruvföretag, Västerbottens Gruvaktiebolag och Skellefteå Gruvaktiebolag (New Boliden, 2007). Gruvindustrin i området behövde ett eget smältverk som byggs redan 1927 vid kusten, nära Skellefteåhamn. Placeringen av verket var motiverad både ur miljömässiga aspekter och tillgång till hamn, järnväg, elektricitet och arbetskraft. Smältverket kom i drift år Dess anläggning var utrustad med en 145 hög skorsten, på den tiden Europas högsta (New Boliden, 2007). År 1931 bildar de två företagen ett gemensamt Boliden. Bolaget behåller ekonomisk tillväxt såväl under världsdepressionen på 1930-talet och under andra världskriget. Det öppnas flera gruvor i Bolidenområdet, bland annat Kristinebergsgruvan. Brist på gummi och olja var följderna av pågående krig i Europa. Därför togs beslutet att bygga den 96 kilometer långa linbanan för malmtransporter mellan Kristineberg och Boliden, som var världens längsta linbana. Linbanan var i drift till år 1987, då det byggdes bättre vägar och bilar med högre lastkapacitet. År 1954 stängdes anrikningsverket i Rönnskär och hela verksamheten flyttades till anrikningsverket i Boliden som byggs år 1953 (New Boliden, 2007). Bolaget expanderade och år 1957 köptes gruvan i Garpengberg från Zinkgruvor AB och år 1968 kom Aitik gruvan i drift. 11

13 Idag är Boliden Mineral AB verksamt i flera länder. Företaget driver gruvor i Bolidenområdet, Aitik, Garpenberg och Tara i Irland. Det äger flera smältverk förutom i Sverige (Rönnskär och Bergsöe) i Finland (Kokkola, Pori) och i Norge (Odda). I Bolidenområdet används olika brytningsmetoder. I Kristineberg, Kankberg och Renström gruvor används igensättningsbrytning och i övriga gruvor sker brytning i dagbrott. I Boliden finns ett anrikningsverk och ett guldlakverk samt tellurverket. Produkter i form av slig transporteras till olika specialiserade smältverk, bl.a. till kopparsmältverk i Rönnskär, blysmältverk i Bergsöe och zinksmältverk i Odda, Norge (New Boliden, 2012). 4. Geologisk beskrivning 4.1. Malmer i Skelleftefältet Malmer i Skelleftefältet bildades för omkring 1900 miljoner år sedan i området där de äldsta delarna av Sveriges berggrund, urberget finns. De är av prekambrisk ålder, paleoproterozoisk era. Det svenska urberget bildar Fennoskandiska skölden, vilken omfattar Norge, Sverige, Finland och Kolahalvön som tillhör Ryssland. Skellefteåmalmer tillhör tidsmässig i Svekokarelska provinsen i Undre svekofenniska delprovinsen i dess norra del. Här förekommer sura och intermediära vulkaniter, de bildades från submarina pyroklastiter som lavor och dombildningar. Ovanpå vulkaniterna sedimenterade bergarter som har sitt ursprung i Norra delen av Svekokarelska provinsen. De har stratigrafisk form och efter metamorfos bildade de skiffrar och metagråveckor (Loberg, 1973,1999). Sulfidmineraliseringar och malmer bildades i gränszonen mellan vulkaniter och metasedimenten. De kallas efter sitt geografiska läge för Skelleftefältets malmer. Figur 2 visar en geologisk karta över området. 12

14 apportmall för studenter vid BiF Figur 2. Geologisk karta över Skellefteåområdet (Allen, 1996)

15 apportmall för studenter vid BiF 4.2. Kristinebergsmalm I rapporten undersöks malmer som bryts i Kristinebergs Gruva. Fyndigheten befinner sig i Skellefteåfältet, 96 kilometer väst om Boliden. Kristinebergsgruvan förekomsten anses ha bildas genom hydrotermala malmbildande processer som VMS, Vulkanisk Massiv Sulfid och därför att uppkomsten skedde på havsbotten kallas de VHMS, Vulkanisk Hydrotermal Massiv Sulfid. Figurerna 3 till 5 visar uppkomstprocessen av VHMS malmer. Magman i vulkaniter innehöll joner av många metaller som guld, arsenik, antimon och tenn. Vatten som fanns i magman kunde inte bilda mineraliseringar och behövde anrikas med sjövatten. Anrikningen gjorde att trycket ökade och temperaturen i magman steg. Vattnet som var i magman kokade så att omgivande berggrund började spricka. Vattnet innehåll lösningar av olika metaller som zink, bly, koppar, silver. Hydrotermala lösningar kunde reagera med berg efter spräckning. Där skedde en kaliumsilikat omvandling och lösningar kunde utfälla tunga metaller i form av sulfider. Figur 3. Schema över VHMS uppkomst (Wayne D. Goodfellow, 2002) Sulfider fyllde sprickor i intrusivet och sidoberget. Det uppvärmda vattnet påverkade sidoberget och bidrog till dess kloritisering. Processen möjliggjorde att det skapades guldförande kvartsgångar i området (Loberg, 1973,1999).

16 Figur 4. Schema över uppkomsten av malmer i Skellefteåområdet (Allen, 2005) Malmen som består av fyra malmkroppar har form av guld- koppar rika ådror och massiva sulfid linser, fem till tio meter långa. Området befinner sig i en zon i vilken två kontinentala plattor trycker på varandra och har påverkats av minst två deformationer, som orsakade klyvningar och veckningar. Fyndigheten sträcker sig från ytan till 1400 m djup. Den innehåller omkring 1 % koppar, 3.64 % zink, 0.24 % bly, 1.24 g/t guld, 36 g/t silver och 25.9 % svavel (Årebäck, 2005). 15

17 Figur 5. Schema över mineraliseringars uppkomst (Lydon, 1989) Sidoberget i Kristinebergsmalm innehåller rhyolit, porfyr, kvarts, muskovit, klorit, pyrit, andalusit, se Figur 5. Malmkropparna i Kristineberg ligger i inre delen av en stor antiklinorium i sericit- och kloritskiffrar (Årebäck, 2005). Figur 6. Geologisk karta över Kristinebergsmalm nivå 170 m(årebäck, 2005) 16

18 4.3. Västra Maurlidens malm Malmens hållfasthet är låg och för att förbättra malningsprocessen i anrikningsverket i Boliden tillsätter man upp till 20 % malm från upplaget från gruvan Västra Maurliden. Mineralisering i Maurliden området består av komplexa massiva sulfidmineraliseringar, vilka förekommer inom en kvarts och fältspatsporfyriskvulkanit. Malmen tillhör gruppen Skellefteåmalmer och dess uppkomst grundar sig på den hydrotermalomvandling som har påverkat berggrunden. I området befinner sig en grupp sulfidlinser som innehåller finkornig pyritmalm med något zinkblände och kopparkis, massiv sulfidmalm med zink, koppar, guld, silver och bly. Malmen ligger parallellt till skiffrigheten i omgivningen som är påverkad av tektoniken och ligger i antiform som brant stående mineralisering. Sidoberget består av sericit kloritskiffrar, porfyrer, lavabreccior, tuffagglomerat och konglomerat. Närmast malmen befinner sig tuffbreccia och kvartsporfyr (Arvidsson, 2008). 5. Gruva i Kristineberg De första undersökningarna med elektriska mätinstrument kunde lokalisera en stor malmfyndighet år 1918, före upptäckten kunde man bara påträffa stenblock med spår av mineraliseringar av metaller. Brytning i gruvan började år Där brytts en komplexmalm som innehåller zink, koppar, bly, guld och silver. År 2001 byggdes en anläggning för guldlakning i anrikningsverket i Boliden. Kristinebergsgruvan bryter också en guld- koppar malm. Brytningsmetoden som man använder i gruvan kallas för igensättningsbrytning (New Boliden, 2011). Figur 7 visar schema av denna bryttningsmetoden. Figur 7. Schema över igensättningsbrytning metod (Atlas Copco, 2000) 17

19 Idag bryter man malm på 1300 m nivå. Malmstorleken är 0 till 800 mm och den transporteras med truckar till primär käftkross vilken befinner sig på 620 m nivå. I Kristinebergsgruvan sorteras malmen redan under jord och därefter levereras zinkmalm samt koppar och guldmalm separat till krossen. Malm som efter krossning får partikelstorlek mm, transporteras med truckar till lastningsfickor och vidare till skipar på 751 m nivå. Malmen transporteras med skippar till nivå 90 meter, där bandtransportör tar malmen upp till ytan. Sista delen av bandtransportören är vridbar för att kunna transportera två olika malmer till skilda upplag samt maximera volymen på upplaget. Figur 7 visar malmupplaget ovanpå gruvan. Varje upplag har kapacitet upp till ton. Figur 8. Bild över vridbar malmbandstransportör och upplaget Ewa Maultasch 2013 Malmen lastas från upplaget till truckar med lastare. Malmen som transporteras till anrikningsverket i Boliden har inte homogen partikelstorlek. Man försöker att lasta från upplagets olika ställen för att blanda fraktionerna men det löser inte problemet helt. Lastbilar som transporterar malm från gruvan har 47 ton kapacitet och kör den 96 km långa vägen till anrikningsverket. De transporterar anrikningssand på vägen tillbaka. Anrikningssand används som fyllnadsmaterial vid igensättningsbrytning, efter cyklonering av fint. Figur 9 visar schema för transporter. 18

