81% of the population in sub-Saharan Africa relies on charcoal and firewood to cover their energy needs for cooking. In Africa charcoal is usually produced by burning tree in a traditional kilns and then the food is cooked with a carbon-fired stoves indoors. All that links to three problems; deforestation, health issues and overpopulation, all of which can be reduced with a pellet cooking stove. Zambia in sub-Saharan Africa consumes charcoal equivalent to 6,089,000 tons of firewood each year. The total consumption of firewood being 13,967,000 tons per year. That leads to harvesting rate between 250,000 and 300,000 hectares each year making Zambia having one of the world’s fastest deforestation rates. Deforestation can be reduced by using the energy from the wood more efficient. In charcoal production and heating with charcoal about 72-86% of the produced energy is released to the atmosphere resulting the efficiency rate of only 14-28%. In comparison pellet production efficiency rate is 70-83%. Therefore if fuel pellets are used for cooking purposes energy instead of charcoal efficiency increases by 42-69% leading to lower need of wood material to cover equal energy demand. In this study five hardwood species and a softwood reference material from Zambia has been evaluated for fuel pellet production purposes. Evaluated hardwood species are Umsafwa, Umupundu, Umusamba, Umwenge and Umutondo. Reference material is already in use for pellet production in Zambia. Evaluation includes pellet production in a single pellet press, post production testing and X-ray examinations for tree different moisture contents; 8%, 10% and 12%. Pellet production includes friction energy, maximal friction energy and compression energy measurements. Post production testing includes density and hardness testing as well as X-ray examinations that indicate the amount of produced ash in the combustion process. High compression energy means higher energy cost in production so low compression energy is a desired property. Umupundu was the only wood species whose moisture content had no effect on the amount of compression energy. Umsamba and Umutondo gave the lowest and Umupundu and Umsafwa the highest compression energies of the tested hardwood pellets. Almost all of the friction energies of the tested materials were close to one another. The biggest exception was Umsafwa with 8% moisture content which had 38% higher friction energy than the reference material on average in this study. The values of the friction energy are low compared with other studies but within the reasonable limits compared with the reference material. A clear linear relationship was found between the friction energy and Fmax, so the friction energy directly implies the magnitude of the force of Fmax. A high hardness value is desirable because high hardness links directly to pellets high durability. All hardwood species tested were harder than the reference material. Ash significantly shortens the service life of the pellet stove, therefore it is desirable to produce as little ash as possible. Umsafwa and Unwenge has the lowest amount of metals that indicates the smallest amount of ash formed when burning pellets. Umsafwa with MC of 12% and Umwenge with MC of 10% are the best mix based on this study. / 81% av befolkningen i Afrika söder om Sahara är beroende av träkol och ved för att täcka sitt energibehov för matlagning. I Afrika produceras träkol vanligtvis genom att träden bränns i en traditionell ugn och sedan tillagas maten med en koleldad spis inomhus. Det leder till tre problem; avskogning, hälsoproblem och överbefolkning, allt detta kan minskas med en pellets spis. I Zambia förbrukar träkol motsvarande 6 089 000 ton ved varje år, och den totala förbrukningen av ved är 13 967 000 ton per år. Det leder till en avverkningstakt på mellan 250 000 och 300 000 hektar varje år vilket gör att Zambia har en av världens snabbaste avskogningshastigheter. Avskogningen kan minskas genom att energin från veden används mer effektivt. Vid produktion och användning av träkol frigörs cirka 72-86% av den producerade energin till atmosfären, vilket resulterar i en användningsgrad på endast 14-28%. Vid pelletstillverkning är motsvarande värde mycket högre, 70-83%. Om bränslepellets används istället för kol för matlagningsändamål ökar därför energieffektiviteten med 42-69%, vilket leder till lägre behov av trämaterial för att täcka lika energibehov. I denna studie har fem lövträslag och ett referensmaterial av barrträd från Zambia utvärderats för produktion av bränslepellets. De utvärderade lövträslag är Umsafwa, Umupundu, Umusamba, Umwenge och Umutondo. Referensmaterialet används redan för pelletstillverkning i Zambia. Utvärderingen inkluderar pelletsproduktion i enpetarpress, efterproduktionstestning och röntgenundersökningar för trädens olika fukthalter; 8%, 10% och 12%. Pelletsproduktion omfattar friktionsenergi, maximal friktionsenergi och mätningar av kompressionsenergi. Testning efter produktion inkluderar densitets- och hårdhetstestning samt röntgenundersökningar som indikerar mängden producerad aska i förbränningsprocessen. Hög kompressionsenergi innebär högre energikostnad i produktionen alltså låg kompressionsenergi är en önskad egenskap. Umupundu var det enda träslag vars fukthalt inte hade någon effekt på mängden kompressionsenergi. Umsamba och Umutondo gav de lägsta och Umupundu och Umsafwa de högsta kompressionsenergierna av de testade lövträpellets. Nästan alla friktionsenergier för de testade materialen låg nära varandra. Det största undantaget var Umsafwa med 8% fukthalt som hade 38% högre friktionsenergi än referensmaterialet i genomsnitt i denna studie. Värdena på friktionsenergierna är låga jämfört med andra studier men inom de tillåtna gränserna jämfört med referensmaterialet. Ett tydligt linjärt beroende hittades mellan friktionsenergin och Fmax, således friktionsenergin antyder direkt storleken på kraften hos Fmax. Ett högt hårdhetsvärde är önskvärt eftersom det kopplas direkt positivt till pellets hållbarhet. Alla lövträslag som testades var hårdare än referensmaterialet. Ask förkortar pelletskaminens livslängd avsevärt, därför är det önskvärt att producera så lite aska som möjligt. Umsafwa och Unwenge har den lägsta mängden metaller som anger den minsta mängd aska som bildas vid förbränning av pellets. Umsafwa med MC på 12% och Umwenge med MC på 10% är den bästa mixen baserat på denna studie.

Luossavaara-Kiirunavaara AB (LKAB) rullar järnmalmslig till råkulor, som sedan bränns till pellets. Råkulorna bildas i rullkretsar som består av rulltrummor och rullsiktar. Under 2017 färdigställdes en pilotskaleanläggning för kulrullning i LKAB:s Agglomeringslaboratorium i Malmberget. Syftet med anläggningen är att prediktera dynamiken i en storskalig rullkrets, under olika betingelser. Detta examensarbete är ett första försök att i forskningssyfte studera gensvaret i LKAB:s pilotrullkrets. Syftet var att undersöka om pilotrullkretsen kan prediktera dynamiken och råkulekvalitet i rullning i storskaliga rullkretsar och målet var att fastställa ett effektivt körsätt. Kulrullning är inom LKAB:s kärnkompetens och därför har reagensursprung och karaktär samt dimensionering av rullkretsen lagts med sekretess. Kodnamn används både för sliger och reagens. Arbetet inleddes med att skapa ett körschema med målet att så många olika blandningar som möjligt kunde köras i pilotrullkretsen under en normal arbetsdag. Fem olika blandningar kunde köras. Fyra olika tillsatser testades: bentonit, ett flotationsreagens (FLOT), ett organiskt bindemedel (OB) och en ny utvecklingsprodukt (UTV). Första körningen i pilotrullkretsen var med varierande doseringar av bentonit eftersom dess inverkan i kulrullning är välkänt hos LKAB. Försök två och tre, med FLOT respektive OB, kunde jämföras mot tidigare erfarenhet från storskaliga försök. Det fjärde och sista försöket var ett test hur pilotrullkretsen predikterade utvecklingsprodukten UTV. Varje typ av försök utfördes två gånger. Pilotrullkretsen predikterade väl både dynamik och råkulekvalitet i alla de tre försöken där erfarenhet från storskaliga körningar var tillgängligt. Den nya, okända, UTV-produkten visade en förbättrad råkulekvalitet, utan att dynamiken i kretsen påverkades negativt. UTV kan därför vara ett intressant alternativ för ett framtida storskaligt försök hos LKAB. Det framtagna körschemat fungerade mycket väl. Ett ”grundanalyspaket” har skapats för att underlätta planering och genomförande för framtida pilotrullkretsförsök hos LKAB. Antalet personer som behövs vid rullkretskörningar beror på antalet blandningar och analyser. Vid enklare körningar behövs minst fem personer, utöver försöksledaren. Mer komplexa körningar kan kräva sju personer. / Luossavaara-Kiirunavaara AB (LKAB) produce pellets from magnetite iron ore. Pellets are formed by balling moist iron ore concentrate to green pellets, which are then burned to pellets. The green pellets are formed in balling circuits consisting of balling drums and roller decks for screening. In 2017 a pilot scale balling circuit with a drum was completed in LKAB's agglomeration laboratory in Malmberget. The purpose of the pilot balling circuit is to predict the dynamics in a full scale balling circuit under different conditions. This master degree project is an initial attempt to study the response in LKAB's pilot circuit in terms of green pellet quality and dynamics in the circuit. The goal was to determine an effective way to run experiments and to investigate whether the pilot circuit can predict the dynamics of balling in large-scale circuits. Pelletizing production is within LKAB's core competence, and therefore the origin and character of the reagents, as well as the design of the pilot balling drum circuit, are confidential. Code names are used for both iron ore concentrates and reagents. The work began by creating a test procedure with the aim of running as many different mixtures as possible in the pilot balling circuit during a normal working day. Five different mixtures could be run. Four different additives were tested: bentonite, a flotation reagent (FLOT), an organic binder (OB) and a new development product (UTV). The first experiment in the pilot balling circuit was run with varying doses of bentonite because its impact in balling is well known at LKAB. Experiment two and three, with FLOT and OB, could be compared to previous experience from large scale test runs. The fourth and last experiment was a test of how the pilot circuit predicted the behavior of a new development product UTV. Each type of experiment was performed twice. The pilot balling circle predicted well both dynamics and green pellet quality in all three experiments where experience from large-scale runs was available. The new, unknown, UTV product showed improved green pellet quality, without affecting adversely on the dynamics of the circuit. UTV can therefore be an interesting option for a future large scale run at LKAB. The developed working schedule worked very well. A "basic analysis package" has been created to facilitate planning of future experiments in the pilot balling circuit. The number of persons needed to run the circuit depends on the number of mixtures and analyzes. For smaller experiments, at least five people is required, in addition to the leader of the experiments. More advanced experiments will demand seven people.