Metallimalmin murskausprosessin päästökertoimet

Kysymys

Mikä on malmin murskauksesta aiheutuva hiukkaspölypäästö. Kyseessä on lähinnä mineraalipöly. Tässä yhteydessä ei tarkastella murskaimien ja kuljettimien pakokaasupäästöjä.D↷

Vastaus

Toimiva laskenta löytyy Opasnetistä: Metallimalmin murskausprosessin pölypäästöt, tällä sivulla on ainoastaan kuvaus.

Murskauksen aiheuttamat hiukkaspäästöt

Murskausvaihekohtainen hiukkaspäästökerroin kahdessa eri kosteuspitoisuudessa (kg/ton)

Metallimalmin murskausprosessin kokonais- (TSP) ja hengittyvien hiukkasten (PM10) päästökertoimet (kg/ton)

	TSP	PM10
Kuiva malmi (kosteus <4paino%)
Esi/karkea murskaus	0,2	0,02
Välimurskaus	0,6	no data
Hienomurskaus	1,4	0,08
Materiaalin siirto ja kuljetus	0,06	0,03
Kostea malmi (kosteus >4paino%)
Esi/karkea muskaus	0,01	0,004
Välimurskaus	0,03	0,012
Hienomurskaus	0,03	0,01
Materiaalin siirto ja kuljetus	0,005	0,002
Kuiva ja kostea malmi
Märkäseulonta	merkityksetön	merkityksetön
Kuivaseulonta ilman avulla	14,4	13,0
Kuivaseulonta ilman ilmapuhallusta	1,2	0,16
Kuivaus	9,8	5,9

KHM= k x M x A 

KHM = kokonaishiukkasmäärä (g/vrk)

k1-3 = murskausvaihekohtainen hiukkaspäästökerroin eri kosteuspitoisuudessa (g/ton) 
 
M = syötteenmäärä/tunti (ton/t). Karkeamuskaimeen syötetyn materiaalin paino, samaa painoa käytetään myös muissa saman prosessin murskausvaiheissa.

A = työtunnit vuorokaudessa

Taulukko 2. Teknisiä menetelmiä pölypäästöjen hallitsemiseksi sekä niiden läpipäästökertoimia .

Hallintamenetelmä	Pölyn läpipäästökerroin
Tuulensuojamuuri	0,7
Materiaalin kastelu (jatkuva kosteana pitäminen)	0,5
kotelointi, sykloni	0,35
kotelointi, harjaus	0,25
kotelointi, kangassuodattimet	0,17
suljettu tai maanalainen	0
Sähköstaattinen suodatus	0,13-0,08

Pölypäästön vähennys murskainta kohden lasketaan kaavalla:

KHMh=KHM*C1*C2...*Cn 

jossa:

KHMh = päästön massa (kg, hallittu)

KHM = päästön massa (kg, hallitsematon)

C1-Cn = pölypäästöjen vähentämisen tehokkuuskertoimet kullekin käytetylle menetelmälle

Perustelut

Murskattaessa kiviainesta siihen kohdistuu suuria voimia, jotka irrottavat kiviaineksesta pölyhiukkasia. Mitä enemmän kiviainesta murskataan, sitä enemmän hienoainesta ja siten myös pölypäästöjä syntyy. Murskaus tapahtuu vaiheittain ja vaiheita on kaivoksesta riippuen 1-4. Esimurskaimena Suomen metallimalmikaivoksilla käytetään yleisimmin murskauksessa leukamurskainta, jossa kallioaines murskautuu leukojen välissä puristumalla. Välimurskaimena käytetään yleensä kara tai kartiomurskainta, joissa kartion muotoinen laakeroitu kara puristaa materiaalia murskaimen manttelia vasten, jolloin murske murskautuu. Kolmannessa ja neljännessä vaiheissa käytetään samantyyppisiä murskaimia kuin välimurskauksessa. Kallioainesta murskattaessa iskemällä, puristamalla tai räjäyttämällä, kiviaineksesta lohkeaa tai hankautuu irti hiukkasia. Kivipölyhiukkasia syntyy sitä enemmän mitä enemmän kiveä murskataan. Syntyneiden hiukkasten määrä on myös verrannollinen murskaamisessa käytettyyn energiamäärään. Katso myös BEP 2011 valmistuu vuoden lopussa :Taulukko x. Murskaus ja seulonta Suomen toimivilla metallimalmikaivoksilla.

Yleisin tapa arvioida murskauksen hiukkaspäästöjä on käyttää päästökertoimia. Päästökertoimet on johdettu laajasta joukosta malminmurskausprosessin mittaustuloksia. Taulukon luvut ovat yleisimmin metallimalmien prosessoinnille esitetyt ja esiintyvät samoina useissa teoksissa. Primäärimurskauksen päästöihin sisältyy kokonaisuuteen kuuluvien toimintojen - seulonnan, murskauksen, säiliön, syöttölaitteen ja kuljetushihnan hiukaspäästöt.[1]

Epävarmuus

Tapauskohtaiset paikalliset erot ja yksilölliset murskausratkaisut voivat aiheuttaa epätarkkuutta päästöarvioon kertoimen avulla. Suorilla mittaustuloksilla voidaan varmentaa päästökertoimen oikeellisuutta