20 Figur 9. Schema för transporter mellan Kristinebergsgruva och Anrikningsverk i Boliden (New Boliden) Kristinebergsgruvan levererar årligen 600 kiloton malm till anrikningsverket. Figur 10. Tvärsnitt över malmreserver i Kristinebergsgruvan (New Boliden) Figur 11. Malmreserver och mineraltillgångar i Kristinebergsgruvan (New Boliden) 19

21 I Kristineberg pågår ständig prospektering efter nya malmer. Det har bevisats att malmreserven är mer än 4 millioner ton, men man hoppas att det finns ännu mer. Figurerna 10 och 11 visar malmreserver i gruvan. Nya upptäckter befinner sig i närheten av kända fyndigheter (New Boliden, 2011). 6. Anrikningsverket i Boliden Figur 12. Bild över anrikningsverket i Boliden (Riksantikvarieämbetet/Pål-Nils Nilsson, flygfoto) Anrikningsverket i Boliden byggdes i 1953, därför att det fanns ett behov att anrika malmer i närheten av Bolidens gruva och dess placering passade bättre till malmtransporter från andra gruvor i Bolidensområdet. Det var också modernt och större än anrikningsverket i Rönnskär, som stängdes Efter att Bolidengruvan avslutade sin verksamhet 1967, fortsätter verket att anrika malmer från verksamma gruvor i områdena Kristineberg, Renström, Maurliden, Maurliden Östra och Kankberg m.fl. Efter nedläggningen av anrikningsverket i Kristineberg år 1991 anrikas malmen från Kristineberggruvan i Boliden. Anrikningsverket har byggts ut vid ett flertal tillfällen, senast år 2001 då det byggdes en anläggning för guldlakning för att öka utvinningsgraden av ädelmetaller från den anrikade malmen (New Boliden, 2012). 20

22 Den aktuella bilden över anrikningsområdet visar Figur 12. Malmen till anrikningsverket transporteras från gruvor med lastbilar. Den lastas ut till utlastningsfickor, se Figur 13 och transporteras med bandtransportörer till två separata silon, där malmen mellanlagras för att senare transporteras till malning i en av två av anrikningsverkets kvarnserier. Den tredje kvarnserien utnyttjar anläggningen för att anrika slagg från smältverket i Rönnskär. Figur 13. Bilder över utlastning av malm och en silo, anrikningsverket i Boliden Ewa Maultasch 2013 I anrikningsverket anrikas det malmer till koncentrat. Homogena guld partiklar utvinner man som koncentrat redan efter malningen i gravimetrisk separering i Knelson apparat. Koppar, zink och bly koncentrat utvinner man i flotationen, medan guld, silver och andra ädelmetaller som mellanprodukter genomgå efter flotationen en laknings process där cyanid och luft tillsätts. Figur 14. Principskiss över anrikningsverket (New Boliden) 21

23 Efter metallutvinning genom lakning, pumpas avfallet till en cyaniddestruktionsanläggning. En del av anläggningen kan man se på bilden i Figur 15. Här tillsätter man svaveldioxid och kopparsulfat som oskadliggör cyaniden. Figur 15. Bild över anläggning för guldlakning Ewa Maultasch 2013 Malmkoncentraten som utvunnits i flotationen genomgår en avvattningsprocess och transporteras vidare med lastbilar till smältverket i Rönnskär. Anrikningssand från processen pumpas till en stor avfallsdamm, Hötjärnsmagasinet, samt till en silo från vilken sanden transporteras till gruvan för att framställa fyllningsmaterial. B-serie i anrikningsverket Rapporten beskriver problem som förekommer i Flotation B i anrikningsverket, se Figur 16, där floterar man koppar och zink. 22

24 apportmall för studenter vid BiF Figur 16. Schema över Sektion B i anrikningsverket (New Boliden)

25 apportmall för studenter vid BiF Malmen som kommer till anrikningsprocessen har en partikelstorlek från mm. Den levereras från Kristinebergsgruvan och blandas med malm från västra Maurliden i förhållandet 4 till 1 i avlastningsfickor och transporteras till en silo. Två matare utrustade med en bandvåg befinner sig under silon. Malmen faller på bandvågen och vidare på transportbandet som transporterar den till primär autogenkvarn Malning Malning av malmer som ska anrikas ska ske till sådan partikelstorlek att man kan frigöra värdemineralerna från gångarter och från varandra. Malningen i anrikningsverket går i två steg, först i en autogenkvarn med effekt på 1600 kw och vidare i en sekundär pebblekvarn (stenkvarn) med effekt på 500 kw. Autogen och pebblemalning är mycket effektiv jämfört med konventionell malning med malkroppar av stål, därför att värdemineraler frigörs lättare efter de svagare korngränserna. Man höjer utbytet och erhåller renare koncentrat, samt minskar driftskostnaderna. I anrikningsprocessen av sulfider borde man undvika kvarnar med malkroppar av stål för att i malningen frigörs järn, vilket löser upp sig i den sura miljön och bildar järnhydroxid, Fe(OH) 2, vilket påverkar processen flotationen negativt. Järnhydroxid sätter sig på luftbubblornas yta och försämrar flotationen. Autogenkvarn är ett roterande cylindrisk stålkärl som är det första steget i malningsprocessen, vilket sönderdelar malmen. Malmen själv fungerar som malkroppar. När kvarnen roterar sker nedmalningen av malm principiellt med tre olika mekanismer. Det är slag från fallande malmkroppar som har kraft att spräcka sig själv eller spräcka de träffade malmkropparna, vidare det är gnidning, när partiklar som befinner sig mellan andra partiklar trycks sönder och nötning när partiklar nöts från malmkroppar under cirkulationen. Nötning har en dominerande roll i autogenkvarnar medan slag ger oönskad påverkan på malmen i Kristinebergsfallet där det är brist på malkroppar. För att malningen ska verka så effektiv som möjligt behöver malstenar lyftas till högsta punkten inuti kvarnen och sedan falla ner för att malmen ska malas.

26 Det behövs en viss hastighet med vilken kvarnen ska rotera. För hög hastighet leder till att materialet följer längst insidan pga. centrifugalkraften till ingen nytta och för lågt varvtal resulterar i låg malenergiinsats. Kvarnens vikt är balanserad genom centripetalkraften om Där m står för malm massa, R för kvarnens radie, V för kvarnens hastighet, g för gravitations kraft, α för vinkeln mellan vertikala axeln och punkten för kvarnens optimala balans. Det är viktigt att känna kvarnens kritiska varvtal i vilken kvarnen kommer att rotera så snabbt att materialet inuti kommer att rotera med centrifugalkraften. Där Nc står för kritiska varvtalet, D för kvarnens diameter och d för malkroppens diameter. Man brukar programmera kvarnens hastighet till 2/3 av kritiska varvtalet för att undvika att malmen mals med centrifugalkraften (Wills, 2006). Figur 17. Bild över primär och sekundär autogenkvarn i Boliden (New Boliden) 25

27 Figur 18. Schema över malstenuttag mellan primär och sekundär autogenkvarn (New Boliden) Man tillsätter vatten till malmen och erhåller pulpen med 69 till 71 % fasta partiklar (torr substans). Pulpen mals i den primära autogenkvarnen och förflyttas genom malstengallren vidare till centrumröret vilket fungerar som en sikt med spiralformade trösklar. De siktar och förflyttar pulpen och malsten till sekundära kvarnen, medan mellanfraktionen förs tillbaka av spiraler som går mot andra hållet till den primära kvarnen för repetering. Figuren 18 visar malmstenuttag mellan kvarnar. Stora fraktionen fungerar som malstenar i den sekundära kvarnen. De befinner sig i inre röret, och vid behov av pebbles i sekundära kvarnen en skopa förflyttar dem till det yttre röret och vidare till pebblekvarnen. Malkropparna har partikelstorlek mellan 60 till 120 mm. Efter malningsprocessen pumpas pulpen till magnetseparator, där man separerar rester från stålarmering i sprutbetongen som kunde följa med malmen från gruvan. Sådant material är skadligt för ledningar och pumpar Gravimetri Pulpen förs vidare genom en sikt, där den grova fraktionen kommer tillbaka till primära autogenkvarnen för repetering och den fina som är 0-7 mm genomgår gravimetrisk separation i 26

28 en Knelson separator. Den är en modern, högteknologisk avancerad separator som ersätter vaskrännor, jigs, Reichert cones och Reichert spiraler. Separatorn är speciellt konstruerat för avskiljning av tungmetaller. I detta fall används den till att separera guldpartiklar. Den kan hantera partiklar från 10 μ upp till 7 mm. Här utvinner man guldkoncentrat och avfallet från Knelson separator pumpas vidare till hydrocykloner, där tunga partiklar, underlopp kommer till malkretsflotationen Flash, vilken fungerar som en flotationscell. Den separerar kopparkoncentrat och avfallet kommer till sekundära kvarnen för repetering. Överlopp från cykloner pumpas vidare till flotationen Flotation Koppar och zink flotation är så kallad direkt flotation, då man floterar värdemineral från gråbergsmineral. Flotation är den fysikalisk- kemisk separation som utnyttjar skillnader i ytegenskaper mellan olika värdemineral och gråbergsmineral. Figur 19 visar flotationens principer. Genom att tillföra luftbubblor och tillsätta flotationsreagenser kan man separera mineraler från varandra. Figur 19. Schema över separation genom flotation (Metso, 2011) 27

