Metallien valmistus. Kuva1: Louhittua kuparikiisua. Kuparikiisu sisältää jopa 35% kuparia. (Kuva:M.Savolainen).

Transkriptio

1 Metallien valmistus malmin etsintä Perinteisesti uusien malmiesiintymien jäljille on täällä pohjolassa päästy irtokiviä etsimällä. Kun tunnetaan jääkauden kulkusuunnat, voidaan päätellä, mistä suunnasta arvokas kivi on kulkeutunut nykyiselle paikalleen. Kuva1: Louhittua kuparikiisua. Kuparikiisu sisältää jopa 35% kuparia. (Kuva:M.Savolainen). Lopulta geologit saattavat löytää emäkallion, josta kivi on peräisin. Tällä tavalla löydettiin aikoinaan mm. Outokummun kuuluisa kuparikaivos. Lopulta kaivos alkaa ehtyä. Tällöin kannattavinta on etsiä uusia esiintymiä vanhan kaivoksen läheltä. Muinaisten geologisten mullistusten synnyttämät esiintymät sijaitsevat usein lähellä toisiaan. Nykyteknologialla pystytään etsimään ja louhimaan tehokkaasti myös syvemmällä kallioperässä olevia esiintymiä. Etsintää voidaan tehdä suoraan maastossa, lentokoneista ja jopa satelliiteista käsin. Kallioperän magneettisuus saattaa paljastaa rikkaan esiintymän. Malmin etsinnästä tehdään ilmoitus viranomaiselle (TUKES). Kaivoksen perustamista varten tarvitaan kaivoslupa. Kaivoksen teitä ym. toimintoja varten voidaan myös hakea kaivosaluelupaa. Näistä asioista säädetään kaivoslaissa, joka on vuodelta Samassa laissa säädetään myös, miten pitää menetellä, mikäli haluaa huuhtoa kultaa. Kuva2: Bolidenin kaivoksella Tarassa tutkitaan koeporausten tuloksia. Tara sijaitsee Irlannissa ja sieltä louhitaan sinkkiä ja lyijyä. (lähde:

2 kaivos Kaivos voi olla avolouhos tai hyvinkin syvä tunnelien verkosto. Perusperiaate on kuitenkin sama; Kallioon porataan reikiä, reiät panostetaan, räjäytetään ja syntynyt murske otetaan talteen. Mursketta voidaan käsitellä edelleen kaivoksella tai se voidaan kuljettaa pitkänkin matkan päähän jatkojalostettavaksi. Kuva3: Avolouhos Atikissa Pohjois-Ruotsissa lähellä Jällivaaraa. Louhoksesta saadaan kuparia, hopeaa ja kultaa. (kuva: Boliden Pressimages) Kuva4: Atikin kaivoksessa räjäytetään uusi erä kuparimalmia. (kuva: Kuva5: Kuva: Atikin kaivoksen työntekijä massiivisen ajokkinsa vieressä. (kuva: Boliden Press-images.) Kuva6. Ruotsalaista sinkkimalmia kuljetetaan myös Kokkolan malmisulattoon jatkojalostettavaksi. Sinkin ohella saadaan myös hopeaa. (kuva: Boliden Press-images.)

3 Murskaus, jauhaminen ja rikastus Malmilohkareet murskataan tavallisesti alle 20 cm:n kokoisiksi kappaleiksi. Tämä murske jauhetaan hiekkamaiseksi, jonka jälkeen se voidaan rikastaa. Rikastuksessa jauhetusta malmista erotetaan arvokkaat mineraalit (kemialliset yhdisteet, jotka sisältävät haluttua metallia) ja arvoton sivukivi. Rikaste ei vielä ole valmista metallia vaan se on metallin ja hapen tai metallin ja rikin yhdiste. Kuva7: Malmin murskausta Garpenbergin kaivoksella. (kuva:. Kuva8: Tällä laitteella malmimurske jauhetaan. (kuva: Boliden Pressimages) Rikastuksessa käytetään yleensä vaahdotusta (flotaatio). Malmijauhe johdetaan kuplivaan altaaseen, jolloin haluttu mineraali tarttuu kupliin ja nousee altaan pinnalle, josta se kerätään talteen. Sivukivi eli ei toivottu mineraaliseos jää altaan pohjalle. Magneettiset mineraalit voidaan rikastaa magneetin avulla ja hyvin raskaat mineraalit rikastetaan huuhtomalla. Kuva9: Vaahdotuslaitteisto (Garpenberg 2014). Lukuisia tankkeja vieri vieressä. Tankkien yläosaan kertyy vaahtoa arvokkaine mineraaleineen. (kuva:

4 Pelkistys Kuva10: Kuparia pelkistetään Bolidenin Harjavallan sulatossa (lähellä Poria). Pelkistyksessä käytetään alun perin suomalaista menetelmää (liekkisulatus), jossa suurin osa tarvittavasta energiasta saadaan rikasteen reaktiosta hapen kanssa. Menetelmä on käytössä ympäri maailmaa. (kuva: Kuparirikaste ei ole puhdasta kuparia vaan se sisältää tavallisesti kuparisulfidia ja rautasulfidia. Sulfidit ovat ioniyhdisteitä. Kupari on siis hapettuneessa muodossa. Kupari pitää pelkistää, eli sille pitää antaa elektroneja, jotta siitä tulisi metallia. Kilosta rikastetta saatetaan saada jopa 300 g puhdasta kuparia. Rautaa valmistettaessa rikaste pelkistetään masuunissa (blast furnace). Pelkistys tapahtuu hiilen avulla. Puhdistus Kuparin tulee olla puhdasta, jotta siitä voitaisiin valmistaa elektroniikan komponentteja. Pelkistetty raakakupari valetaan anodeiksi. Kupari puhdistetaan eloktrolyyttisesti. Kuva11: Raakakupari-anodi (vasemmalla) hapetetaan sähkön avulla kupari(ii)-ioniksi. Ioni kulkeutuu teräslevyn pinnalle (oikealla), jossa se pelkistyy puhtaaksi kupariksi. Kuparianodin alapuolelle kertyy pieniä määriä kultaa ja hopeaa epäpuhtautena. Rautaa valmistettaessa epäpuhtautena on usein hiiltä. Liika hiili voidaan poistaa mellottamalla, eli kuumentamalla rautaa hapen kanssa laitteessa nimeltä konvertteri.

5 Sulaton jälkeen Puhdistetuista metalleista voidaan valmistaa tuotteita. Tavallista on valaa metallit harkoiksi, prässätä levyiksi tai vetää tangoiksi tai langoiksi. Seuraavissa kuvissa on valmiita kaivosteollisuuden tuotteita. Kuva13: Kultaharkkoa leimataan. (kuva: Kuva12: Kuparinvalmistuksessa saadaan sivutuotteena hopeaa. (kuva: Kuva14: Sinkkiharkkoja. (kuva: Kuva15: Lyijyä. (kuva: Työllisyysvaikutus Kaivosteollisuus työllistää Suomessa suoraan tuhansia ihmisiä. Työpaikat sijaitsevat usein Pohjois-Suomessa ja Itä-Suomessa, joissa yleisesti on pulaa työpaikoista. Kaivosyhtiöt toimivat yleensä kansainvälisesti. Kaivokset omistaa yksityinen yritys, jonka osakkeita voi hankkia pörssistä. Kaivosten kannattavuus riippuu metallien maailmanmarkkinahinnoista. Kuva16: Kesätyöntekijä Kokkolan sulatolla. (kuva: Boliden Press-images, Päivi Karjalainen)