Kittilän kaivoksen sivukivien hallintajärjestelmä

Transkriptio

1 ENV (20)

2 (2/20) Sisällysluettelo 1 Johdanto Sivukiviä koskevat määräykset luvassa Neutralointi- ja haponmuodostuspotentiaalit Hapan suotovesivalunta Haponmuodostuspotentiaalin (AP) määritys Neutralointipotentiaalin (NP) määritys Kittilän kaivoksen sivukivitutkimukset Peruskarakterisointitutkimukset Kosteuskammiotestit Sivukiven luokittelutapa Toimintatapamenettely Geologinen mallinnus avolouhoksilla Geologinen mallinnus maanalaisessa kaivoksessa Louhinta ja louhintanäytteet avolouhoksilla Louhinta ja louhintanäytteet maanalaisessa kaivoksessa Suurikuusikon sivukiven läjitysalue Aumajako ja aumanäytteet Sivukiven hyötykäyttö Dokumentointi Aumojen peittäminen neutraloivalla kivellä Suoto- ja valumavesien tarkkailu Yhteenveto Liitteet A GTK:n tutkimusraportti Kittilän kaivoksen sivukivistä B Kaivosalueen aluekartta ja lysimetrien sijainnit sivukivialueella C Toimintaohje sivukiven läjitykseen D Sivukivikasan aumajako E Periaatekuva lysimetristä F Kuvia ensimmäisestä asennetusta lysimetristä

3 ENV (20) 1 Johdanto Kittilän kaivoksella louhitaan hyvälaatuisen sivukiven lisäksi myös ongelmallista sulfidipitoista sivukiveä. Sulfidipitoisiin kiviin liittyvät hapon muodostuksen ja siitä johtuvan haitallisten metallien liukenemisen riskit, minkä vuoksi kivet vaativat erityistä läjitysmenetelmää. Maanalaisesta louhoksesta muodostuu LOM 2016 mukaan noin 13,4 t sivukiveä (taulukko 1). Tämä raportti koskee sulfidipitoisen sivukiven tunnistamista, läjittämistä ja läjitysalueen hallintaa. Se perustuu systemaattisesti koottuun tietoon sivukivistä ja mahdollisuuksista hallita niihin liittyviä riskejä. 2 Sivukiviä koskevat määräykset luvassa Kittilän kaivoksen voimassa olevissa ympäristölupapäätöksissä (nrot 72/2013/1, ja 2201) on annettu seuraavat lupamääräykset koskien kaivoksella muodostuvaa sivukiveä: 32. Toiminnassa muodostuvien kaivannaisjätteiden nimikkeet ovat jätteistä annetun valtioneuvoston asetuksen (179/2012) mukaisesti: läjitettävä sivukivi (jäte) Louhittava sivukivi ei ole jätettä, jos se välittömästi tai lyhyen varastointiajan jälkeen toimitetaan rakennus- tai muussa toiminnassa käytettäväksi, sen sulfidisen rikin pitoisuus on alle 0,5 %, se ei omaa haponmuodostuspotentiaalia ja se täyttää muutoinkin rakennuskivelle asetettavat vaatimukset. Kaikista muodostuvista kaivannaisjätejakeista on tehtävä niiden ominaisuuksien määrittely kaivannaisjätteistä annetun valtioneuvoston asetuksen nro 190/2013 mukaisesti ja muista luokitelluista jätteistä (vedenpuhdistuksen lietteet ja rikastushiekat) kaatopaikoista annetun valtioneuvoston päätöksen nro 331/2013 mukaisesti. Määrittely on tehtävä aina, kun malmin laadussa tapahtuu jätteiden laatuun vaikuttavia muutoksia ja vähintään neljä kertaa vuodessa. Ominaisuuksien määrittelyn tulokset on toimitettava niiden valmistuttua Lapin ELY-keskukselle. 33. Rikastushiekka ja muodostuva sivukivi on ensisijaisesti hyötykäytettävä, mikäli niiden tekniset ja ympäristöominaisuudet sen mahdollistavat.