29 För att flotationen ska fungera tillsätter man olika reagenser: Skumbildare som minskar vattnets ytspänning och får partiklar att lättare komma till ytan Samlare som får hydrofoba mineral att fästa vid luftbubblor, vid sulfid anrikning använder man anjonsamlare Aktiverare som ökar partiklars hydrofoba egenskaper Tryckare som ökar partiklars hydrofila egenskaper ph-reglare som genom ph ändring i pulpen påverkar hydrofobitet. Flotationen i anrikningsverkets sektion B sker i två steg. Först floterar man koppar- och blysulfider, därefter zink. Pulpen som är överlopp från cykloner pumpar man till koppar- bly flotationen. Vidare tillsätter man vatten tills den innehåller mellan 32 till 42 % fasta partiklar. Till pulpen som kommer till en serie flotationsceller tillsätter man små halter av reagenser. Längst ner i varje cell sitter en omrörare och där tillsätter man luftströmmen som skapar bubblor. Reagenser som används i kopparflotationen: Samlare med skumbildande egenskaper, D 507, ditiofosfat Samlare, D871, ditiofosfat Samlare, KAX, potassium amyl xantahate Tryckare som trycker zink ner, ZnSO 4 ph justerare sänker värdet, BIS, bisulfid. Slutkoncentratet går genom tre repeteringar medan mellanprodukten går till scavenger. Koncentratet från scavenger kommer tillsammans med mellanprodukten från första repeteringen vidare till hydrocykloner, där underloppet mals i en kulkvarn och överloppet tillsammans med mald produkt kommer till flotationsceller för repetering. Kopparkoncentratet efter tredje repeteringen kommer till avvattningen i primära förtjockare, vidare till pressluftfilter och sekundära förtjockare. Slutkoncentratet transporteras till smältverket i Rönnskär. Mellanprodukten (avfallet från scavenger) pumpas vidare till zinkflotationen. Först ökar man utspädning för att pulpen ska innehålla 25 till 32 % fasta partiklar, vilket ger optimalt resultat på zinkflotationen. 28

30 Zinkflotationen fungerar på liknande sätt som kopparflotationen, fast man tillsätter annorlunda reagenser: Samlare, IBX, isobutylxantat Aktiverare, CuSO 4. Zinkkoncentratet efter tredje repeteringen kommer till avvattningen i pressluftfilter och förtjockare. Slutkoncentratet transporteras till smältverket i Rönnskär. Om avfallet från scavenger innehåller tillräckligt mycket ädelmetaller går det till cyanidlakningsprocess. I annat fall går det till hydrocykloner. Överloppet, kallad anrikningssand transporteras till sandmagasinet och efter ytterligare cyklonering gå underloppet vidare till gruvan som fyllningsmaterial Lakning Avfallet från flotationen som innehåller tillräckligt mycket guld som inte utvunnits i gravimetri och flotationen behandlas i lakverket. Guldlakning är en process i vilken guldet löses upp med hjälp av natriumcyanid och syre. Kemisk reaktion beskriver Elsners ekvation. 4 Au(s) + 8 Cn - + O 2 4 Au (CN) OH - Lakning kan fungera i utvinning av andra metaller som Cu, Ni, Zn, Cd, Hg, Pb. Figur 20. Schema över guldlakningsprocess (New Boliden) 29

31 Samtidigt som guldet löses i natriumcyaniden absorberas den med hjälp av aktivt kol som genom en stor specifik yta har bra absorberingsförmåga. Denna process kallas Carbon in Leach, CIL och Figur 20 visar processens schema. Figur 21. Schema över en aktiv kol partikel (Jan Erik Sundkvist) Det är viktigt att behålla rätt ph-värde i processen, omkring ph 11, därför att natrimcyanid under ph 8 bildar en giftig gas cyanväte. För att uppnå bästa resultat i lakningsprocessen ska tiden för lakning inte överstiga 10 timmar och guldhalter ska inte vara högre en 5200 g per ton aktivt kol. Lakningsprocessen i Boliden sker i sju tankar i serie. Den första tanken, så kallat hybrid CIL innehåller inget aktivt kol akningen r sker i högre temperatur, 5 C och en del av lösningen transporterar man till tellurverket för att utvinna tellur (gäller Kankbergsmalm). Resten av lösningen som innehåller guld (pregnant solution) pumpas vi are till tankar me aktivt kol och natriumc ani som har temperatur 25 C I processen tillsätter man 60 till 70 ton kol som nöts 0,10 % till 0,15 % per dag. Man har börjat forska att ersätta nuvarande kol med kokosnötskol pga. dess bättre nötningsbeständighet. Efter lakning siktas guldrikt kol ur tanken och tvättas med hett vatten i 120 C under högt tryck. Guldet som är löst i vätskan samlas upp i elektrolyttanken. I elektrolyttanken cirkulerar guldet i elektrolytceller och fälls ut på stålull vilken fungerar som en katod. Nät av rostfritt stål fungerar som en anod, där sker nedbrytning av cyanidjoner och syrgasutveckling. Processen sker under 16 till 24 timmar beroende på guldhalter. Resterna från processen kommer tillbaka till CIL. 30

32 När elektrolyseringen är färdig, placerar man stålull i en kalcineringsugn, där oxiderar och rostar stålet. Guldrikt materialet smälter med slaggbildare i en gaseldad ugn, skiljs vidare av slaggen och gjuts till dorètackor som innehåller mellan 10 till 35 % guld. Halten beror på halter av silver vilket lakas samtidigt med guldet. Dorètackor transporterar man till smältverket i Rönnskär (Sundkvist, 2012). Kolet genomgår regenereringsprocess i gaseldad ugn med hög temperatur, 00 C och högt tr ck Där tillsätts vattenånga utan syre för att förhindra förbränning av kol. Restlösning (barren solution) med cyanid rester kommer till destruktionsprocessen, där det tillsätts luft, svaveldioxid, kopparsulfat och kalk. I processen bildas svårlösliga cyanidsalter och cyanid oxiderar till cyanat, vilket transporteras till sandmagasinet där det bryts ned till ammoniak, vidare till nitrat, nitrit och kvävegas. Processen påverkar inte vattensystem i området negativt Pulpröntgen För att analysera och styra vissa processer, bl.a. flotation använder man pulpröntgen. Analyser görs av pulpröntgenanalysator, kallad BOXRAY 24. Det är en speciell utrustning som sänder ut röntgenstrålning mot en pulp som analyserar innehållet av metallhalter. Mätningen sker helt automatisk och kontinuerligt och hjälper till att styra anrikningsprocessen. Man utför dagliga analyser av pulpprover i Driftslaboratorium, GA Kontroller Figur 22. Kontrollrummet i Anrikningsverket i Boliden (Susanne Lindberg, Norran, 2013) 31

33 I kontrollrummet, se Figur 22, styr och övervakar man alla maskiner som ingår i anrikningsprocessen. Med hjälp av TV- monitorer och datorer får man information hur produktionen löper. Genom datorer kan man justera fel i processen, styra maskinerna och tillsätta reagenser m.fl. Förutom övervakning i kontrollrummet gör man rundor i anrikningsverket för att kontrollera maskiner och ibland gör man justeringar till exempel kan man starta en pump manuellt. Driften i anrikningsverket är kontinuerlig och operatörerna arbetar treskift. Man har två stopp om året, vardera på en vecka, där servar man maskiner och byter infodringar i kvarnarna Processvatten och sandmagasinet Anrikningssand deponerar man i Hötjärnsmagasinet, som är en permanent förvaringsplats. Det är dimensionerat för ca 20 års drift och skall rymma mer än 20 miljoner m 3 sand. Det är avskärmat med vallar gjorda av krossat berg och morän. Sandmagasinet som har en yta på 230 ha, är avdelat med en dammvall. Bakom avdelningen befinner sig en klarningsdel för överskottsvatten. Både vatten och anrikningssand pumpas från anrikningsverket till magasinet genom en 7,5 km lång rörledning som har en diameter på 400 mm. Där tillsätter man svavelsyra för att neutralisera ph, järn och väteperoxid för att bryta ner tiosalter som bildas under malningen och flotationen i anrikningsprocessen. Vattnet leds efter kontroller till Brubäcken via en utloppskanal (PEAB, 2008). Till processen i anrikningsverket tillsätter man färskt vatten från Bastuträsket. I framtiden kommer allt rengjort processvatten att återanvändas i processen Efterbehandling Boliden arbetar ständigt med miljöfrågor och redan innan man startar en gruva planerar man efterbehandling som ska ske efter avslutad verksamhet. Efterbehandling är ett krav. Enligt svensk lagstiftning är alla gruvägare och de som utför verksamhet i gruvorna skyldiga att återställa området till ursprunglig form. Det är ett krav att kontrollera miljön i området under 30 år efter gruvans stängning. I flera ställen till exempel i Aitik efterbehandling ske parallellt med gruvans drift. 32