Riippuvuudet

Murskauksen ja seulonnan ilmapäästöt riippuvat oleellisesti laitteiston sijainnista eli tehdäänkö toiminta maan alla, sisätiloissa vai ulkona. Pölypäästöjen määrä ja laatu riippuvat kivilajista ja malmin laadusta sekä käytetystä tekniikasta. Hiukkasten syntymiseen kallioainesta murskattaessa vaikuttavat kiviaineksen kovuus, raekoko, tiheys ja kosteus. Lisäksi syötteen koko ja mineraalirakenne vaikuttavat pölynmuodostukseen murskauksessa. Eri mineraalit rikkoutuvat eri tavalla, joten kivipölyn mineraalisuhteet eivät ole samat kuin murskattavan kiven. Käytetyssä tekniikassa pölyämiseen vaikuttavia asioita ovat murskan tyyppi, koon pienennyssuhde, läpäisyaste, kosteusprosentti ja hienoainespitoisuus. Iskuun perustuva murskaaminen tuottaa enemmän pölyhiukkasia kuin puristukseen perustuva. Sääolosuhteissa vaikuttavia asioita ovat tuulen nopeus, vuoden aika ja ilman kosteus. Syntyvien pölyhiukkasten kokonais- ja pienhiukkasten määrä kasvaa esimurskauksesta jälkimurskaukseen.

Asbestipitoisuuden huomiointi

Asbestimuotoisten mineraalien tunnistaminen ja osuus murskattavassa kiviaineksessa on mahdollista arvioida makroskooppisista näytteistä ja tunnistus voidaan varmentaa ja tarkentaa ohuthietutkimuksen avulla. Mikäli asbestimineraaleja murskattavassa malmissa esiintyy on ennen varsinaisen tuotannon aloittamista syytä koemurskauksen yhteydessä selvittää pölymittauksin kokonaispölyn kuitupitoisuus. Kuitujen määrä työilmassa on torjuntatoimenpiteillä (kostutus, kotelointi, automatisointi, valvomot, ilmanvaihto) saatava riittävän pieneksi ja työterveysmääräysten mukaisiksi. Samalla eliminoidaan murskauksesta aiheutuva kuitujen pääsy ympäristöön.

Grafiittipitoisuuden huomiointi

Grafiitti on yleinen aksessori mineraali etenkin voimakkaasti metamorfoituneissa kivissä Suomessa. Grafiitti on kevyt mineraali, jonka ominaispaino on 2,09-2,23. Se esiintyy usein levymäisinä kiteinä. Grafiitti on koostumukseltaan hiiltä ja sen pöly on mustaa ja pieninäkin määrinä näkyvää ja helposti tahraavaa. Mikäli metallimalmikaivosten murskattava malmi tai sivukivi sisältävät grafiittia on se syytä huomioida etenkin pölyn leviämisen arvioinnissa sillä grafiittipöly leviää muuta mineraalipölyä kauemmaksi.

Katso myös

Junttila, S.; Hartikainen, T.; Härmä, P.; Korhonen, K.; Suominen, V.; Tossavainen, A.; Pyy, L. 1994. Kuitumineraalien esiintyminen Suomen kalkkikivikaivoksissa ja kalliomurskelouhoksissa. . Geologian tutkimuskeskus, Tutkimusraportti Geological Survey of Finland, Report of Investigation 127, 54 p.

Nikkarinen, Maria; Aatos, Soile; Teräsvuori, Eeva 2001. Asbestin esiintyminen ja sen vaikutus ympäristöön Tuusniemellä, Outokummussa, Kaavilla ja Heinävedellä. Summary: Occurrences of asbestos minerals and their environmental impact in the area of municipalities of Tuusniemi, Outokumpu, Kaavi and Heinävesi, eastern Finland. Geologian tutkimuskeskus, Tutkimusraportti Geological Survey of Finland, Report of Investigation 152, 41 p., 2 apps.

Kysymys

Mikä on malminjauhatuksesta ympäristöön aiheutuvan mineraalipölyn määrä?

Vastaus

KHM = k x M x A 

KHM = kokonaishiukkasmäärä (g/vrk) 
k1-3 = hiukkaspäästökerroin eri kosteuspitoisuudessa (g/ton) 
M = syötteenmäärä/tunti (ton/t)

Perustelut

Murskausta seuraa malmin yksi- tai monivaiheinen jauhatus rikastusprosessin vaatimaan hienouteen. Jauhatuksen pölypäästöön vaikuttavat jauhettava, kivilaji, syötteen raekoko, kosteusprosentti, malmintyyppi, jauhautumissuhde ja hienoainesmäärä. Kaikki muuttujat huomioivaa tietoa ja laskentakaavaa ei käytännössä tarvita. Jauhatus tehdään Suomen metallimalmikaivoksissa yleisesti sisätiloissa, vesilietteessä ja suljetussa jauhinpiirisysteemissä. Tällöin hiukkaspäästökerroin = 0 tai lähellä sitä.

Lähde: modified from WRAP Fugitive Dust Handbook[1] [2] Miten keskusteluja luetaan ja käydään

Faktakeskustelu: .
Väittämät: Ratkaisu: (Ratkaisu, kunhan se löydetään, pitäisi päivittää tähän keskusteluun viittaaville sivuille.)
Argumentaatio: