Arvio NP3-rikastushiekka-altaalle tulevien prosessikemikaalien jäämien pitoisuuksista ja niiden pysyvyydestä ja mahdollisesta muuntumisesta.

Transkriptio

1 Arvio NP3-rikastushiekka-altaalle tulevien prosessikemikaalien jäämien pitoisuuksista ja niiden pysyvyydestä ja mahdollisesta muuntumisesta. NP3-altaalle läjitettävä NP-rikastehiekka sisältää prosessikaaviossa (kuva 1) vihreällä merkittyyn Neutralointi vaiheeseen ohjautuvia kemikaaleja. Neutralointiin ohjataan vaahdotusprosessin jätevirrat hiilivaahdotuksen tuote ja sulfidivaahdotuksen jäte sekä CCD-piirin sakeuttimien pesuvesi. Kuva 1. Rikastamon prosessikaavio. Vaahdotuksessa, CCD:llä ja neutraloinnissa käytetään seuraavia kemikaaleja: - Vaahdotus: Methly isobutyl carbinol (MIBC), Kaliumisopentyyliditiokarbonaatti (PAX) ja kuparisulfaattia liuoksena (CuSO 4) - CCD:llä ja vaahdotusprosessin sakeuttimilla käytetään kiintoaineen erotuksen parantamiseen flokkulanttia - Neutraloinnissa käytetään ph:n säätöön kalkkimaitoa, joka on lietetty poltetusta kalkista (CaO) Vaahdotuksessa käytetyt kemikaalit sitoutuvat prosessointivaiheessa kiintoaineeseen, samoin flokkulantti. Nämä yhdisteet pysyvät kiintoaineeseen sitoutuneina kun NP-hiekka siirretään läjitysalueelle, mutta läjitysolosuhteissa kaikilla yhdisteillä on niille ominainen hajoamisaika, jolloin irtoaminen kiintoaineen pinnasta voi tapahtua. NP-altaalta palautettavan prosessiveden TOC on tyypillisesti n. 4 mg/l, mikä viittaa siihen, että prosessikemikaaleista ja niiden hajoamistuotteista peräisin olevia orgaanisia yhdisteitä on vedessä erittäin vähän. Nämä yhdisteet joko pysyvät sitoutuneena kiintoaineesen tai niiden hajoamistuotteet kuluvat läjitysolosuhteissa biologisiin reaktioihin, joihin on suotuisat olosuhteet

2 lämpimänä vuodenaikana. TOC-analyysejä vesinäytteistä tehdään kohdennetusti full water scan mittauksien yhteydessä, joten tämä tulkinta perustuu rajalliseen määrään mittauksia. MIBC (4-metyyli-2-pentanoli) on käyttöturvallisuustiedotteen mukaan helposti biologisesti hajoava ja biokertyminen on epätodennäköistä. MIBC on hyvin liukoinen veteen ja aerobisissa olosuhteissa 85% yhdisteestä hajoaa 28 vrk aikana. Käyttöturvallisuustiedotteessa ei mainita hajoamistuotteiden kemiallista koostumusta, mutta alkoholiyhdisteen hajoamistuotteiden voi oletettaa olevan sopivia yhdisteitä mikrobiologisen toiminnan hiilenlähteeksi. Koska läjitysolosuhteissa on tarjolla prosessivedessä (huokosevedessä) mikrobeille sopivia ravinteita kuten fosfaatti, nitraatti ja ammonium, voidaan olettaa, että PAX:n hajoamistuotteina syntyvät alkoholit kulutetaan lämpimänä vuodenaikana bakteerien toimesta biologisiin reaktioihin, koska TOC-pitoisuus on prosessivedessä matala. Käyttöturvallisuustiedotteen mukaan MIBC:tä ei ole luokiteltu PBT- tai vpvb-aineeksi. PAX:n hajoamistuotteet käyttöturvallisuustiedotteen mukaisesti ovat (aineen ollessa kontaktissa veden kanssa): rikkihiili, 3-metyyli-1-butanoli ja 1-pentanoli, myös rikkivedyn (H 2S) muodostuminen on mahdollista. NP-hiekan ph on 8,3, jolloin rikkivety olisi liukoisena HS- muodossa. Rikkivedyn liukoiset muodot reagoivat nopeasti NP-veden sisältämien metallien (rauta, mangaani) kanssa, joten H 2S kaasun muodostuminen on epätodennäköistä, koska rikastehiekan ph pitää rikkivedyn liuoksessa, jos saostumista ei tapahdu. Neutraaleissa olosuhteissa PAX hajoaa kemialliesti vrk kuluessa 15 o C lämpötilassa. PAX ja sen hajoamistuotteet eivät ole biokertyviä. Läjitysolosuhteissa PAX:n voidaan olettaa hajoavan eikä pysyvää sitoutumista tapahdu, koska sen Koc arvo on 24,21 ja hajoamistuotteet ovat vesiliukoisia. Koska läjitysolosuhteissa on tarjolla prosessivedessä (huokosevedessä) mikrobeille sopivia ravinteita, kuten fosfaatti, nitraatti ja ammonium, voidaan olettaa, että PAX:n hajoamistuotteina syntyvät alkoholit kulutetaan lämpimänä vuodenaikana bakteerien toimesta biologisiin reaktioihin, koska TOC pitoisuus on prosessivedessä matala. Käyttöturvallisuustiedotteen mukaan ainetta ei ole luokiteltu PBTtai vpvb-aineeksi. Tehokas prosessiveden kierrätys sekä riittävä veden viiveaika rikastushiekka-altaalla vähentävät PAX:n ympäristöön kohdistuvia päästöjä. Flokkulanttia käytetään sakeuttimilla ja CCD-pesussa parantamaan veden ja kiintoaineen erottumista. Flokkulantti sitoutuu prosessikäytössä kiintoaineeseen, joten se päätyy NP-hiekan mukana läjitysalueelle. Käyttöturvallisuustiedotteen mukaan käytetty flokkulantti ei ole helposti biologisesti hajoava, koska yhdisteen polymeerirakenne ei ole biologisesti käytettävissä. Tämän vuoksi yhdisteen biohajoaminen ja biokertyminen eivät ole todennäköisiä, ja läjitysolosuhteissa yhdiste pysyy adsorboituneena kiintoaineeseen. Käyttöturvallisuustiedotteen mukaan ainetta ei ole luokiteltu PBT- tai vpvb-aineeksi. Kuparisulfaatti-liuoksen kupari ja sulfaatti saostuvat vaahdotuksen jälkeen neutralointivaiheessa kun kalkkimaitoa lisätään. Neutraloinnissa kupari saostuu muotoon Cu(OH) 2 ja sulfaatti saostuu kipsinä. Rikastushiekan läjitysalueella kuparin liukoisuus velvoitetarkkailun CEN-testinäytteissä on ollut alle vaarattoman jätteen luokituskriteerin. Neutraloinnin ph-säädössä käytetty kalkkimaito valmistetaan poltetusta kalkista (CaO), jolloin se liukenee veteen muodossa Ca(OH) 2. Neutraloinnissa se reagoi edelleen liukoisten komponenttien kanssa muodostaen metallihydroksideja (esim. Fe(OH) 2 ja kipsiä. Käyttöturvallisuustiedotteen mukaan ainetta ei ole luokiteltu PBT- tai vpvb-aineeksi.

3 Arvio CIL-rikastushiekka-altaalle tulevien prosessikemikaalien jäämien pitoisuuksista ja niiden pysyvyydestä ja mahdollisesta muuntumisesta. CIL- altaalle läjitettävä CIL-rikastehiekka sisältää CCD-piiristä, CIL-liuotuspiiristä, aktiivihiilen pesusta sekä syanidin tuhoamisesta (kuva 1) tulevia kemikaaleja tai niiden hajoamistuotteita. CCD-pesussa, kullan liuotuksessa (CIL), hiilenpesussa ja syanidin tuhoamisessa käytetään seuraavia kemikaaleja: - Flokkulanttia käytetään CCD-piirissä parantamaan kiintoaine-neste erotusta sakeuttimissa - Kullan liuotuksessa käytetään natriumsyanidia (NaCN) liuotuskemikaalina - Kullan liuotuksessa käytetään ph:n säätöön kalkkimaitoa, joka on lietetty poltetusta kalkista (CaO) - Syanidin tuhoamiseen käytetään natriummetabisulfiittia (Na2O5S2) - Typpihappoa (HNO 3) käytetään aktiivihiilen pesuun - Natriumhydroksidia (NaOH) käytetään typpihapon neutralointiin Flokkulanttia käytetään CCD-pesussa parantamaan veden ja kiintoaineen erottumista. Flokkulantti sitoutuu kiintoaineeseen, joten sitä päätyy kullan liuotusvaiheen kautta CIL-altaalle. Käyttöturvallisuustiedotteen mukaan käytetty flokkulantti ei ole helposti biologisesti hajoava, koska yhdisteen polymeerirakenne ei ole biologisesti käytettävissä. Tämän vuoksi yhdisteen biohajoaminen ja biokertyminen eivät ole todennäköisiä, ja läjitysolosuhteissa yhdiste pysyy adsorboituneena kiintoaineeseen. Käyttöturvallisuustiedotteen mukaan ainetta ei ole luokiteltu PBT- tai vpvb-aineeksi.

4 Natriumsyanidia (NaCN) käytetään CIL liuotuspiirissä liuottamaan ja kompleksoimaan kultaa. Natriumsyanidi dissosioituu vedessä natrium kationiksi (Na + ) ja syanidiksi (CN - ). Natrium päätyy liuoksen mukana altaalle mutta syanidi hajotetaan syanidin tuhossa syanaatiksi (CNO - ). Natriumin konsentraatio CIL-altaalla oli tammikuussa 2018 tehdyn analyysin mukaan 2000 mg/l. Syanidi hajoaa lähes täydellisesti syanidin tuhossa ja syanidin pitoisuus CIL-altaalla on erittäin matala. Syanidin pitoisuus altaalla oli 0,34 mg/l helmikuussa 2016 otetussa näytteessä. Schmit et al ovat tutkineet syanidin ja syanaatin hajoamista jätealtaalla ja näiden aineiden konsentraatio ajan funktiona on esitetty kuvassa 2. Natriumsyanidin käyttöturvallisuustiedotteen mukaan ainetta ei ole luokiteltu PBT- tai vpvb-aineeksi. Syanidin tuhossa syntynyt syanaatti ei ole stabiili yhdiste vaan se edelleen hajoaa hiilidioksidiksi (CO 2) ja ammoniumiksi (NH 4+ ). Hiilidioksidi voi päätyä ilmaan kaasuna tai liueta veteen karbonaattina (CO 3 2- ). Ammonium voi muuttua biologisten reaktioiden seurauksena nitriitiksi (NO 2- ) ja nitraatiksi (NO 3- ) sekä nitraatista denitrifikaatio reaktion myötä lopulta typpikaasuksi. Syanaatti pitoisuus marraskuussa 2017 tehdyn analyysin perusteella CIL-altaalta poispumpattavassa liuoksessa oli 330 mg/l ja ammoniumin 50 mg/l. Ammonium voi CIL-altaalla biologisten reaktioiden kautta muodostaa nitriittiä ja nitraattia. Natriumsyanidista muodostuneet aineet eivät saostu CIL-altaalle tulevan kiintoaineen joukkoon mutta osa yhdisteistä jää altaalle kiintoaineeseen sitoutuneen veden mukana ja osa lähtee veden pumppauksen mukana takaisin prosessiin.

