GRAFIITIN ESITUTKIMUKSESTA WONNA 1981

Transkriptio

1 4 GEOLOGINEN TUTKIMUSLAITOS M 81/1981/1 Olli Sarapaa VALIRAPORTTI GRAFIITIN ESITUTKIMUKSESTA WONNA 1981

2 JOHDANTO 1. GRAFIITTI TEOLLISUUSMINERAALINA 2. GRAFIITIN KAYTT~MAHDOLLISUUDET ENERGIANTUOTANNOSSA 2.1 Grafiitti aluelampgkeskusten polttoaineena Ruotsalaisten suunnitelmat Polttotekniikka Grafiitin kilpailukyvysta 2.2 Grafiitti polttoaineena Ni-Cu-sulatoissa 3. ENERGIAKXYTT~~N SOVELTUVIEN GRAFIITTIESIINTYMIEN LoYTYMISP~AHDOLLISUUKSISTA SUOMESSA 3.1 Geologiset analogiaperusteet 3.2 Grafiittiaiheet Karjalaisen liuskevyahykkeen grafiittiaiheet Svekofennialaisen vyahykkeen grafiittiaiheet 3.3 Grafiitin etsinnasta 4. KIRJALLISUUTTA 5. LIITTEET 1. Grafiitin tuotantokustannukset 2. Energiantuotantokustannukset 3. Grafiittiaiheet 4. Kansannaytteet

3

4

5

6

7 epapuhtauksien maarasta ja laadusta, raekoosta, raemuodostat ym. Grafiittia kaytetaan mm. valimoissa pintojen kasittelyyn, teraksen valmistuksessa teraksen hiilipitoisuuden kohottamiseen, sulatusastioihin, tulenkestaviin materiaaleihin, kuivaparistoihin, sahkomoottorien hiiliharjoihin, voiteluoljyihin, maaleihin ja kyniin. Suurin kayttaja on rauta- ja terasteollisuus. Tarkeimmat grafiitin tuottajamaat ovat Neuvostoliitto, Kiina, Pohjois-Korea, Lansi-Saksa, Meksiko, Etela-Korea, Itavalta, Madagaskar, Sri Lanka, Brasilia, Norja ja Romania (Pettifer 1980). Maapallon kokonaistuotanto on runsaat tonnia grafiittia vuodessa (taulukko 1). Country (I) Argentina Austria Brazil (marketable) Burma (2) China (e) W. Germany (3) India Italy North Korea (e) South Korea Malagasy Mexico Noway Rumania (e) South Africa Sri Lanka USSR (e) USA - I978 (p) Total (e) estimate (p) preliminary W witheld to avoid disclosing company proprietary data. (I) In addition to those countries listed, Czechoslovakiu, Zimbabwe, and Namibia are believed to have produced graphite during this period, bur output is unreported and available general information is inadequate for formulation of reliable estimates of output levels. (2) Data are for fucal year beginning April I of that stated. (3) Data represent marketable production, including some produced from imported raw materials. Source: Mainly USBM Taulukko 1. Maapallon grafiitin tuotanto tonneissa (Pettifer 1980).

8

9

10

11

12 Kuva 1. Grafiitilla tuotetun energian hinnan riippuvuus kuljetusmatkasta 25 MW:n aluelamp8keskuksessa, huipun kaytt8ajan ollessa 5500 h/a (liite 2). Vertailukohteena 81jylla tuotetun energian hinta (KTM B, 18).

13 laskelmien mukaan 20 % hiilta sisaltavan grafiittiliuskeen rikastus 50 % hiilta sisaltavaksirikasteeksi olisi kannattavaa ja tallainen polttoaine olisi lahitulevaisuudessa hyvin kilpailukykyinen muiden polttoaineiden kanssa. Rikastamisen yhteydessa mahdolliset metallit kannattaisi ottaa talteen. 2.2 Grafiitti polttoaineena Ni-Cu-sulatoissa Grafiittiliuskeita tavataan usein samassa ymparistossa sulfidimalmien kanssa. Kotalahdessa ja Hammaslahdessa joudutaan malmin mukana jonkin verran louhimaankin mustaliusketta. Sotkamon Talvivaarassa puolestaan itse "malmi" on mustaliusketta, jolloin sulfidimineraalit ja grafiitti istuvat samassa kivessa. Outokumpu 0y:n Harjavallan sulatoissa on kokeiltu grafiitin kayttoa oljya ja hiekkaa korvaavana polttoaineena. Sulatoissa n. 30 % hiilta sisaltava grafiittiliuske voidaan ottaa vastaan rikastehienouteen jauhettuna. Isantakiven sisaltamat St Si02 (tiettyyn rajaan) ja alkalit ovat hyodyllisia, mutta oksidisen alumiinin maara ei saisi ylittaa 10 %:a. Grafiittiliuske sisaltaa paaasiassa grafiittia ja kvartsia, joten se korvaa sulatoissa 61jya ja hiekkaa (Myyri 1979). Harjavallan kuparisulatusuuneilla suoritetun koeajon perus- teella 1 kg grafiittia vastaa 0,57 1 oljya tai vaihtoehtoi- 3 sesti 1,08 ~m~ happitehtaan happea, kun 1 Nm happea vastaa 0,6 1 bljya. Grafiittiliuskeen kayttoa rajoittavina tekijoina ovat mm. set etta grafiitti tekee kuljetushihnat liukkaiksi, joten kasittelykustannukset lisaantyvat. Kuonan piihappopitoisuuden vuoksi vain puolet hiekan maarasta voidaan korvata grafiittiliuskeella. Noin 30 % hiilta sisaltavaa grafiittiliusketta tarvittaisiin sulatoilla vuodessa n tpa, jolla voitaisiin korvata n tpa oljya.

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34