En ny mätteknik som utvecklats av finländska Numcore gör det möjligt att i realtid skapa tredimensionella bilder av vad som händer i processindustrins rör och tankar. Tekniken baserar sig på impedanstomografi och avancerade matematiska inversmodeller och kan till exempel användas för att effektivisera mineralutvinningen i anrikningsverk.

Tekniken ger helt nya möjligheter att kontrollera flotationsprocessen, som är en viktig anrikningsteknik. Den baserar sig förenklat sagt på att ett luftflöde blåses in i en blandning av finfördelad malm, vatten och kemikalier så att mineralerna fastnar på luftbubblorna. När bubblorna stiger till ytan bildas ett mineralhaltigt skum som kan separeras.

– Om skummet inte kan bära mineralpartiklarnas tyngd eller om det uppstår andra störningar i flotationen uppstår det problem. Då kan skumtäcket slås sönder vilket innebär att det går åt dyrbar tid till att starta processen på nytt, säger försäljningsdirektör Jukka Hakola.

Utgående från spänningsdifferenserna i blandningen visar Numcores mätinstrument i realtid bubblornas storlek och antal samt mängden fast material i skummet.

– Då mängden fast material och luftbubblornas storlek förändras i skummet och det börjar samlas fast material under skummet indikerar det att skummet håller på att styvna eller slås sönder. Om man på förhand kan se när detta händer kan processen korrigeras genom att processparametrarna justeras så att anrikningen kan fortsätta utan problem.

Realtid är teknikens nyckelord, det vill säga systemet informerar kontinuerligt operatören om vad som händer i flotationstankarna, som till exempel hur mineralerna rör sig och var skummets nedre kant är.

– Eftersom man inte tidigare kunnat se in i anrikningstankarna har processtyrningen i hög grad baserat sig på operatörernas erfarenhet. När operatören nu kan se in i processen kan blandningens konsistens effektivare hållas optimal, säger Hakola.

Samarbete med industrin

Hakola konstaterar att det inte räcker med att endast göra mätningar om inte resultaten används till att styra verksamheten. Därför har företaget i samarbete med några nyckelkunder utvecklat mättekniken så att den så smidigt som möjligt underlättar operatörernas dagliga arbete

Bland Numcores samarbetspartners finns till exempel Outotec, som är en ledande leverantör av mineralanrikningsanläggningar och metallurgiska anläggningar. Framförallt i början av utvecklingsarbetet var också Geologiska forskningscentralens mineraltekniska laboratorium i Outokumpu i östra Finland en viktig samarbetspartner.

– För tillfället används våra sensorer i två anrikningsanläggningar vilket har gett oss möjlighet att i praktiken se exakt vilka saker som skall kunna justeras och hur vi kan påvisa de konkreta kundfördelarna. Vår målsättning är att det skall gå att se kommande problem i ett så tidigt skede att man kan undvika problem i processen.

Numcores mätteknik testas som bäst bland annat i Inmet Pyhäsalmi Mine Oy:s koppar- och zinkgruva i Pyhäsalmi i mellersta Finland. Gruvans anrikningschef Seppo Lähteenmäki konstaterar att systemet noggrant har visat skumtäckets konsistens och att det tekniskt sett har fungerat pålitligt.

– Vi har nu testat apparaten några månader. Arbetet har klart underlättats för de av våra operatörer som har fått typskolning och som aktivt har följt med systemets mätresultat. Sammantaget verkar mätinstrumentet ge så mycket fördelar att vi på allvar planerar att köpa det efter testperioden, säger han.

Matematiska modeller till hjälp

Beroende på rörets eller tankens diameter levereras Numcores mätinstrument antingen som en genomströmningssensor eller som en stavformig sensor som monteras in i större rör och tankar.