4 ENV (20) 34. Kaivoksen rikastushiekka-altaat, CIL, CIL2 ja NP3, luokitellaan suuronnettomuuden vaaraa aiheuttaviksi kaivannaisjätteen jätealueiksi ja sivukivialueet sekä marginaalimalmialue muiksi kaivannaisjätteen jätealueiksi. 38. Sivukiven läjitysalueille saa sijoittaa louhittua sivukiveä ja marginaalimalmia, jota ei voida rikastusprosessissa hyödyntää. Sivukivien läjittämisessä on käytettävä enintään 10 metriä paksua kerroksittaista täyttöä, joka etenee poispäin Rouravaaran kylän asutuksesta. Sivukiven läjitysalueiden ylin täyttötaso maisemointikerrokset mukaan lukien saa olla enintään +255 metriä, läjitysalueiden reunaluiskat on muotoiltava kaltevuuteen 1:2,5 tai loivemmiksi ja niiden lakiosat on rakennettava reunoja kohti viettäviksi. 39. Luvan saajan on oltava selvillä sivukiven rikkipitoisuudesta ennen läjittämistä. Sivukivi, jonka rikkipitoisuus on yli 0,5 %, ja hapon neutralointi- ja muodostuspotentiaalin suhde (NP/AP) on alle 3, on sijoitettava siten, että etäisyys sivukivikasan reunoihin ja pohjaveden pintaan on vähintään viisi metriä. Mahdollisesti happoa muodostavan sivukiven ylä- ja alapuolelle on sijoitettava neutralointipotentiaalia omaavaa kiveä paksuudelta, joka laskennallisesti riittää estämään haponmuodostuksen. Mahdollisesti happoa tuottava sivukivi on louhittava siten, että läjitettävän sivukiven palakoko on mahdollisimman suuri. 40. Toiminnassa muodostuvien kaivannaisjätteiden jätehuollosta on huolehdittava toiminnalle laaditun jätehuoltosuunnitelman ja tässä päätöksessä määrätyn mukaisesti. Luvan saajan on huolehdittava, että ympäristönsuojelulain 103b :n mukaisesti suuronnettomuuden vaaraa aiheuttavalla kaivannaisjätteen jätealueella toimitaan toimintaperiaateasiakirjan, turvallisuusjohtamisjärjestelmän ja sisäisen pelastussuunnitelman mukaisesti. Kaivannaisjätteen jätehuoltosuunnitelma ja sisäinen pelastussuunnitelma on päivitettävä vastaamaan tämän päätöksen ja lainsäädännön vaatimuksia. Päivitetyt suunnitelmat on toimitettava aluehallintovirastolle hyväksyttäväksi mennessä. Päivitettyyn jätehuoltosuunnitelmaan on sisällytettävä kaivannaisjäteasetuksen liitteen 5 mukaisesti tarkennettu suunnitelma kustannusarvioineen etenkin jätealueiden pintarakenteista ja toiminnan lopettamisen jälkeisestä vesien käsittelystä sekä esitys vakuuden määrän tarkistamiseksi. Jätehuoltosuunnitelmaa on arvioitava ja tarvittaessa tarkistettava viiden vuoden kuluttua tämän päätöksen lainvoimaiseksi tulosta tai sitä ennen, jos toimintaa koskien on tarpeen tehdä hakemus lupamääräysten tarkistamiseksi tai toiminnan muuttamiseksi. Arvioinnista ja sen tuloksista on ilmoitettava Lapin ELY-keskukselle.

5 ENV (20) Sisäinen pelastussuunnitelma on arvioitava ja tarvittaessa tarkistettava vähintään kolmen vuoden välein tai kun kaivannaisjätteistä annettua valtioneuvoston asetusta täydennetään tai muutetaan kaivannaisjätteen jätealueen luokitusta koskevilla määräyksillä tai sitä ennen, jos toimintaa koskien on tarpeen tehdä hakemus lupamääräysten tarkistamiseksi tai toiminnan muuttamiseksi. Arvioinnista on ilmoitettava Lapin ELY-keskukselle. Jos kaivannaisjätteen määrä, laatu taikka jätteen käsittelyn tai hyödyntämisen järjestelyt muuttuvat merkittävästi, kaivannaisjätteen jätehuoltosuunnitelmaa on muutettava. Lupaa on tällöin muutettava siten kuin ympäristönsuojelulain 103a :n 4 momentissa säädetään Luvan saajan on ylläpidettävä laatimaansa yksityiskohtaista kaivannaisjätteiden ja kiviaineksen hallintasuunnitelmaa osana kaivannaisjätteiden jätehuoltosuunnitelmaa. Suunnitelman on katettava kaikki alueella muodostuvat kiviainekset ja kaivannaisjätteet. Tiedot on tallennettava siten, että loppusijoitettujen kaivannaisjätteiden ja kaivospiirin alueella hyödynnettyjen kiviainesten sijainti ja määrä on tiedossa toiminnan aikana ja sen loppumisen jälkeen. 41. Luvan saaja vastaa alueella olevien kaivannaisjätteen jätealueiden jälkihoidosta, tarkkailusta ja suotovesien käsittelystä niin kauan kuin on tarpeen varmistaa, ettei jätealueista aiheudu ympäristön pilaantumista tai sen vaaraa ja ettei päästöjä ja niiden vaikutuksia ole tarpeen tarkkailla. Mainittujen vastuiden loppumisesta päättää aluehallintovirasto. 43. NP3-altaan rakennettavien patokorotusten tai uusien patojen materiaalina voidaan hyödyntää sellaista happoa mahdollisesti muodostavaa sivukiveä (PRW-kivi), jonka ominaisuudet eivät pitkänkään ajan kuluessa muutu niin paljon, että sillä olisi merkitystä patorakenteen pysyvyyden kannalta. Tiedot käytettävän sivukiven laatukriteereistä ja niiden perusteista on toimitettava patoturvallisuusviranomaiselle. Sivukiven käyttömääristä on raportoitava ympäristönsuojelun vuosiraportoinnissa. 45. Erikseen myöhempää rikastusta varten varastoitava matalapitoinen malmi (marginaalimalmi) on sijoitettava kaivosalueelle noin kuuden hehtaarin varastoalueelle Suurikuusikon sivukiven läjitysalueen koilliskulmaan siten, että marginaalimalmin etäisyys varastoalueen reunoihin ja pohjaveden pintaan on vähintään viisi metriä. Mikäli varastoidun marginaalimalmin rikastuksesta luovutaan, varastointialueen sulkemisesta on laadittava viipymättä yksityiskohtainen sulkemissuunnitelma ja toimitettava se aluehallintovirastoon. Varastoalueen sulkemisessa on noudatettava, mitä sivukivialueiden osalta on tässä ympäristöluvassa määrätty. 59. Toiminnan loputtua on alueelta poistettava kaikki ympäristön pilaantumisen vaaraa aiheuttavat koneet ja laitteet, kemikaalit, polttoaineet ja jätteet lukuun ottamatta alueelle loppusijoitettuja jätteitä. Avolouhokset, maanalainen

6 ENV (20) kaivos, jätteiden läjitysalueet ja pintavalutuskentät on saatettava yleisen ympäristöturvallisuuden edellyttämään kuntoon. 60. Luvan saajan on jatkettava jätealueiden sulkemista tuotantotoiminnan aikana sitä mukaa, kun alueet saavuttavat lopullisen kokonsa ja muotonsa, ja jatkettava sitä vuosittain täyttötoiminnan edetessä. Luvan saajan on sivukivikasojen ja rikastushiekka-altaiden maisemoinnin suunnittelussa kiinnitettävä erityistä huomiota haponmuodostuksen estämiseen vähentämällä läjitettyyn materiaaliin kulkeutuvan veden ja hapen määrää. Sivukivialueiden luiskatun ja tiivistetyn pinnan päälle on levitettävä 0,5 metriä paksu kasvukerros, jonka alaosa koostuu tiiviistä moreenimaasta ja pinta turpeen ja/tai humuksen sekaisesta maasta. Sivukivialueiden louhepintaisen lakiosan alle on rakennettava sivukivitäyttöön suotautuvan veden määrää olennaisesti rajoittava pintarakenne, joka koostuu vähintään 0,5 metrin paksuisesta mineraalisesta tiivistyskerroksesta tai vastaavan suojatason antavasta keinotekoisesta eristeestä. 61. Luvan saajan on huolehdittava, että kaivostoiminnan lopettamisen jälkeenkin kaivannaisjätealueista ja muista kohteista aiheutuvien päästöjen rajoittamiseksi tarpeelliset rakenteet ovat käytössä ja pysyvät toimintakuntoisina siihen asti, kunnes ympäristölupaviranomainen jälkihoitovaiheen päästö- ja vaikutustarkkailutietojen perusteella päättää, että järjestelmät eivät ole tarpeen. 69. Luvan saajan on päivittäin seurattava rakenteiden kestävyyttä, rikastamon puhdistinlaitteiden toimintaa, tiestön ja läjitysalueiden pölyämistä sekä muita kohteita, joissa toimintahäiriöt, vahingot tai muut normaalista toiminnasta poikkeavat tilanteet voivat aiheuttaa ympäristön pilaantumista. Luvan saajan on pidettävä kirjaa muodostuvien sivukivien, rikastushiekkojen ja muiden jätteiden määrästä, toiminnassa käytettävän veden kulutuksesta ja kiertoveden osuudesta kokonaiskulutuksesta sekä muista ympäristöön vaikuttavista tekijöistä. 76. Vuosiyhteenveto toiminnasta, tarkkailusta, aiheutuneesta ympäristökuormituksesta, havaituista vaikutuksista sekä muodostuneista ja käsitellyistä jätteistä on toimitettava Lapin ELY-keskukselle ja Kittilän kunnan ympäristönsuojeluviranomaiselle kyseistä tarkkailuvuotta seuraavan vuoden maaliskuun loppuun mennessä.

7 ENV (20) 3 Neutralointi- ja haponmuodostuspotentiaalit 3.1 Hapan suotovesivalunta Kittilän kaivoksen ympäristöriski liittyy ongelmallisten sivukivien sisältämiin rautasulfideihin (kiisuihin). Hapellisissa oloissa eli ollessaan kosketuksissa ilman ja/tai veden kanssa sulfidit hapettuvat ja muodostavat rikkihappoa (kaava 1). Hapen läsnä ollessa tapahtuu samalla myös liuenneen raudan (Fe2+) hapettumista Fe3+-ioniksi, joka toimii myös hapettimena ja edistää haponmuodostusta (kaava 2). FeS /4 O 2 + 7/2 H 2 O Fe(OH) H 2 SO 4 (1) Rikkikiisu + happi + vesi rautasaostuma + rikkihappo FeS Fe H 2 O Fe SO H + (2) Rikkikiisu + ferrirauta + vesi ferrorauta + rikkihappo Kittilän kaivoksen sivukivissä tavattavat rikkihappoa tuottavat sulfidimineraalit ovat pääosin rikki- ja magneettikiisuja (FeS 2 ja Fe 1-x S). Paikoin sivukivissä esiintyy myös erityisesti malmikiveen liittyvää arseenikiisua (FeAsS). Happo liuottaa muista raskasmetallisulfideista ja silikaattimineraaleista haitallisia alkuaineita, kuten antimonia, arseenia ja nikkeliä. Ilmiöön liittyy myös alumiinisilikaattien rapautumista, sillä alumiinin liuetessa ja hydrolysoituessa, se puskuroi ph:n välille 3-3,5, mikä voimistaa metallien liukenevuutta. Kittilän sivukivissä tavattuja herkästi rapautuvia alumiinisilikaatteja ovat kloriitti, kiilteet ja kalimaasälpä. Kaivosympäristöön sadeveden ja/tai pohjaveden mukana suotautuvasta happamasta vedestä käytetään nimitystä hapan suotovesivalunta (Acid Rock Drainage tai Acid Mine Drainage). Ilmiötä tapahtuu myös luonnossa, mutta louhinnassa ihminen toiminnallaan altistaa sulfidirikasta kiveä hapettumiselle. Samalla myös mineraalin ominaispinta-ala suurenee ja hapettuminen tehostuu. Rapautumisen etenemisvauhti kasvaa pitkän ajan kuluessa. Se on alussa hidasta, mutta bakteerikasvusto nopeuttaa miljoonakertaisesti reaktioita. Mineraalin rapautumisnopeus riippuu kivilajista, mineralogiasta, raekoosta ja läjitysympäristötekijöistä ja se vaihtelee 10 vuodesta 30 vuoteen. Kaikki sulfidimineraaleja sisältävät materiaalit ovat happoa muodostavia. Materiaalista muodostuu happamia valumavesiä kuitenkin vain, mikäli happoa neutraloivia emäksisiä mineraaleja, erityisesti karbonaattimineraaleja ei esiinny riittävästi. Karbonaattimineraalien rapautuessa ne puskuroivat suotoveden happamuutta sekä osittain myös vähentävät metallien liukenemista suotovesiin (kaava 3).

8 ENV (20) CaCO H + Ca 2+ + H 2 O + CO 2 (3) Kalsiitti + protoni kalsium + hiilidioksidi + vesi Tehokkaimpia neutraloivia karbonaattimineraaleja ovat kalsiitti ja dolomiitti (CaCO 3 ja CaMg(CO 3 ) 2 ), joita tavataan myös Kittilän kaivoksen sivukivissä. Myös silikaatit, kuten magnesiumsilikaatit, puskuroivat happoa, mutta niiden merkitys hapon neutraloijina on merkityksettömämpi verrattuna karbonaattimineraaleihin. Kittilän kaivoksen malmivyöhykkeen lähellä yleisin karbonaattimineraali on ankeriitti (Ca(Fe,Mg,Mn)(CO 3 ) 2 ), joka liukenee hitaammin kuin kalsiitti ja dolomiitti. Ankeriitin liukenevuuden nopeudesta ei ole olemassa käytännön kokemusta sulfidihapettumisessa, joten ei voida varmuudella sanoa, onko ankeriitin hidas liukeneminen etu vai haitta. Yleensäkin karbonaattien läsnäolo hidastaa sulfidihapettumisen haittoja, liukenivat ne sitten hitaasti tai nopeasti. Happamien valumavesien muodostumisen todennäköisyyttä arvioidaan vertaamalla sivukiven neutralointipotentiaalia (NP=Neutralisation Potential) sekä haponmuodostuspotentiaalia (AP=Acid Potential) keskenään. Ympäristöluvan mukaisesti sivukivi katsotaan happoa muodostavaksi, mikäli sen sulfidipitoisuus on yli 0,5 % ja sen neutralointipotentiaalin suhde haponmuodostuspotentiaaliin (NP/AP) on pienempi kuin Haponmuodostuspotentiaalin (AP) määritys Haponmuodostuskyky (AP) ilmaistaan neutralointiin tarvittavan kalsiitin määrällä tonnia kohden (CaCO3 kg /t). Muunto tehdään stoikiometrian perusteella siten, että yhdestä moolista hapettunutta rikkikiisua muodostuu kaksi moolia protoneja (H+), jotka voidaan neutralisoida yhdellä moolilla kalsiittia eli 1 gramma rikkiä neutraloituu 3,125 grammalla kalsiittia. AP-arvo määritetään laskennallisesti sulfidisen rikin kokonaispitoisuudesta kaavan 4 mukaan. Oletuksena on, että rikin kokonaispitoisuus vastaa sulfidisen rikin kokonaispitoisuutta. GTK:n tutkimuksissa ei ole havaittu sulfaattimineraaleja. Sulfidisen rikin määrä määritetään rikkianalysaattorilla. AP = Rikkipitoisuus (S) % x 31,25 (4) (yksikkö: neutralointiin tarvittava CaCO 3 määrä kg/t) 3.3 Neutralointipotentiaalin (NP) määritys Neutraloimiskyvyn (NP) määrittämiseen on kehitelty monia eri testimenetelmiä. NParvo voidaan määrittää myös laskennallisesti, jolloin NP-arvo määritetään materiaalin mineralogisen koostumuksen perusteella.

9 ENV (20) Näytteestä määritetään ensin hiilen kokonaispitoisuus hiilianalysaattorilla. Sen jälkeen samasta näytteestä otetaan uusi analyysinäyte, josta liuotetaan suolahapolla karbonaatteihin sitoutunut hiili pois, minkä jälkeen määritetään jäännöksen hiilipitoisuus (grafiittipitoisuus) hiilianalysaattorilla. Vähentämällä kokonaishiilipitoisuudesta jäännöshiilipitoisuus, saadaan määritettyä näytteen karbonaattisen hiilen pitoisuus. NP-arvo lasketaan seuraavan kaavan 5 avulla: NP = karbonaattipitoisuus (C carb ) % x 83,34 (5) (yksikkö: kg (CaCO 3 )/t) 4 Kittilän kaivoksen sivukivitutkimukset 4.1 Peruskarakterisointitutkimukset Kittilän kaivoksen sivukivitutkimukset alkoivat emoyhtiön toimesta kesällä Tutkimuksissa (125 sivukivinäytettä) keskityttiin Suurikuusikon avolouhoksen sivukivien eri kivilajeihin, niiden haponmuodostuspotentiaalin, haitta-aineiden mahdolliseen liukenemiseen ja kivien läjitystekniikkaan. Tutkimuksista valmistui kattava raportti (A-M Dagenais: Geochemical characterisation and leaching potential evaluation of waste rock samples, Suurikuusikko project). Raportin perusteella sivukivien tutkimuksia päätettiin jatkaa, jotta kivien luokittelutapaa voitaisiin tarkentaa ja tuloksiin liittyviä ilmiöitä paremmin ymmärtää. Kesällä 2007 teetettiin kattavat sivukivien peruskarakterisointitutkimukset Geologisen tutkimuskeskuksen Itä-Suomen yksikössä. Tutkimuksissa selvitettiin Suurikuusikon avolouhoksen sivukivinäytteiden (30 kpl) kemiallisia ja mineralogisia ominaisuuksia ja niiden perusteella arvioitiin kivien ympäristökelpoisuutta. Kivistä määritettiin niiden kemiallinen koostumus, kokonaisrikkipitoisuus sekä karbonaattinen ja ei-karbonaattinen hiilipitoisuus, minkä perusteella kiville voitiin määrittää niiden NP- ja AP-arvot. NP-arvo määritettiin myös NP-testillä, joka perustuu happo-emästitrausmenetelmään (Lawrence&Wang 1997). Viidelle näytteelle, joiden rinnakkaisnäytteet lähetettiin kosteuskammiotestiin, tehtiin lisäksi yksivaiheinen liukoisuustesti (SFS-EN ) ja NAG-testi. Mineralogisissa tutkimuksissa määritettiin mm. kivien eri karbonaattityypit. GTK jakoi sivukivet niiden kokonaisrikkipitoisuuden mukaan kahteen pääryhmään: sulfidipitoiset kivet, joiden rikkipitoisuus on 1 % sekä sulfidiköyhät kivet, joiden rikkipitoisuus on 0,5 %. (Sivukivissä oli vain yksi näyte, jossa rikkipitoisuus oli välillä 0,5-1 % ja ko. näyte luokiteltiin sulfidipitoiseksi.) Sulfidipitoiset kivet ovat GTK:n mukaan happoa muodostavia, lukuun ottamatta kalsiitti- ja dolomiittipitoisia kiviä. Sulfidipitoisiin kiviin liittyy myös haitta-aineiden liukenemisen riski. Jaottelu ei mene