34 Boliden har tillsammans med Naturvårdsverket utformat efterbehandlingsplan för gruvområden, bl.a. för sandmagasinen. Sandmagasinen innehåller rester från metallanrikningen. Anrikningssand innehåller rester av svavelkis som kommer från sulfidanrikning. För att förhindra vittringen av sanden och utveckling av svaveloxider måste man förhindra kontakt med syre. Detta sker genom överdämning, täckning av morän eller rening från svavelkis och buffring. I Stekenjokk gruvan valde man att överdämma sandmagasinet och på så sätt minimerar man svavelkisvittring. Överdämning var i detta fall möjligt p.g.a. bra bottenegenskaper, främst icke genomsläpplig grund. Metall- och sulfat innehåll samt rester från processvatten i sandmagasinsvatten späds ut med tiden. Provtagningar av sedimenten visade att inga metaller frigörs, bara små mängder sulfater löstes från anrikningssanden. Tio år efter efterbehandling var metallhalterna i fisk som lever i vattnet ovanpå magasinet detsamma som år 1997, när gruvverksamheten startades (New Boliden). Figur 23. Schematisk bild över täckskiktet på sandmagasinet (New Boliden) I efterbehandling vid Saxbergsgruvan valde man att täcka sandmagasinet med tätskikt av lerig morän, vilket förhindrade eventuell kontakt med syret, vidare med morän och humus. Man sådde gräs i väntan på att andra växter skulle återuppstå med tiden. Figur 23 visar olika täckskikt på sandmagasinet. Det pågår ständiga kontroller i området och resultaten visar att vittringsförloppet är stoppat (New Boliden). 7. Genomförande av undersökningen Enligt mineralteknikteorin för att uppnå ett bra resultat av flotationen måste malningen bli optimalt anpassad till malmens sammansättning. Andelen partiklar un er 10 μm bör vara relativ låg, därför att de inte kan få kontakt med luftbubblorna i flotationen. 33

35 Runt större bubblor skapas det vätskeströmmar som leder undan små partiklar vilket resulterar i slambildning. Vidare kan för stora partiklar påverka utbytet negativt. En luftbubbla som ska flotera en stor partikel orkar knappast lyfta den till flotationscellens yta. Man skall sträva efter att pulpen som kommer till flotationen ska innehålla partiklar med en storlek av 200 till 10 μm, där k 80 bör vara bet ligt högre n 20 μm. För att förbättra resultatet av anrikningen analyserades möjliga svaga moment och för att utesluta fel bestämdes att ta prover av materialet i flotationsprocessen. Det undersöktes partikelstorlek, halvkorn och metallhalter och fördelning före och efter kulkvarnen för att undersöka ommalningsprocessen. Därefter genomfördes flotationsförsök på provtaget material i en labb skala för att undersöka flotationseffektivitet Provtagning nummer 1 Figur 24. Provtagningsskopa för provtagning av pulpen Ewa Maultasch 2013 Provtagningen genomfördes den 5 april 2013, vid anrikning av malm från Kristineberg gruva. Prover togs ut vid olika steg av flotationsprocessen med hjälp av provtagningsskopa, se Figur 24. Materialet togs ut i en provtagningscirkel, från varje moment högst tre skopor åt gången. Det gav möjlighet att provta rätt flöde och minska felet i provtagningen. Varje skopa skulle inte fyllas helt för att undvika ansamling av stora partiklar och spillning av vatten med små partiklar. För att undvika fel togs proverna från pulpen med en svängningsrörelse. På så sett fick man prover från hela flödet. 34

36 apportmall för studenter vid BiF Figur 25. Schema över provtagning nr 1 i flotation B (New Boliden)

37 apportmall för studenter vid BiF Proverna togs enligt följande schema, se Figur 25: 1. Cu Pb ommalt 2. Utgående Kvarn 3. Ingående Kvarn 4. Materialet inte tillgängligt för provtagning 5. Överlopp pump 6. Materialet inte tillgängligt för provtagning 7. Scavenger koncentrat 8. 1: retur Analyser Provtaget material analyserades i Mineraltekniska Laboratoriet i Boliden, där vägning av pulpen utfördes med hjälp av laboratorievåg Mettler Toledo. Vägning Figur 26. Bilder visar vakuumbordet och torkskåpet Ewa Maultasch 2013 aterialet filtrera es i filtreringsk rl me pappersfilter på vakuumbor et och torka es i torkskåpet vi en temperatur på 5 C, se igur 2 aterialet v g es efter torkningen för att bestämma mängd av malm som ingick i processens olika moment.

38 Våt- och torrvikt av prover Resultaten från provvägningen sammanställdes i Tabell 1. Prov nr 52511, och neddelades med neddelningsapparat och skickades till arkivet för förvaring, vilket visade sig bra för materialet kom till användning i repetering av analyser. Prov Provens nr Våtvikt netto (g) Torrvikt netto (g) Cu Pb ommalt Utgående Kvarn Ingående Kvarn Överlopp pump Scavenger koncentrat : retur Tabell 1. Pulpens vikt, flotation B provtagning Siktning Våtsiktning - 45μm och + 45μm För att bestämma storleken på fraktioner våtsiktades materialet i två fraktioner + 45μm och 45μ Siktningen utfördes med hjälp av våtsikt Retch A 200. Figur 27. Bild över våtsikt Retsch A 200 och funktionsschema Ewa Maultasch 2013 Materialet placerades på en sikt med maskvidd 45μm där vattenstrålar spolade partiklar under 45 μm till hinken bredvid medan större partiklar stannade på sikten. Materialet från sikten torkades efter noggrann rensning med vatten i torkskåpet. Fraktionen 45 μm filtrerades genom pappersfilter på vakuumbordet och torkades. Båda proverna vägdes på en laboratorievåg efter torkning. 37

39 Torrvikt av prover i fraktion + 45μm och - 45μm Resultaten från vägning av torkat material sammanställdes i Tabell 2. Prov Provens nr (+)45 vikt i gram (-)45 vikt i gram Cu Pb ommalt ,95 38,23 Utgående Kvarn ,75 56,2 Ingående Kvarn ,21 40,12 Överlopp pump ,12 48,65 Scavenger koncentrat ,33 51,23 1: retur ,78 50,72 Tabell 2. Torrvikt efter siktning +45 μm och - 45 μm Torrsiktning 2000 μm till 45 μm Fraktionen + 45μm torrsiktades i en siktskakapparat AS 200 Tap. Apparaten består av runda siktar som ligger på varandra. Siktarna har olika maskvidd: 2000, 1400, 1000, 710, 500, 355, 250, 180, 125, 90, 63 och 45 μm. Den minsta sikten ligger underst på behållaren. Materialet placerades på översta sikten som hade maskvidd med storlek på 2000 μm. Vid skakningen som pågick i 20 minuter, förflyttades partiklar på siktarna som låg unders. Partiklar som hade storlek större än maskvidd låg kvar på sikten. Till exempel på sikten 90 μm, stannade partiklar med storlek mellan125 och 90 μm. Innehållet på varje sikt vägdes separat efter siktningen på en laborationsvåg. Erhållna data användes för framställning av en siktkurva. Figur 28. Bild över siktskakapparat Ewa Maultasch

40 Mikrosiktning Materialet med partikel storlek - 45μm siktades i en mikrosikt, Bandelin elektronic typ RK 106. Det är våtsiktning i vilken vattenstrålar tillsammans med ultraljudvågor förflyttar partiklarna genom sikten. Figur 29. Bild över mikrosiktapparat Ewa Maultasch 2013 Materialet siktades till partikelstorlek + 20 μm och 20 μm, där större partiklar stannade på sikten och mindre rann med vattnet till en hink. Efteråt filtrerades proverna med hjälp av vakuum i filtreringskärl, de mindre partiklarna med glasfiberfilter och de större med pappersfilter. Proverna torka es i torkskåpet me temperatur på 5 C och v g es för att ha ata till siktkurvan Siktkurva och partikelstorlek k 80 Efter siktning beräknades fraktionens vikt (g), vikt(%) och Ack(%). Vidare beräknades provernas k 80. För att bestämma fördelning av partiklar av materialet som ingår i flotationens olika moment beräknades en ackumulerad viktprocent av siktade fraktioner (se bilagor 1-6 för detaljredovisning). Vidare sammanställdes en siktkurva i form av en graf. 39

41 Figur 30. Bilden visar beräkning av siktkurva och k 80 40

42 Produkt CuPb- Ommalt Utg-Kv Överl-pump Ing-Kv Sum Ing kv + Över.pump Scav.konc. 1: retur Jnr Arb. Nr Nr i schema % ,15 55,85 44, ,99 47,01 Siktstorlek ack% ack% ack% ack% ack% ack% ack% , ,96 99,91 99,94 99,92 99, ,93 99,8 99,76 99,78 99, ,74 99,96 99,72 99,44 99,60 99,9 99, ,4 99,74 99,51 98,31 98,98 99,25 98, ,5 98,95 98,93 95,49 97,41 96,93 96, ,4 95,66 95,78 87,02 91,91 87,28 95, ,11 89,04 90,7 76,92 84,62 74,27 95, ,57 78,01 85,19 67,36 77,32 62,68 94, ,54 67,58 81,17 60,23 71,92 55,67 93, ,39 44,4 69,48 43,91 58,19 35,18 82,42 Tabell 3. Balansering av flöde i provtagningen För att uppskatta hur mycket material i procent som befinner sig i olika moment i flotationsprocessen balanserades flödet i provtagningen, se Tabell 3. Bordsröntgen Figur 31. Bilder över bordsröntgen Spectro Xepos Ewa Maultasch

