Oulun yliopistossa räätälöidään ratkaisuja kaivosvesien käsittelyyn ja prosessien hallintaan pohjoisessa.
Tutkijat muokkaavat maailmalla jo käytettäviä puhdistusmenetelmiä toimimaan paremmin kylmässä. He kokeilevat myös uusia mittausmenetelmiä ja kierrätettäviä puhdistusmateriaaleja.
Ratkaisujen toimivuus ja kustannustehokkuus testataan pohjoissuomalaisissa kaivoksissa.
KaiVesi-hankkeessa kehitettävät menetelmät perustuvat uusia materiaaleja hyödyntäviin adsorptio- eli sitomis- ja hapetustekniikoihin, joiden avulla kaivosvesistä poistetaan metalli-, typpi- ja ksantaattijäämiä.
Ksantaatit hajoavat pohjoisessa hitaasti
”Kaivosvesien puhdistaminen kylmissä olosuhteissa voi olla haastavaa”, taustoittaa projektitutkija Mika Mahosenaho Oulun yliopistosta.
”Kansainvälisesti käytössä olevat menetelmät toimivat heikommin kylmässä, eli meillä pohjoisessa noin puolet vuodesta.”
Ksantaatit ovat aineita, joita tarvitaan malmin rikastuksessa mutta jotka ovat haitallisia luonnolle.
”Ksantaatit hajoavat eli häviävät itsestään kaivosaltaissa mutta kylmässä hitaammin, joten kehitämme tapoja hajottaa ksantaatteja nopeammin.”
Oululaistutkijat paneutuvat ksantaattijäämien hapetukseen peretikkahapolla, joka hajottaa ksantaatteja vesistä.
Uusilla mittausmenetelmillä tarkempiin tuloksiin
Ksantaattia tarvitaan noin puoli kiloa yhtä malmitonnia kohti, joten sitä kutsutaan myös tippakemikaaliksi. Ainetta kuluu kuitenkin suuria määriä, sillä kaivosten louhintamäärät lasketaan miljoonissa tonneissa.
Kaivosten purkuvesien ksantaattipitoisuus on silti niin pieni, että nykyisin käytössä olevat tekniikat eivät riitä mittaamaan sitä.
Pieniä määriä voidaan oululaistutkijoiden mukaan jäljittää epäsuorasti mittaamalla muita, selvempiä muuttujia, kuten happamuutta tai nikkelipitoisuutta.
KaiVesi-hankkeessa eri muuttujista muodostetaan tehokkaat laskentamallit, joiden avulla pitoisuuksia voidaan tarkkailla luotettavasti.
Tutkijat kehittävät myös uusia virtuaalianturi- ja analytiikan tekniikoita, joiden ansiosta eri vesijakeiden kemiallista laatua voidaan seurata reaaliaikaisesti ja entistä tarkemmin, jolloin ongelmatilanteisiin päästään puuttumaan nopeasti.
Typpi pois geopolymeereilla
Lisäksi hankkeessa tutkitaan sitä, miten kaivosvesien sisältämää typpeä voitaisiin poistaa tehokkaammin myös talvella, jolloin biologinen typenpoisto ei toimi yhtä hyvin kuin kesällä.
Yksi lupaava ratkaisu typen sitomiseen ja poistoon on viime vuosina nopeasti kehittyneiden geopolymeerien käyttö.
Geopolymeerirakeet ovat silikaattipohjaisia huokoisia kivimäisiä rakenteita, joihin typpi sitoutuu. Rakeet voidaan käyttää uudelleen ja sitoutunut typpi hyödyntää muun muassa lannoitteena.
Päivi Ikonen
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
Lue lisää ja tee tilaus täällä.