10 ENV (20) täysin Kittilän kaivoksella tyypitettyjen kivilajien (9 kpl) mukaan, vaan osa kivilajeista jakautuu kahteen pääryhmään. Tutkimusraportti on liitteenä A. 4.2 Kosteuskammiotestit Kittilän kaivos lähetti viisi sivukivinäytettä kosteuskammiotesteihin kesällä Kosteuskammiotesti (Standard test method for accelerated weathering of solid materials using a modified humidity cell, ASTM-D ) on kehitetty erityisesti kaivosteollisuuden jätteille. Sen testiolosuhteissa kiihdytetään materiaalin luonnollista rapautumista vesihuuhteluiden ja ilmankosketuksen avulla. Syntyvä rapautunut aines kerätään ja analysoidaan. Testissä selviää, onko ulosvirtaava huuhteluvesi hapanta, alkaalista vai neutraalia ja kauanko mahdollisen happaman valumaveden syntyyn kuluu aikaa. Lisäksi selviää sisältääkö huuhteluvesi liuenneita haitta-aineita (kuten raskasmetalleja) ja kuinka liukenemisnopeus kehittyy testin aikana. Kosteuskammiotestit aloitettiin ALS Laboratory Group:n Kanadan toimipisteessä kesäkuussa Testeillä halutaan tarkastella Kittilän kaivoksen kivien osalta erityisesti kiven hiertyneisyyden vaikutusta arseenin liukenemiseen sekä metallien liukenemista hiertymättömästä kivestä silloin, kun kiven metallipitoisuudet ovat erityisen korkeat. Lisäksi testataan sivukiven rapautumista, kun neutralointi- ja haponmuodostuspotentiaalien suhde (NP/AP) on välillä 2-4 sekä sulfidien rapautumista, kun pääkarbonaattimineraalina on hitaasti liukeneva ankeriitti. Testit kestivät 87 viikkoa eikä kosteuskammioselleissä ollut havaittavissa selvää sulfidirapautumista tai siihen liittyvää metallien liukenemista. 5 Sivukiven luokittelutapa Kittilän kaivoksella sivukivet jaetaan ympäristökelpoisiin OK -kiviin sekä läjitettäviin mahdollisesti happoa tuottaviin PWR -kiviin (Problematic Waste Rock). Jaottelu perustuu GTK:n tekemiin tutkimuksiin, sekä voimassa olevan ympäristöluvan lupamääräyksiin. Sulfidiköyhät sivukivet (rikkipitoisuus S 0,5 %) eivät ole happoa muodostavia. Hyvän neutralointipotentiaalin vuoksi ne eivät sisällä myöskään metallien liukoisuusriskiä. Nämä kivet luokitellaan OK -kiveksi. Ne ovat ympäristökelpoisia kiviä ja soveltuvat maarakennukseen, mikäli ne täyttävät käyttökohteessa vaadittavat tekniset ominaisuudet. Lisäksi karbonaattia sisältävät kivet (kalsiitti-, dolomiitti- ja ankeriittipitoiset) soveltuvat sivukivien läjityksessä happoa muodostavien sivukivien neutralointiin.