43 Vidare analyserades prover i Spectro X-LabPro (Rtg analys). Det utfördes analys med hjälp av spektrometer, Spectro X-LabPro från Ametek Materials Analysis Division. Apparaten analyserar med hjälp av ett joniserande strålningsspektrum av olika ämnen. Analyser visade vilka grundämnen och föreningar, typ oxider proven innehåller. Metoden som användes kallas för Powder-generell. Resultatet visade sig vara felaktigt, procenthalten på prover var betydlig större än 100 %. Felet berodde på problem med kalibrieringen av matriser. Därför beslutades att använda brikettröntgen för analyser av prover av tillräcklig mängd och ICP för de övriga proverna. Brikettröntgen En del av prover analyserades med Panalytical AXIOS XRF Spectrometer, kallas också för brikettröntgen. Den används för undersökning av kristallstrukturer i provtaget material, medan den bestrålas med röntgenljus. Strålningen reflekteras från kristallernas atomplan och apparaten beräknar skillnader på vågsträckan för strålarna mellan olika atomer. Det ger bild av våglängder som är karakteristika för olika grundämnen. Spektrumets intensitet visar de olika halterna. Apparaten analyserar arton ämnen inklusive sex oxider. För att undersöka prover togs 10 ml av varje prov och vidare blandades det med 5 ml malen cellulosa. Figur 32. Bilder över förberedning av prover till brikettröntgen Ewa Maultasch 2013 Vidare maldes proverna i en laboratoriekvarn typ Herzog i 2 x 4 minuter. Efter varje prov rensades kvarnen med en industri sand samt metanol för att inte efterlämna rester som kunde hamna i nästa prov. 42

44 Figur 33. Bild över en laboratoriekvarn typ Herzog Ewa Maultasch 2013 Stålringar som formade briketter fylldes med malt material och pressades med hjälp av briketthydrauliskpress med en styrka på mellan 11 och 12 ton. Pressen rensades med tryckluft efter varje brikett för att undvika materialblandning. Briketterna rensades också för att inte lämna icke pressat material i spektrometern under analysen. Figur 34. Bilden över förberedning av briketter Ewa Maultasch

45 Färdiga briketter placerades i spektrometern för att analysera. Apparaten programmerades genom datorn och i detta fall valdes referenser för undersökning av koppar och zinkkoncentrat. Figur 35. Bild över brikettröntgen Ewa Maultasch 2013 Proverna under analysen jämfördes med kalibrerat material och varje undersökning tog ungefär fyra minuter. För beräkningsanalyser användes värdet på vikt % för koppar, zink, bly, svavel och silver. Utskriften av resultaten bifogas i bilagor. ICP Induktiv kopplad Plasma, kallad ICP är en spektrometer vilken används vid kemisk analys på prover i lösning. Metoden användes för att framställa halter på koppar, zink och bly i provtagen pulp i flotationen. För analyser användes argongas. Gasen passerar ett kvartsrör vilket befinner sig i en induktionsspole påverkad av ett magnetfält. Fria elektroner genererar, accelererar och börjar kollidera med varandra. Det bildas hög värme ca K, vilket resulterar i att plasma skapas. Lufttrycket användes som kylgas. En argonplasma exciterar joner och atomer i lösningen, det ljus som emitteras ger specifika våglängder vilka ger möjligheten att framställa provets innehåll och ljusets intensitet avspeglar halter av de metaller som söks. 44

46 Figur 36. Bild över laboratorievåg Mettler Toledo Ewa Maultasch 2013 För att analysera prover med ICP behövdes ca 0,1 g av materialet som vägdes med hjälp av en laboratorievåg. Proverna som förväntas att innehålla mer än 5 % metallhalter analyserades dubbelt för att säkra resultaten. Ett medelvärde räknades senare ut. Materialet fylldes i en 100 ml teflonbägare och ställdes i ett block i dragskåpet. Blocket värmde proverna till temperatur på 1 0 C 20 ml 7 salts rekoncentrat tillsattes i proverna, täcktes med täckglas och lämnades för att koka i 20 minuter. En del av metallerna löste sig i syran. Efteråt tillsattes 10 ml 68 % salpetersyrekoncentrat och kokade vidare i 40 minuter. Båda syrorna bildade så kallad kungsvatten, vilken kunde lösa återstående metaller. Figur 37. Bilder över förberedning av prover till ICP Ewa Maultasch

47 Lösningen fylldes i 100 ml mätkolv, 0,5 ml yttrium tillsattes i destillerad vatten lösning, 100 ppm och späddes med destillerat vatten till 100 ml volym. Yttrium används som absorbans vilket underlättar kalibreringen. När våglängderna inte ryms inom referens gränserna, kan apparaten anpassa kalibreringen och mäta våglängderna rätt. Figur 38. Bilder över förberedning av prover till ICP Ewa Maultasch 2013 Efter omrörning filtrerades lösningen till 40 ml plastburkar genom pappersfilter och proverna fördes över till plaströr vilka placerades i provrörsställ samtidigt som standarder förbereddes vilka skulle ge referenskurvor i analyseringsprocessen. Figur 39. Bilder över filtrering av prover Ewa Maultasch

48 Proverna analyserades i en spektrometer, Induktiv Kopplat Plasma ICP, typ Perkin-Elmer Optima 5300 V. Apparaten programmerades genom datorn. Resultatet efter framställda analyser skrevs ut och bifogades till rapporten. Figur 40. Bilden över ICP spektrometer Ewa Maultasch 2013 QEMSCAN Prover från Scavenger koncentrat, 1: returen och CuPb ommalt analyserades med Qemscan, en mikroskopisk analys. Analysen hjälpte till att kontrollera om malningsprocessen öppnade alla korn, vilket är viktig för flotationen för att den ska fungera med bra resultat. Qemscan analyserar genom röntgenstrålning spektra av atomer och med hjälp av petrografisk analys identifieras elementer vilka befinner sig i provet. Därefter bestäms kornens form och mineralogi (FEI, 2012). Figur 41. Schema över Qemscan analys (FEI, 2012) 47

49 Provtaget material gjöts i epoxilim och efter härdningen slipades proverna. Efter beläggning av en tunn grafityta placerades proverna i Qemscan apparaten. Figur 42. Bilder över provers preparering Ewa Maultasch 2013 Efter kalibrering programmerades data för storlek och antal partiklar som skulle undersökas. Med hjälp av röntgenstrålning avlästes spektra av mineraler och genom detta analyserades mineralerna i proverna. Undersökningen var tidskrävande och tog dussintals timmar. Figur 43. Bilder över Qemscan Ewa Maultasch

50 Resultat från röntgenanalyser Figur 44. Diagram visar metallhalter i analyserat material från Scavenger koncentrat Diagram visar kopparkis, blyglans och zinkblände i analyserat material från Scavenger koncentrat och det konstaterades att i de fina partiklarna ökar metallhalterna (se bilagor för detaljredovisning). Figur 45. Diagram visar metallhalter i analyserat material från CuPb ommalt Diagram visar kopparkis, blyglans och zinkblände i analyserat material från CuPb ommalt. Här visas förhöjda halter av metaller, speciellt för zinkbände och kopparkis jämfört med materialet före kvarnen (se bilagor för detaljredovisning). 49

51 Figur 46. Diagram visar metallhalter i analyserat material från 1: retur Diagram visar kopparkis, blyglans och zinkblände i analyserat material från 1: retur. Det konstaterades också att bästa halterna av metaller finns i de fina partiklarna (se bilagor för detaljredovisning). Diagram över utbytesgrad CuPb ommalt, Scavenger koncentrat och 1: retur (partikelstorlek 0-20 μm) Figur 47. Diagram visar teoretisk utbytesgrad i CuPb ommalt 50

52 Figur 48. Diagram visar teoretisk utbytesgrad i Scavenger koncentrat Figur 49. Diagram visar teoretisk utbytesgrad i 1: retur Diagram i Figur visar utbyte av mineraler och metaller baserade på resultat från Qemscan undersökning. Scavenger koncentrat, 1: retur och CuPb ommalt visar förbättring efter ommalningen i kvarnen (se bilagor för detaljredovisning). Bäst resultat visar svavelkis, vilket till stor del ingår i Scavenger koncentratet samt CuPb ommalt. Malning av zinkblände förbättrar resultatet något medan malning av blyglans fungerar dåligt. 51

53 apportmall för studenter vid BiF 7.3. Provtagning nummer 2 Figur 50. Schema för provtagning av materialet till flotationsförsök i laboratorium (New Boliden)

54 apportmall för studenter vid BiF Provtagning genomfördes i anrikningsverket den 16 april 2013 då anrikades malm från Kristineberg gruva. Flotationsförsök genomfördes i laboratorium för att undersöka hur bra flotationen fungerar i anrikningsverket. Resultaten från flotationen jämfördes och användes som underlag för rekommendationer och slutsatser i projektet. Proverna togs enligt följande schema: 1. Utgående ommalning 2. Scavenger koncentrat 3.1: retur. Råflotation Flotationsförsök utfördes i Wemco flotations apparat. Figur 51. Bild över Wemco flotations apparat Ewa Maultasch 2013 Varje provtagen pulp floterades tre gånger efter man tillsatt flotationsreagenser. Flotation av pulpen från utgående ommalning gjordes med följande reagenser: 10 ml ZnSO 4, 5 % lösning i vatten 0,5 ml KAX, 1 % lösning i vatten 2 droppar Nasfroth 240.

