Optimisation of fragmentation and comminution at Boliden Mineral, Aitik Operation

Sammanfattning: Syftet med denna avhandling är att optimera fragmenteringen i Bolidens Minerals dagbrott Aitikgruvan. Sprängning är en av huvudprocesserna i gruvbrytning och dess resultat har stor inverkan på gruvans totala ekonomi. Resultatet av fragmenteringen påverkar inte bara gruvans produktivitet och enhetskostnader utan även de efterföljande processerna krossning och malning i anrikningsverket. Optimeringar av delar i ett system leder ofta till en suboptimering av hela systemet. Traditionellt har gruvan och anrikningsverket varit uppdelade i separata resultatenheter med följd att gruvan suboptimerad sprängningen mot gruvans kostnader, utan hänsyn till resultatet längre fram i produktionskedjan. I det här arbetet inriktas designen av sprängningen mot de optimering av hela processen gruva och anrikning, d.v.s. maximera genomsättningen. Primärkvarnarna i anrikningsverket har identifierats som flakhals i produktionssystemet, gruva/anrikningsverk, varför sprängoptimering inriktas mot att maximera genomsättningen i dessa. Aitikgruvan är utrustad med teknik som möjliggör spårning av malmen från position i gruvan genom anrikningsverk, vilket medför att även resultat i anrikningsverk, t.ex. genomsättning i primärkvarnarna, kan återkopplas till dess ursprungliga position i gruvan. Utifrån kvarnarnas beteende, fyllnadsgrad, effekt och ingående styckefall, under produktion, kan en optimal förändring i styckefall bestämmas. Med utgångspunkt från att malmen har lika fragmenteringsegenskaper i dess stupningsriktning kan antagandet göras att malmen i underliggande pall har liknande mekaniska egenskaper som den aktuella salvan/området, vilket antas ge lika resultat vid samma sprängdesign. Det optimala styckefallet återkopplas till gruvan och en sprängdomänsindelning och sprängdesign för dessa domäner kan göras för nästkommande brytningsnivå. Med utgångspunkt från det optimala styckefallet för primärkvarnarna för de olika områdena i gruvan, bestäms sprängdesignen för underliggande pall med hjälp av en sprängmodell och en krossmodell. För att modellera krossningen och sprängningen görs inga laboratorietest eller fältarbeten, utan de ingående parametrarna fås ur den styckefallsfördelning, både före och efter kross, som uppnås i de olika sprängdomänerna. För att undersöka om finare styckefall ger ökad genomsättning i primärkvarnarna har fem testsalvor skjutits och utvärderats. Salvorna har jämförts mot de salvor som låg rakt ovan i föregående pall. Testsalvorna fick 35% högre specifik laddning än vad som vanligtvis används. Salvornas position i gruvan var inte valda utifrån sprängdomänsindelningen, utan tagna när tillfälle gavs. Genomsättningsökningen för de fem testsalvorna blev i medel åtta procent. För de två testsalvorna som låg i sprängdomänen som har den högsta förväntade genomsättningsökningen blev genomsättningen 14 respektive 22 procent högre. Den samlade kunskapen om styckefallets inverkan på genomsättningen i primärkvarnarna pekar mot att finare styckefall i regel ger högre genomsättning. Innan metodiken med att bestämma det optimala styckefallet kan användas fullt ut, måste fler undersökningar göras för att fastställa sambanden, framförallt behövs fler testsalvor. För utveckling av kross- och sprängmodellerna måste styckefallsmätningen bli mer tillförlitlig.