Development of a bench-scale process machine
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
65
Series
Abstract
The growing demand for efficient mineral recovery, driven by declining ore grades and the necessity for sustainable practices, highlights the importance of advanced mineral processing. Techniques for fine particle separation are more frequently employed in industrial applications. One of these techniques is evaluated with a laboratory unit. However, it faces drawbacks due to the necessity of large sample sizes, limitations in processing capacity, and operational constraints. This study focuses on developing a bench-scale process machine as an alternative to the current laboratory process machine used for mineral recovery processes. The study responds to increasing demand for more efficient testing methods that require smaller sample sizes and faster execution times, at lower costs. The research addresses key questions regarding the scalability of the current laboratory unit while maintaining its unique advantages. The project comprises three phases: literature review, conceptual design, and validation of core components. Key advancements include the use of Computational Fluid Dynamics (CFD) to model hydrodynamic conditions, rapid prototyping to refine component designs, and Functional Design Specification (FDS) to ensure that the bench-scale unit will fulfill operational parameters. The results highlight the feasibility of a compact process machine. The findings pave the way for the development of a portable, cost-effective process testing unit, facilitating broader accessibility in research applications. Recommendations for future work include further refinement of the design, constructing a functional prototype, and integration of monitoring technologies to enhance performance predictability and operational flexibility.Malmipitoisuuksien laskiessa on syntynyt tarve kehittää tehokkaampia menetelmiä mineraalien talteenotolle. Toisaalta mineraalien talteenottomenetelmien tulee olla kestäviä.Tämän vuoksi hienopartikkelien erottelumenetelmiä käytetään yhä useammin teollisuudessa. Yhtä näistä menetelmistä arvioidaan laboratoriolaitteiston avulla. Menetelmällä on kuitenkin rajoitteita, kuten rajallinen käsittelykapasiteetti, tarve usealle operaattorille ja edellytys suurille näytemäärille. Tämä diplomityö keskittyy kehittämään prosessikoneesta pienen mittakaavan mallin vaihtoehdoksi nykyiselle mineraalien rikastusprosesseissa käytettävälle laboratorioprosessikoneelle. Työ vastaa kasvavaan tarpeeseen tehokkaammista testausmenetelmistä, jotka vaativat pienempiä määriä näytteitä, nopeampaa toteutusta ja alhaisempia kustannuksia. Työssä käsitellään keskeisiä kysymyksiä liittyen nykyisen laboratoriolaitteen skaalautuvuuteen tinkimättä sen ainutlaatuisista ominaisuuksista. Työ koostuu kolmesta vaiheesta: kirjallisuuskatsaus, konseptisuunnittelu, ja ydinkomponenttien validointi. Merkittäviä edistysaskeleita ovat hydrodynaamisten olosuhteiden mallintaminen laskennallisen virtausdynamiikan (CFD) avulla, pääkomponenttien iterointi lisäävien valmistustekniikoiden avulla sekä toiminnallisen suunnittelumäärittelyn (FDS) käyttö sen varmistamiseksi, että pienen mittakaavan malli täyttää toimintaparametrit. Tulokset osoittavat kompaktin prosessikoneen toteutettavuuden. Tulokset luovat pohjan pienikokoisen ja kustannustehokkaan prosessitestausyksikön kehittämiselle, mikä parantaa tutkimuskäytön saavutettavuutta. Suositukset tulevaisuuden työlle ovat: suunnittelun jatkokehitys, toimivan prototyypin rakentaminen sekä monitorointiteknologioiden integrointi suorituskyvyn ennustettavuuden ja toiminnallisen joustavuuden parantamiseksi.Description
Supervisor
Kuosmanen, PetriThesis advisor
Jaakma, KaurSánchez, Josefina