55 Flotationstider: 1 drag i 2 minuter 2 drag i 2,5 minuter 3 drag i 4,5 minuter. Flotation av pulpen från Scavenger koncentrat gjordes med följande reagenser: 10 ml ZnSO 4, 5 % lösning i vatten 0,5 ml KAX, 1 % lösning i vatten. Då pulpen innehöll tillräcklig med skumbildare tillsattes inte Nasfroth Flotationstider: 1 drag i 1 minut 2 drag i 1,5 minut 3 drag i 2,5 minuter. Flotation av pulpen från 1: retur gjordes med följande reagenser: 10 ml ZnSO 4, 5 % lösning i vatten 0,5 ml KAX, 1 % lösning i vatten 2 droppar Nasfroth 240. Flotationstider: 1 drag i 3 minuter 2 drag i 3 minuter 3 drag i 5 minuter. Varje drag från flotationen samt flotationsrester så kallat mellanprodukt, MP filtrerades och torkades i torkskåpet. Detaljredovisning av viktanalys på produkterna finns i bilagorna Resultat från flotationsförsök i laboratorium Resultatet av provernas torrvikt sammanställdes i Tabell 4. Prov Provens nr 1 drag vikt (g) 2 drag vikt (g) 3 drag vikt (g) MP vikt (g) Utgående ommalning 1 18,66 8,86 10,36 27,13 Scavenger koncentrat 2 38,02 9,07 5,1 16,47 1: retur 3 5 4,78 5,51 38,03 Tabell 4. Torrvikt efter flotationsförsök i labb 54

56 Vidare undersöktes proverna med hjälp av bordsröntgen, brikettröntgen samt ICP. Undersökningsmetoderna beskrevs tidigare i rapporten. 8. Resultat Resultat från röntgenanalyser som visar metallhalter i provtaget material från flotationsprocessen i anrikningsverket (se bilagor för detaljredovisning). Prov jnr fraktion Cu vikt % Zn vikt % Pb vikt % S vikt % Ag g/t CuPb ommalt ,806 14,272 1,336 23, ,563 12,815 1, ,524 9,566 0, ,129 5,667 0,446 Scav.konc ,227 14,810 1,717 25, ,153 14,185 1, ,384 10,883 1,427 32, ,727 7,436 0,552 30, : retur ,565 12,965 0, ,914 18,845 0, ,693 24,160 0,148 Tabell 5. Resultat från röntgenanalys av prover från flotationsprocessen Resultat från röntgenanalyser som visar metallhalter i provtaget material som genomgick råflotation i laboratorium (se bilagor för detaljredovisning). Prov Cu vikt % Zn vikt% Pb vikt % S vikt% Ag g/t Utg. Ommalning 1 dragning 12,775 9,474 2,073 28, dragning 8,960 13,830 1,554 3 dragning 6,511 19,381 1,238 22, MP 2,134 20,965 0,465 18, Scav.konc 1 dragning 11,860 13,118 1,847 29, dragning 8,837 18,661 1,680 24, dragning 7,350 18,470 1,255 MP 3,031 18,341 0,763 15, : retur 1+2 dragning 12,426 8,858 1,854 28, dragning 7,283 12,660 1,371 MP 2,512 20,281 0,577 18, Tabell 6. Resultat från röntgenanalys, flotationsförsök i laboratorium 55

57 apportmall för studenter vid BiF Tabell 7 visar metallhalter i analyserat material från Utgående ommalningen, Scavenger koncentrat och 1: retur. % Cu Zn Pb S Ag Cu Zn Pb S Ag CuPb ommalt Summa 100 5,635 12,336 1, % ,39 5,81 14,27 1,34 23, ,9 58,3 58, ,15 4,56 12,82 1,13 19,6 25,1 23, ,57 4,52 9,57 1,00 12,5 12,1 13, ,89 9,13 5,67 0,45 16,0 4,5 3,9 Scav.konc Summa 100 4,92 12,05 1, ,01 % ,18 5,23 14,81 1,72 25, ,4 43,2 44, ,49 3,15 14,19 1,65 13,1 24,1 25, ,60 2,38 10,88 1,43 32, ,0 16,8 19, ,73 7,73 7,44 0,55 30, ,4 15,9 10,5 1: retur Summa 100 5,13 14,34 0,79 100,0 100,0 100,0 36,99 % ,42 5,56 12,97 0,87 89,3 74,5 90, ,24 3,91 18,85 0,58 8,6 14,8 8, ,34 1,69 24,16 0,15 2,1 10,7 1,2 Beräknad summa scav+1: a retur 4,997 12,898 1,144 Tabell 7. Metallhalter i analyserat material Halterna av Zn i de grövsta fraktionerna är högre än i de finare fraktionerna. Detta kan tyda på att det trots allt finns anledning att mala om de grövre fraktionerna i 1: returen.

58 Tabell 8 visar utbyte i analyserat material från utgående ommalning, Scavenger koncentrat och 1: retur Tabell 8. Utbyte i analyserat material 57

59 apportmall för studenter vid BiF Diagram visar samband mellan zink- koppar utbyte i analyserat material från utgående ommalning, Scavenger koncentrat och 1: retur. Figur 52. Diagram över utbyte Zn och Cu Man ser att selektiviteten mot Zn förbättrats efter ommalningen. Nedanstående diagram visar samband mellan zink- bly utbyte i analyserat material från utgående ommalning, Scavenger koncentrat och 1: retur. Figur 53. Diagram över utbyte Zn och Pb Diagram visar samband mellan kopparhalt och kopparutbyte i analyserat material från utgående ommalning, Scavenger koncentrat och 1: retur.

60 Figur 54. Diagram över halt och utbyte Cu Diagram visar samband mellan blyhalt och blyutbyte i analyserat material från utgående ommalning, Scavenger koncentrat och 1: retur. Figur 55. Diagram över halt och utbyte Pb 9. Analys Alla provanalyser baserade på både floterade material från anrikningsverket och på råflotation i laboratorium har visat att ommalningskvarnen i flotationsprocessen bidrar till förbättrade resultat. 59

61 Röntgenanalyser från brikettröntgen och ICP visade bättre utbyte efter ommalning. Qemscananalys visade på högre halter av metaller i de fina fraktionerna. Ommalning av kopparkis fungerade bra för de grova fraktionerna och det behövs förbättring för de finare fraktionerna, speciellt i materialet från Scavenger koncentrat. I 1: retur finns inte så mycket material i de grövre fraktionerna så kvarnens arbete påverkar inte resultatet nämnvärt. För att uppnå bättre utbyte av zinkblände behöver ommalningen förbättras. Ommalning av blyglans har däremot fungerat ännu sämre. Ommalningen fungerar bäst för svavelkis och detta mineral ingår i en stor andel av Scavenger koncentrat och CuPb ommalt vilket är bra för flotationsprocessens resultat. Ommalning i flotationsprocessen ger möjligheten att öppna halvkorn, befria metallpartiklarna och förbättra metallutbytet. Ommalningen minska risken att värdefulla metaller hamnar med avfallet på deponi. Det är viktigt både för företagets ekonomi och för miljön. Sammanfattningsvis ger nuvarande ommalningen en viss förbättring av metallutbytet men det finns utrymme för att nå ännu bättre resultat. Om man analyserar bilder från Qemscan undersökningen ser man att det finns halvkorn i de finaste partiklarna. 10. Slutsatser och rekommendationer I rapporten studerades kulkvarnens påverkan på en flotationsprocess i Bolidens anrikningsverk som anrikar sulfidmalmer från Skelleftefältet. Undersökningen i rapporten gjordes på malmer från Kristinebergsgruvan samt från västra Maurliden. Studier av geologi och processer i gruvan och anrikningsverket underlättade val av alla de faktorer som kunde påverka malningsprocessen i anrikningsverket negativt. Det har konstaterats att flotationsresultaten varierar och orsaken till detta kan vara störningar i ommalningen eller problem med malmupplaget. Provtagning och analyser av pulpen i flotationsprocessen utfördes med hänsyn till ommalningskvarnens påverkan. Röntgenanalyser har visat att materialet behöver ommalning och att metallutbytet då ökar. Trots att det i mineralteknikteorin sägs att man ska undvika att mala materialet fint och att andelen partikelfraktion 0-20 μm som ingår i flotationsprocessen 60

62 borde vara relativt liten, visade analyser på positiv inverkan av ommalning. Malning för vissa mineraler, speciellt för blyglans bör förbättras. Det konstaterades att problemet med variationer i utbyte beror på inhomogen fördelning av partiklar i malmupplagen, både vid gruvan och i silon. Det bör installeras en kon på toppen av silon, under bandtransportören vilket hjälper materialet att sprida sig bättre och inte hamna i mitten. Det föreslås också ombyggnad av en rörlig bandtransportör så den kan åka fram och tillbaka och på så sätt fördela malmen. Denna metod som tillämpas i malmlagret i det nya anrikningsverket i Aitik kan också användas i Bolidens silo samt i malmupplaget vid gruvan. För att förbättra resultatet av utbytet i flotationsprocessen bör ommalningen effektiviseras. En ersättning av ommalningskvarnen av kulkvarnstyp med en nyare och effektivare kvarn av SMD typ (Stirred Media Detritor) bör övervägas, vilket skulle ge bättre resultat vid ommalning av partiklar, främst finare halvkorn. Figur 56. Illustration av en Stirred Media Detritor (SMD) (Metso Minerals, SMD broschyr) 61

63 . I SMD kvarnen används olika typer malmedia såsom keramiska kulor, pebbles eller kvartsrik sand. Valet av malmkroppar kommer att spela en viktig roll i effektivisering av ommalningen i flotationsprocessen. Vid användning av pebbles bör malmkropparna ha god kvalité och sfärisk form för att minimera slitage både i media samt i kvarnen. Därför är det viktigt att anpassa media till anrikat malm. I processen slits malkropparna och för att nå bra resultat rekommenderar man ständig övervakning med påfyllning. 62