11 ENV (20) Sulfidipitoisiin kiviin (S > 0,5 %) liittyy haponmuodostuksen riski. Kivissä esiintyvät metallit (erityisesti arseeni, nikkeli ja antimoni) voivat liueta sulfidien hapettuessa ja siten happoa muodostavat kivet omaavat pitkällä aikavälillä myös haitta-aineiden liukoisuusriskin. Nämä kivet luokitellaan PWR -kiviksi ja ne läjitetään Suurikuusikon sivukiven läjitysalueelle ympäristöluvan lupamääräyksien mukaisesti. Sulfidipitoiset, mutta neutralointipotentiaalia omaavat kalsiitti- ja dolomiittipitoiset sivukivet ovat happoa muodostamattomia ja niihin ei liity haitta-aineiden liukoisuusriskiä. Arviointi tehdään kiven neutralointi- ja haponmuodostuspotentiaalien välisellä suhteella siten, että NP/AP ollessa alle 3, kivi luokitellaan PWR -kiveksi ja vastaavasti NP/AP ollessa > 3, kivi luokitellaan OK -kiveksi. Sivukiven NP- ja AP arvot lasketaan kappaleessa 3.2 ja 3.3 mainittujen laskentamenetelmien avulla. Lisäksi sivukiven luokitukseen vaikuttaa kiven rakenne siten, että kiven ollessa voimakkaasti hiertynyt, se luokitellaan PWR -kiveksi. Hiertynyt kivi ei useinkaan sovellu maarakentamiseen sen heikkojen teknisten ominaisuuksien vuoksi. Näissä kivissä olevat, paikoin arseenipitoiset, sulfidit esiintyvät yleensä rakopinnoilla. Koska voimakkaasti hiertyneet kivet murenevat räjäytyksen ja läjityksen aikana hienorakeisemmaksi kuin muut sivukivityypit, niissä syntyy myös enemmän sulfidien hapettumisen mahdollistavaa reaktiopintaa. Näihin kiviin liittyy siis muita sivukiviä suurempi haitta-aineiden liukenemisen riski. Kuvaan 1 on havainnollistettu sivukiven luokittelussa käytettävä menettelytapa.

12 ENV (20) Kuva 1. Menettelytapa sivukiven luokituksessa. 6 Toimintatapamenettely 6.1 Geologinen mallinnus avolouhoksilla Suurikuusikon ja Rouravaaran avolouhosten sivukivet on mallinnettu 3Dmallinnukseen aikaisempien kairareikätietojen sekä alueen kallioperäkartoituksen perusteella. Sivukivet on jaettu louhintateknisistä syistä kolmeen eri alueeseen; Malmivyöhykkeen länsipuoleiseen (West-MML), malmivyöhykkeen itäpuoleiseen (East-MML) sekä malmivyöhykkeen välittömässä läheisyydessä olevaan sivukivialueeseen (AVS). Mallinnetut kivet on jaettu ei-happoa muodostaviin sivukiviin (OK -kivet) sekä mahdollisesti happoa muodostaviin kiviin (PWR -kivet) edellä mainittujen ehtojen mukaisesti. Sivukivien mallinnusta, erityisesti aktiivista louhinta-aluetta kartoitetaan ja päivitetään jatkuvasti kaivoksen geologien toimesta avolouhinnan aikana. Maanalaisen kaivoksen sivukivimäärät eri vuosina on arvioitu taulukossa 1.

13 ENV (20) Taulukko 1. Maanalaisen kaivoksen sivukivimäärät LOM 2016 suunnitelman mukaan. Sivukiven louhinta (Mt) PWR-kivi (Mt) OK-kivi (Mt) Louhostäyttöihin (Mt) Läjitykseen (Mt) YHTEENSÄ Muodostuvaa sivukiveä käytetään hyödyksi mm. allasrakentamiseen kulloisenkin rakennustilanteen sekä ympäristölupaehtojen mukaan. Hyötykäytettävä sivukivi vähentää läjitykseen menevän kiven määrää. Hyötykäytettävän sivukiven kohteet ja määrät raportoidaan vuosittaisen ympäristöraportoinnin yhteydessä. 6.2 Geologinen mallinnus maanalaisessa kaivoksessa Maanalaisen kaivoksen sivukivet on luokiteltu ja jaettu ei-happoa muodostaviin sivukiviin (OK -kivet) sekä mahdollisesti happoa muodostaviin kiviin (PWR -kivet) kairareikätietojen sekä alueen kallioperäkartoituksen perusteella, edellä mainittujen ehtojen mukaisesti. Sivukivien luokittelua, erityisesti aktiivista louhinta-aluetta päivitetään jatkuvasti kaivoksen geologien toimesta louhinnan ja timanttikairausten edetessä.