Eftersom olika ämnen har varierande strömledningsförmåga kan spänningsdifferenserna i de olika faserna i rören eller tankarna mätas genom att en svag växelström matas i sensorernas elektroder. Den egentliga bilden bildas dock först genom invers modellering, alltså mycket avancerade matematiska modeller, vilket är Numcores egentliga kärnkompetens.

– Av våra produkter lämpar sig CoreApus för att analysera material som strömmar i rör som har en diameter på högst en meter. Eftersom flotationstankarna vanligtvis är betydligt större än så har vi utvecklat en stavformig sensor, CoreHydra, som kan analysera en större del av en cistern. Genom att kombinera flera sensorer är det möjligt att analysera också större tankar, säger Hakola.

Båda teknikerna gör det möjligt att noggrant mäta gränssnittet mellan en vätska och fastare ämnen, men CoreApus lämpar sig också för visualisering av snabbt strömmande vätskor i till exempel pappers- och massabruk.

– Den största skillnaden mot tidigare är att det nu är möjligt att analysera vad som egentligen sker i processrören och -tankarna och förhindra uppkomsten av problem. Vi har satsat på att göra mätinstrumentet lättanvänt, så att de korrigerande åtgärderna kan göras i realtid och inte till exempel på basis av tidskrävande laboratorieprov.

Numcore i korthet

Numcore har utvecklat en ny generation av tredimensionella mätinstrument som baserar sig på impedanstomografi och tillhörande matematiska modeller samt resultatrapportering. Företagets produkter hjälper till att effektivisera processerna i pappers- och massa-, gruv-, kemi- och livsmedelsindustrierna genom att i realtid identifiera problem i processen så att de omedelbart kan korrigeras.

Produkterna lämpar sig också för analys av olika blandningars homogenitet och för att identifiera variationer i konsistensen. Det gör det möjligt att i realtid kontrollera att blandningen är fullständig i en process. Därmed kan blandningstiden förkortas vilket ger lägre energi- och kemikalieförbrukning.

Företaget beviljades nyligen ATIP 2010 Innovation Trophy, som delas ut i Frankrike till det mest innovativa företaget i pappersteknologibranschen. /ins

Bildtext 1:

Numcores CoreHydra-sensor med tillhörande strömförsörjningsenhet fungerar också i extrema klimatförhållanden. Apparaten på bilden analyserar gränssnitten i en förtjockningstank.
© Numcore Ltd

Bildtext 2:

Numcores mätteknik baserar sig på impedanstomografi. Systemet skapar en kurva som gör det möjligt att i en flotationsprocess i realtid följa med skumtäckets status. Om kurvan börjar variera kraftigt indikerar det att skumtäcket håller på att styvna eller slås sönder. Resultatet kan också ses mångdimensionellt med hjälp av färger. På bilden visar den blåa färgen skumtäckets status och den röda färgen var det finns fast materia.
© Numcore Ltd

Bildtext 3:

Numcores sensor analyserar skumtäckets tjocklek i rådragningscellen i ett anrikningsverk för zink och kan på förhand ge information om det är fara för att skumbädden håller på att gå sönder eller om det finns för mycket mineraler i processen.
© Numcore Ltd


För ytterligare information, kontakta:

Numcore Ltd
Jukka Hakola
VP, Sales and marketing

Microkatu 1
70211 Kuopio
Finland

tfn. +358 40 500 1123
fax: +358 17 441 2051

e-post: jukka.hakola@numcore.com
www.numcore.com

Press release images

Numcore’s CoreHydra sensor and its power supply unit can operate even in the harshest of environments. The device pictured analyses interfaces inside a thickening basin. © Numcore Ltd

Based on impedance tomography, the Numcore system produces a conductivity index curve for monitoring the condition of the froth bed in a mineral concentration plant in real time. Strong fluctuations in the curve predict a collapse of the froth bed. The re

With a Numcore sensor, the thickness of the froth bed in a zinc pre-flotation cell can be analysed and any upcoming collapses or skin formations can be predicted. © Numcore Ltd