64 Litteraturförteckning Arvidsson, S. (2008). Utpekande och detaljavgränsning av Maurliden Östra i Norsjö kommun. Stockholm: SGU. Bida, J. (2011). Föreläsningar. Filipstad: Bergsskolan. FEI. (2012). Introduction to Automated Mineralogy. Brisbane, Australia: FEI. Hedman, H. (2006). Ortanalys för Boliden och Strömfors. Skellefteå: Skellefteå Museum. Loberg, B. (1973,1999). Geologi Material, processer och Sveriges berggrund. Stockholm: Bokförlaget Prisma. Loberg, B. (1973,1999). Geologi Material, processer och Sveriges berggrund. Stockholm: Bokförlaget Prisma. New Boliden. (Nr ). Allt började Boliden Magazine, ss New Boliden. (Nr ). Boliden Magazine. Strategiskt läge vid hamnen, ss New Boliden. (2012). Bolidenområdet. Bolidenområdet, 1. New Boliden. (2012). Information från Boliden Mineral AB. Boliden: New Boliden. New Boliden. (2011). Kristineberg mine Boliden: New Boliden. New Boliden. Saxberget Miljöfakta. Boliden: New Boliden. New Boliden. Stekenjokk Miljöfakta. Boliden: New Boliden. New Boliden. (2007). Världens längsta linbana blev längsta kabinbanan. Boliden Magazine, s. 8. PEAB. (den ). Hötjärnsmagasinet i Skellefteå. PEAB Nordens Samhällsbyggare. Sundkvist, J. E. (2012). Hydrometalurgi. Boliden: New Boliden. Wills, B. A. (2006). Mineral Processing Technology. Elsevier Science & Technology Books. Årebäck, H. (2005). The Palaeoproterozoic Kristineberg VMS deposit, Skellefte district, northern Sweden, part I: geology. Mineralium Deposita,

65 Bildförteckning Figur 1 Kartor över Sverige och Bolidenområdet (Boliden AB:s arkiv ) Figur 2 Geologisk karta över Skellefteåområdet (Allen, 1996) Figur 3 Schema över VHMS uppkomst (Wayne D. Goodfellow, 2002) Figur 4 Schema över uppkomsten av malmer i Skellefteåområdet (Allen, 2005) Figur 5 Schema över mineraliseringars uppkomst (Lydon, 1989) Figur 6 Geologisk karta över Kristinebergsmalm nivå 170 m(årebäck, 2005) Figur 7 Schema över igensättningsbrytning metod (Atlas Copco, 2000) Figur 8 Bild över vridbar malmbandstransportör och upplaget Ewa Maultasch Figur 9 Schema för transporter mellan Kristinebergsgruva och Anrikningsverk i Boliden (New Boliden) Figur 10 Tvärsnitt över malmreserver i Kristinebergsgruvan (New Boliden) Figur 11 Malmreserver och mineraltillgångar i Kristinebergsgruvan (New Boliden) Figur 12 Bild över anrikningsverket i Boliden (Riksantikvarieämbetet/Pål-Nils Nilsson, flygfoto) Figur 13 Bilder över utlastning av malm och en silo, anrikningsverket i Boliden Ewa Maultasch Figur 14 Principskiss över anrikningsverket (New Boliden) Figur 15 Bild över anläggning för guldlakning Ewa Maultasch Figur 16 Schema över Sektion B i anrikningsverket (New Boliden) Figur 17 Bild över primär och sekundär autogenkvarn i Boliden (New Boliden) Figur 18 Schema över malstenuttag mellan primär och sekundär autogenkvarn (New Boliden) 26 Figur 19 Schema över separation genom flotation (Metso, 2011) Figur 20 Schema över guldlakningsprocess (New Boliden) Figur 21 Schema över en aktiv kol partikel (Jan Erik Sundkvist) Figur 22 Kontrollrummet i Anrikningsverket i Boliden (Susanne Lindberg, Norran, 2013) Figur 23 Schematisk bild över täckskiktet på sandmagasinet (New Boliden) Figur 24 Provtagningsskopa för provtagning av pulpen Ewa Maultasch Figur 25 Schema över provtagning nr 1 i flotation B (New Boliden) Figur 26 Bilder visar vakuumbordet och torkskåpet Ewa Maultasch Figur 27 Bild över våtsikt Retsch A 200 och funktionsschema Ewa Maultasch Figur 28 Bild över siktskakapparat Ewa Maultasch Figur 29 Bild över mikrosiktapparat Ewa Maultasch Figur 30 Bilden visar beräkning av siktkurva och k Figur 31 Bilder över bordsröntgen Spectro Xepos Ewa Maultasch Figur 32 Bilder över förberedning av prover till brikettröntgen Ewa Maultasch Figur 33 Bild över en laboratoriekvarn typ Herzog Ewa Maultasch Figur 34 Bilden över förberedning av briketter Ewa Maultasch Figur 35 Bild över brikettröntgen Ewa Maultasch Figur 36 Bild över laboratorievåg Mettler Toledo Ewa Maultasch

66 Figur 37 Bilder över förberedning av prover till ICP Ewa Maultasch Figur 38 Bilder över förberedning av prover till ICP Ewa Maultasch Figur 39 Bilder över filtrering av prover Ewa Maultasch Figur 40 Bilden över ICP spektrometer Ewa Maultasch Figur 41 Schema över Qemscan analys (FEI, 2012) Figur 42 Bilder över provers preparering Ewa Maultasch Figur 43 Bilder över Qemscan Ewa Maultasch Figur 44 Diagram visar metallhalter i analyserat material från Scavenger koncentrat Figur 45 Diagram visar metallhalter i analyserat material från CuPb ommalt Figur 46 Diagram visar metallhalter i analyserat material från 1: retur Figur 47 Diagram visar teoretisk utbytesgrad i CuPb ommalt Figur 48 Diagram visar teoretisk utbytesgrad i Scavenger koncentrat Figur 49 Diagram visar teoretisk utbytesgrad i 1: retur Figur 50 Schema för provtagning av materialet till flotationsförsök i laboratorium (New Boliden) Figur 51 Bild över Wemco flotations apparat Ewa Maultasch Figur 52 Diagram över utbyte Zn och Cu Figur 53 Diagram över utbyte Zn och Pb Figur 54 Diagram över halt och utbyte Cu Figur 55 Diagram över halt och utbyte Pb Figur 56 Illustration av en Stirred Media Detritor (SMD) (Metso Minerals, SMD broschyr)

67 Tabellförteckning Tabell 1 Pulpens vikt, flotation B provtagning Tabell 2 Torrvikt efter siktning +45 μm och - 45 μm Tabell 3 Balansering av flöde i provtagningen Tabell 4 Torrvikt efter flotationsförsök i labb Tabell 5 Resultat från röntgenanalys av prover från flotationsprocessen Tabell 6 Resultat från röntgenanalys, flotationsförsök i laboratorium Tabell 7 Metallhalter i analyserat material Tabell 8 Utbyte i analyserat material

68 Bilagor Bilaga 1- Pulpens våt- och torrvikt Flotation B provtagning Pulpens våtvikt Prov Provens nr vikt med hink (g) hinkens vikt (g) vikt netto (g) Cu Pb ommalt Utgående Kvarn Ingående Kvarn Överlopp pump Scavenger koncentrat : retur Pulpens torrvikt Prov Provens nr vikt med burk (g) burkens vikt (g) vikt netto (g) Cu Pb ommalt Utgående Kvarn Ingående Kvarn Överlopp pump Scavenger koncentrat : retur

69 Bilaga 2- Resultat från siktning CuPb - Ommalt 68

70 Bilaga 3 - Resultat från siktning Utgående Kvarn 69

71 Bilaga 4 - Resultat från siktning Ingående Kvarn 70

72 Bilaga 5 - Resultat från siktning Överlopp Pump 71

73 Bilaga 6 - Resultat från siktning Scavenger Koncentrat 72

74 Bilaga 7 - Resultat från siktning 1: retur 73

75 Bilaga 8 Balansering av flöde i provtagningen 74

76 Bilaga 9 - Råflotation Utgående Ommalning, beskrivning 75

77 Bilaga 10 - Resultat från råflotation Utgående Ommalning 76

78 Bilaga 11 - Råflotation 1: retur, beskrivning 77

79 Bilaga 12 - Resultat från råflotation 1: retur 78

80 Bilaga 13- Råflotation Scavenger Koncentrat, beskrivning 79

81 Bilaga 14 - Resultat från råflotation, Scavenger Koncentrat 80

82 Bilaga 15 - Resultat från Brikettröntgen analys, Scavenger Koncentrat, 517 (fraktion 45-90μm) 81

83 Bilaga 16 - Resultat från Brikettröntgen analys, Scavenger koncentrat, 517 (fraktion 0-20μm) 82

84 Bilaga 17 - Resultat från Brikettröntgen analys, CuPb ommalt, 511 (fraktion 0-20 μm) 83

85 Bilaga 18 - Resultat från Brikettröntgen analys, Scavenger Koncentrat, 517 (fraktion 90 + μm) 84

86 Bilaga 19 - Resultat från ICP analys CuPb ommalt, 511 (fraktion μm) CuPb ommalt, 511 (fraktion μm) CuPb ommalt, 511 (fraktion 90 + μm) Scavenger koncentrat, 517 (fraktion μm) 1: retur, 518 (fraktion 0-20 μm) 1: retur, 518 (fraktion μm) 1: retur, 518 (fraktion 90 + μm) Scavenger koncentrat, 3 drag Utgående ommalning, 2 drag 1: retur, 3 drag 85

