Water treatment in mineral exploration : applicability of polishing filtration for drilling and drill core sawing waters

Abstract

The mining industry plays a key role in the green transition, as the mining industry is used to produce various minerals for key technologies in the green transition. Mineral exploration refers to the process of finding and evaluating mineral deposits. Mineral exploration drilling is a key method in ore prospecting and especially in diamond core drilling due to the shape of the sample obtained from it. During drilling, water is used to cool the blade and clean the borehole, among other things.

The aim of this thesis was to determine the composition of the drilling and drill core sawing waters and to assess whether the polishing filtration is suitable for cleaning them. It was also examined whether filtration could be enhanced with filter aids.

Experimental results showed that drilling and sawing waters can be filtered with a polishing filter, but the quality requirements could not be achieved without the filter aids. The morphology of the particles had a significant effect on the filterability. The use of filter aids improved both capacity and solids removal, and in several cases quality standards were achieved. Based on the results, it can be said that the filtration of drilling water is affected by several factors, such as particle morphology, particle size distribution, solid content, excipient dosage and the filter element used. Further research on multivariate modeling would be useful to identify factors interactions.

Kaivosteollisuudella on keskeinen rooli vihreässä siirtymässä, sillä kaivosteollisuutta käytetään tuottamaan erilaisia mineraaleja vihreän siirtymän keskeisiin teknologioihin. Mineraalien etsintä tarkoittaa mineraaliesiintymien löytämis- ja arviointiprosessia. Etsintäporaus on keskeinen menetelmä malminetsinnässä ja erityisesti timanttisydämen porauksessa käytetty menetelmä siitä saadun näytteen muodon vuoksi. Kaivauksen aikana käytetään vettä muun muassa terän jäähdyttämiseen ja porausreiän puhdistamiseen

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää kairaus- ja kairasahausvesien koostumusta sekä arvioida, soveltuuko kirkastussuodatus niiden puhdistamiseen. Lisäksi tutkittiin, voidaanko suodatusta tehostaa apuaineilla.

Kokeelliset tulokset osoittivat, että kairaus- ja sahausvedet voidaan suodattaa kirkastussuodattimella, mutta laatuvaatimuksiin ei päästy ilman apuaineita. Partikkelien morfologia vaikutti suodatettavuuteen merkittävästi. Apuaineiden käyttö paransi sekä kapasiteettia että kiintoaineenpoistoa, ja useissa tapauksissa saavutettiin laatuvaatimukset. Tulosten perusteella voidaan sanoa, että kairausvesien suodatukseen vaikuttavat useat tekijät, kuten hiukkasten morfologia, partikkelikokojakauma, kiintoainepitoisuus, apuaineen annostus ja käytetty suodatinelementti. Lisätutkimus monimuuttujamallinnuksella olisi hyödyllistä tekijöiden yhteisvaikutusten tunnistamiseksi.