Teollinen kaivostoiminta

Transkriptio

1 Teollinen kaivostoiminta Jouni Pakarinen Kuva: Talvivaara esite Johdanto Lähes kaikki käyttämämme tavarat tai energia on tavalla tai toisella sijainnut maan alla! Mineraali = on luonnossa esiintyvä, homogeeninen ja kiinteä aine, jolla on kiteinen atomirakenne Malmi = mineraali, jonka pitoisuus on niin suuri, että sen louhiminen (hyödyntäminen) on taloudellisesti kannattavaa Rikastus = Kaivokseen sijoittaneen henkilön pääoman lisääminen Rikastus = Hyödynnettävän (arvokkaan) mineraalin pitoisuuden lisääminen malmissa

2 Miksi etsiä malmia ja perustaa kaivoksia? työpaikat turvallisuus Sosiaalinen ja ekologinen vaikuttaminen Tärkeimmät t mineraalit (lateriittiset ja sulfidiset) Rautamalmeista hematiitti (Fe 2 O 3 ) ja magnetiitti (Fe 3 O 4 ) Pyriitti (FeS 2 ) yksi tärkeimmistä raudan ja rikin mineraaleista Bauksiitti (Al 2 O 3 ) sisältää noin 35% Al:a Kalkopyriitti (CuFeS 2 ) tärkein kuparimineraali. Sisältää myös Au, Ag, Se Pyrolysiitti (MnO 2 ) tärkein mangaanimineraali Spaleriitti (ZnS)

3 Rauta Raudan tuotanto Mt Hematiitti, magnetiitti, götiitti ja pyriitti Suurimmat tuottajat Brasilia, Australia, Intia, Etelä-Afrikka, Kanada, Venäjä Päätuotteena teräkset hematiitti Pyriitti jossa kultaa

4 Alumiini Alumiinin kokonaistuotanto 2007 n. 40 Mt, hinta 3,08 k$/t ( ) Päämineraali bauksiitti Suurimmat tuottajat Australia ja Kiina Päätuotteena alumiiniprofiilit ym. metallituotteet Bauksiitti Kupari Kuparin kokonaistuotanto 2007 n. 17 Mt Hinta ~ 12,1 k$/t ( ) Kalkopyriitti Suurimmat tuottajat Chile, Peru, USA ja Kiina Käytetään elektroniikka- ja rakennussovelluksissa Kalkopyriitti

5 Mangaani Mangaanin kokonaistuotanto 2008 n. 14 Mt (3,75 k$/t metalli ) Pyrolusiitti, rodorosiitti Suurimmat tuottajamaat Kiina, E-Afrikka, Australia ja Gabon Päätuotteena teräs, elektroniikkasovellukset pyrolusiitti rodorosiitti International Manganese Institute Muita siirtymämetalleja metalleja Sinkin tuotanto Mt Nikkelin tuotanto ,2 Mt (hinta ~34 k$/t, ) Kobolttia tuotettiin 2005 n.50 kt sinkkiharkkoja (hinta ~101 k$/t, ) nikkeliprikettejä USGS

6 Jalometallit Hopea kt (30,1 $/troy-unssi) Kulta ,5 kt (1357,6 $/troy-unssi) Platina t (1824 $/troy-unssi) Palladium t (822 $/troy-unssi) kulta * Hintatiedot troy ounce (Troy oz) ~ 31,1 g Huom! 1 ounce (oz) ~ 28,3 g Palladium Platina Harvinaiset maametallit Lantanoidit kuten lantaani (La, 65 $/kg), cerium (Ce, 65 $/kg), paraseodyymi (Pr, 140 $/kg), neodyymi (Nd, 140 $/kg), samarium (Sm, 70 $/kg) ja dysprosium (Dy, 500 $/kg) ovat hyvin tärkeitä alkuaineita mm. katalyyteissä, magneeteissa, näytöissä, ja tulevaisuudessa myös akuissa. Malmivarannot lähes kokonaan Kiinan, Venäjän ja USAn hallussa. EU tuonnin varassa!

7 Malminetsintä Suomessa Maassamme on noin 40 malminetsintää harjoittavaa yhtiötä Pääasiassa etsitään kultaa ja perusmetalleja Lisäksi yksityiset henkilöt harjoittavat malminetsintää (tietyin rajoituksin jokamiehen oikeus) (kulta, mineraalit, korukivet yms.) Malminetsintää helpottaa maa- ja kallioperän kartoitus sekä julkiset tiedostot (GTK) geokemialliset menetelmät geofysikaaliset menetelmät ympäristötutkimukset Kaivostoiminnan kannalta etujamme on: hyvä infrastruktuuri poliittisesti ja taloudellisesti vakaat olot hyvä koulutus ja osaaminen alhainen asukastiheys kaivosyrityksen kannalta myönteinen lainsäädäntö (Uusi kaivoslaki) Lähteet: Kaivostoimintaa säätelevät mm. Kaivoslaki Ympärist ristö Ympäristönsuojelulaki 3 ja 43 sekä Ympäristönsuojeluasetus 9 Ettei kävisi näin! Vastuu yhteisestä luonnosta

8 Rikastus ja jatkojalostus malmi voidaan käsitellä joko pyro- tai hydrometallurgisesti (tai molemmat) eniten käytettyjä malmin rikastustekniikoita ovat vaahdotus, liuotus/saostus lisäksi neste-nesteuutto, ioninvaihto (liuospuhdistus, konsentrointi, metallin talteenotto)

9 Pyrometallurgia Malmin käsittely korkeassa pelkistävässä olosuhteessa Metallin lisäksi syntyy paljon CO 2 ja SO 2 (H 2 SO 4 ), jotka on otettava talteen. Kuluttaa lisäksi paljon energiaa ~ C o Pasutus: MeS + 1.5O 2 MeO + SO 2 ~ C o Pelkistys: 2MeO + C 2Me + CO 2 Masuuni Hydrometallurgia Malmin (bio)liuotus ja kemiallinen liuospuhdistus (saostus, nestenesteuutto, ioninvaihto) Suljetut liuoskierrot päästöt ympäristöön hyvin pienet Kustannuksia lisää suurien liuosmäärien siirtäminen (pumppaus), ph:n ja lämpötilan muuttaminen. Laimeat liuokset alhainen ajava voima! - Toisaalta energiaa säästyy kun prosessit ajetaan alhaisessa lämpötilassa ~ C o liuotus: MeS + 0.5O 2 + H 2 SO 4 MeSO 4 + H 2 O ~ C o IX: 2RH + Me 2+ 2RMe + 2H +

10 KIITOKSET MIELENKIINNOSTANNE!