87 86

88 87

89 88

90 89

91 90

92 91

93 92

94 93

95 94

96 95

97 96

98 Bilaga 20 - Resultat från Brikettröntgen analys, 1: retur, 1 och 2 dragning 97

99 Bilaga 21 - Resultat från Brikettröntgen analys, 1: retur, mellanprodukt MP 98

100 Bilaga 22 - Resultat från Brikettröntgen analys, Utgående Ommalning, 1 drag 99

101 Bilaga 23- Resultat från Brikettröntgen analys, Utgående Ommalning, 3 drag 100

102 Bilaga 24 - Resultat från Brikettröntgen analys, Utgående Ommalning, mellan produkt MP 101

103 Bilaga 25 - Resultat från Brikettröntgen analys, Scavenger Koncentrat, 1 drag 102

104 Bilaga 26 - Resultat från Brikettröntgen, Scavenger Koncentrat, 2 drag 103

105 Bilaga 27 - Resultat från Brikettröntgen analys, Scavenger Koncentrat, mellanprodukt MP 104

106 Bilaga 28 - Resultat från Qemscan undersökning, bly innehåll Pb Mass Scav konc Size Fraction +90/- 45/-90 20/-45 0/-20 Mineral Galena 0,118 0,256 0,225 0,384 Sb-mineral 0,002 0,002 0,002 0,001 Sulphates 0,000 0,000 0,000 0,000 Mass CuPb ommalt Size Fraction +90/- 45/-90 20/-45 0/-20 Mineral Galena 0,035 0,166 0,269 0,509 Sb-mineral 0,001 0,003 0,002 0,001 Sulphates 0,000 0,000 0,000 0,000 Mass 1st retur Size Fraction +45/- 20/-45 0/-20 Mineral Galena 0,007 0,003 0,046 Sb-mineral 0,000 0,000 0,

107 Bilaga 29 - Resultat från Qemscan undersökning, koppar innehåll Cu Mass Scav konc Size Fraction +90/- 45/-90 20/-45 0/-20 Mineral Chalcopyrite 2,320 0,463 0,538 1,830 Other Cu phases 0,000 0,000 0,000 0,000 Pyrite 0,019 0,020 0,011 0,010 Other sulphides 0,000 0,000 0,000 0,000 Sb-mineral 0,000 0,000 0,000 0,000 Fe-oxides/hydroxides 0,000 0,000 0,000 0,000 Quartz 0,001 0,000 0,000 0,000 Plagioclase Feldspar 0,000 0,000 0,000 0,000 Muscovite/Biiotite/Chlorite 0,000 0,000 0,000 0,000 Other silicates 0,001 0,000 0,000 0,000 Mass CuPb ommalt Size Fraction +90/- 45/-90 20/-45 0/-20 Mineral Chalcopyrite 0,921 0,690 0,953 2,837 Other Cu phases 0,000 0,000 0,000 0,000 Pyrite 0,004 0,014 0,014 0,009 Other sulphides 0,000 0,000 0,000 0,000 Sb-mineral 0,000 0,000 0,000 0,000 Fe-oxides/hydroxides 0,000 0,000 0,000 0,000 Quartz 0,000 0,000 0,000 0,000 Plagioclase Feldspar 0,000 0,000 0,000 0,000 Muscovite/Biiotite/Chlorite 0,000 0,000 0,000 0,000 Other silicates 0,000 0,000 0,000 0,000 Mass 1sr retur Size Fraction +45/- 20/-45 0/-20 Mineral Chalcopyrite 0,172 0,029 0,441 Other Cu phases 0,000 0,000 0,000 Pyrite 0,000 0,000 0,001 Other sulphides 0,000 0,000 0,000 Sb-mineral 0,000 0,000 0,000 Fe-oxides/hydroxides 0,000 0,000 0,000 Quartz 0,000 0,000 0,000 Plagioclase Feldspar 0,000 0,000 0,000 Muscovite/Biiotite/Chlorite 0,000 0,000 0,000 Other silicates 0,000 0,000 0,

108 Bilaga 30 - Resultat från Qemscan undersökning, zink innehåll Zn Mass Scav konc Size Fraction +90/- 45/-90 20/-45 0/-20 Mineral Chalcopyrite 0,000 0,000 0,000 0,000 Sphalerite 2,264 1,953 3,352 5,652 Other sulphides 0,000 0,000 0,000 0,000 Others 0,014 0,006 0,004 0,003 Mass CuPb ommalt Size Fraction +90/- 45/-90 20/-45 0/-20 Mineral Chalcopyrite 0,000 0,000 0,000 0,000 Sphalerite 0,557 1,448 3,587 7,684 Other sulphides 0,000 0,000 0,000 0,000 Others 0,004 0,006 0,012 0,006 Mass 1:a retur Size Fraction +45/- 20/-45 0/-20 Mineral Sphalerite 0,355 0,642 2,742 Other sulphides 0,000 0,000 0,000 Others 0,001 0,001 0,

109 Bilaga 31 - Resultat från Qemscan undersökning, teoretisk utbytesgrad i CuPb ommalt 108

110 109

111 Bilaga 32 - Resultat från Qemscan undersökning, teoretisk utbytesgrad i Scavenger koncentrat 110

112 111

113 Bilaga 33 - Resultat från Qemscan undersökning, teoretisk utbytesgrad i 1: retur 112

114 113

115 Bilaga 34 - Bilder från Qemscan undersökning, CuPb ommalt Fraktion +90 μm Fraktion μm 114

116 Fraktion μm Fraktion 0-20 μm 115

117 Bilaga 35 - Bilder från Qemscan undersökning, Scavenger koncentrat Fraktion +90 μm Fraktion μm 116

118 Fraktion μm Fraktion 0-20 μm 117

119 Bilaga 36 - Bilder från Qemscan undersökning, 1: retur Fraktion +45 μm Fraktion μm 118

120 Fraktion 0-20 μm 119

121 apportmall för studenter vid BiF Bilaga 37 Utbyte baserat på resultat från Qemscan undersökning, CuPb ommalt CuPb ommalt Recovery Grade Recovery Grade Recovery Grade Recovery Grade Gold 100 0,00 Gold 0 0 Gold 0 0 Gold ,0 39,2 50,0 39,2 50,0 39,2 Chalcopyrite 100,0 26,9 Chalcopyrite ,67682 Chalcopyrite ,96172 Chalcopyrite , ,0 68,8 92, , , , , , ,2 77,4 85, , , , , , ,4 84,4 80, , , , , , ,6 90,5 74, , , , , , ,8 93,8 70, , , , , , ,5 95,7 66, , , , , , ,0 97,1 62, , , , , , ,7 98,0 58, , , , , , ,1 98,8 53, , , ,148 33, , ,2 100,0 21, , , Other Cu phases 100,0 0,0 45,2 21,1 36,7 21,7 Other Cu phases 100 0, Other Cu phases 100 0, Other Cu phases 100 4,49E-05

122 CuPb ommalt Recovery Grade Recovery Grade Recovery Grade Recovery Grade Galena 100,0 0,4 Galena 100 1, Galena 100 1, Galena 100 1, ,9 28,7 91, , , , , , ,3 40,1 83, , , , , , ,3 54,3 76, , , , , , ,2 68,2 68, , , , , , ,6 76,3 59, , , , , , ,5 78,0 53, , , , , , ,0 93,1 46, , , , , , ,3 96,0 38, , , , , , ,0 96,2 31, , , , , , ,3 100,0 1, , , Sphalerite 100,0 8,8 Sphalerite ,5112 Sphalerite ,26278 Sphalerite , ,3 61,0 95, , , , , , ,4 66,7 93, , , , , , ,7 82,6 91, , , ,248 89, , ,4 85,9 89, , , , , , ,4 88,9 86, , , , , , ,8 91,5 83, , , , , , ,2 93,4 79, , , , , , ,9 96,1 73, , , , , , ,8 98,0 64, , , , , , ,7 100,0 24, , ,

123 CuPb ommalt Recovery Grade Recovery Grade Recovery Grade Recovery Grade Pyrite 100,0 27,4 Pyrite ,15227 Pyrite ,72674 Pyrite , ,4 78,8 98, , , , , , ,6 81,9 98, , , , , , ,5 89,4 97, , , , , , ,6 90,7 96, , , , , , ,6 91,7 95, , , , , , ,7 93,0 93, , , , , , ,0 94,2 91, , , , , , ,8 95,3 86, , , , , , ,4 96,9 72, , , , , ,2158 5,5 100,0 11, , , Pyrrhotite 100,0 1,0 Pyrrhotite 100 1, Pyrrhotite 100 2, Pyrrhotite 100 1, ,2 48,3 75, , , , , , ,8 61,7 71, , , , , , ,0 68,7 69, , , , , , ,1 72,6 64, , , , , , ,4 78,2 59, , , , , , ,4 83,0 54, , , , , , ,3 83,7 46, , , , , , ,0 90,1 37, , , , , , ,3 93,1 15, , , , , , ,0 100,0 1, , ,

124 123