5 Kullan liuotuksessa ph-säädössä käytetty kalkkimaito valmistetaan poltetusta kalkista (CaO), jolloin se liukenee veteen muodossa Ca(OH) 2. Osa kalsiumhydroksidista reagoi edelleen liukoisten komponenttien kanssa muodostaen metallihydroksideja ja kipsiä. Käyttöturvallisuustiedotteen mukaan ainetta ei ole luokiteltu PBT- tai vpvb-aineeksi. Typpihappoa (HNO 3) käytetään epäpuhtauksien pesuun aktiivihiilestä. Käytetty typpihappo neutraloidaan natriumhydroksidilla ja johdetaan syanidintuhon kautta CIL-altaalle. Typpihapon neutraloinnissa syntyy vettä ja nitraattia (NO 3- ). Nitraattia voi muuttua altaalla biologisen denitrifikaatio reaktion kautta typpikaasuksi (N 2) ja sitä kautta pääty ilmaan. Osa nitraatista jää kiintoaineeseen sitoutuneen veden mukana altaaseen ja osa nitraatista lähtee veden pumppauksen mukana takaisin prosessiin. Nitraatin pitoisuus CIL-altaalta pois pumpattavassa liuoksessa marraskuussa 2017 tehdyn mittauksen mukaan oli 168 mg/l. Käyttöturvatiedotteen mukaan biokasaantuvuutta ei oleteta kertyvän typpihapolle. Natriummetabisulfiittia (Na2O5S2) käytetään yhdessä ilman kanssa syanidin hajottamiseen kullan liuotusvaiheesta (CIL) tulevalle syanidiliuokselle. Natriummetabisulfiitti ei ole vedessä stabiili yhdiste vaan se hajoaa aluksi rikkidioksidiksi (SO 2) ja ilman kanssa reagoidessaan rikkidioksidi muuttuu vielä sulfaatiksi (SO 4 2- ). Osa sulfaatista voi saostua altaalla yhdessä kalsiumin kanssa kipsinä (CaSO 4*2H 2O). Sulfaattipitoisuus CIL-altaalle syanidintuhosta tulevassa liuoksessa oli tammikuussa 2018 tehdyssä analyysissä 4530 mg/l. Sulfaatin lisäksi natriummetabisulfiitin hajoamisen seurauksena liuokseen jää natriumia. Natriummetabisulfiitin käyttöturvallisuustiedotteen mukaan ainetta ei ole luokiteltu PBT- tai vpvb-aineeksi. Natriumhydroksidia (NaOH) käytettään typpihapon neutralointiin. Happoa neutraloitaessa natriumhydroksidilla (OH - ) muuttuu vedeksi ja natrium jää liuokseen. Natriumhydroksidin käyttöturvallisuustiedotteen mukaan ainetta ei ole luokiteltu PBT- tai vpvb-aineeksi. Arvio sivukivikasalta tulevien prosessikemikaalien jäämien pitoisuuksista ja niiden pysyvyydestä ja mahdollisesta muuntumisesta. Kaivoksessa tehtävistä räjäytyksistä jää malmiin ja sivukiveen jäämiä käytetystä räjähdysaineesta. Räjähdysaineessa käytetään pääraaka-aineena ammonium nitraattia (NH 4NO 3) ja räjähteestä riippuen natriumnitraattia (NaNO 3) tai kalsiumnitraattia (CaNO 3). Yhdisteet ovat vesiliukoisia ja sivukivien läjitysalueen täytön sisäinen vesi sisältää pieniä pitoisuuksia räjähdysaineista peräisin olevia typpiyhdisteitä. Sivukivikasan sisäisestä vedestä otettujen näytteiden mukaan näytepisteessä LY1 oli 65 mg/l typpeä ja 7,5 mg/l ammoniumin sisältämää typpeä sekä näytepisteestä LY2 otetun näytteen mukaan typen pitoisuus oli 0,82 mg/l ja ammoniumin sisältämän typen määrä oli alle määritysrajan.