14 ENV (20) 6.3 Louhinta ja louhintanäytteet avolouhoksilla Louhinnan aikana geologi tarkistaa silmämääräisesti sivukiven kivilajin, rikkipitoisuuden ja karbonaattien olemassaolon kappaleessa 5 mainittujen ehtojen mukaisesti ja vertaa sitä alueelta olevaan ennakkotietoon (= kairasydämistä tehdyt ennakkomallinnukset ja -analyysit). Tämän jälkeen geologi määrittelee kiven joko OK -kiveksi tai PWR -kiveksi. Tarpeen vaatiessa geologi ottaa sivukivestä lisänäytteitä ja niistä analysoidaan vähintään rikin ja karbonaattisen hiilen pitoisuudet. Analysointi suoritetaan kaivoksen omassa laboratoriossa. Mikäli kiven luokittelusta on epävarmuutta, kivi tulee luokitella ongelmalliseksi kiveksi. 0,5 % rikkipitoisuuden alaraja sivukivissä vastaa sulfidien määränä laskettuna noin 1 % sulfideja, mikä on louheesta tehtävän silmämääräisen havainnoinnin alaraja. Neutralointipotentiaali arvioidaan havaittujen karbonaattimineraalien määrän perusteella. Geologilla on myös käytössä geologinen mallinnus ja siihen liittyvät ennakkotiedot louhinta-alueesta. Havainnot siirretään sivukivenhallintatietokantaan ja niitä verrataan ennakkonäytteisiin ja myöhemmin saataviin aumoista otettavien näytteiden analyysituloksiin. Louhinnan edetessä verrataan koko ajan visuaalisia havaintoja analyysituloksiin ja ongelmatapauksissa parannetaan havaintojen oikeellisuutta esimerkiksi lisänäytteenotolla tai -tutkimuksilla. Kesän 2007 aikana GTK:lla teetetyillä liukoisuustesteillä (ravistelutesti SFS-EN ja NAG-testi) haluttiin tutkia, voisivatko testit toimia kaivoksella nopeana laadunvarmistustestinä päättelemään haponmuodostuspotentiaalia ja haitta-aineiden liukenemista kivestä. Testitulokset eivät kuitenkaan GTK:n mukaan antaneet luotettavaa kuvaa pitkällä aikavälillä tapahtuvasta sulfidien rapautumisesta ja liukenevien puolimetallien ja metallien määristä. Ravistelutestin tulokset heijastavat lähinnä alkuaineiden irtoamista jauhatuksessa rikkoutuneiden mineraalikiteiden pinnoilta ja NAG-testissä ei käynnisty vastaavanlaista sulfidihapettumista kuin luonnon läjitysolosuhteissa. 6.4 Louhinta ja louhintanäytteet maanalaisessa kaivoksessa Ennen louhintaa ja sen aikana geologi tarkistaa sivukiven kivilajin ja rikki- ja muut alkuainepitoisuudet kappaleessa 5 mainittujen ehtojen mukaisesti ja vertaa sitä alueelta olevaan ennakkotietoon (= kairasydämistä tehdyt ennakkomallinnukset ja - analyysit) ja tunnelin etenemään (perän todellinen sijainti). Tämän jälkeen geologi määrittelee kiven joko OK -kiveksi tai PWR -kiveksi. Mikäli kiven luokittelusta on epävarmuutta, kivi tulee luokitella ongelmalliseksi kiveksi. Sivukivinäytteet otetaan sivukivialueelle ajetusta materiaalista. Näytteenotto keskittyy niille alueille, joihin uutta materiaalia on ajettu.

15 ENV (20) 6.5 Suurikuusikon sivukiven läjitysalue Suurikuusikon ja Rouravaaran avolouhoksista tulleet sivukivet läjitettiin Suurikuusikon sivukiven läjitysalueelle. Myös maanalaisen kaivoksen louhintatöistä muodostuvat sivukivet läjitetään Suurikuusikon sivukiven läjitysalueelle, jonka kokonaislaajuus on noin 72 ha ja tilavuus noin 21 Mm 3. Läjitysalueelle sijoitetaan myös matalapitoisen malmin välivarasto (Low grade pad). Läjitysalueen sijainti kaivosalueella on havainnollistettu liitteenä B. Suurikuusikon läjitysalueen rakentaminen alkoi lokakuussa Alueen rakentaminen ja läjityksen suoritustapa perustuvat toimintaohjeeseen Toimintaohje sivukiven läjitykseen, päivitys Toimintaohje on liitteenä C. Läjitysalueen pohjakerros on tehty neutralointikapasiteettia omaavasta OK -kivestä siten, että tuleva ongelmallisen sivukiven täyttötaso on viisi metriä pohjavedenpinnan yläpuolella ympäristöluvan lupaehtojen mukaisesti. Alueen pohjakerros on rakennettu useammassa vaiheessa siten, että vaihe 1 sijoittui Korkeakuusikon alueelle pääosin kovalle maalle, jolloin saatiin nopeimmin kasvatettua varastoalueen pinta-alaa. Vaihe 1 on valmistunut helmikuussa Maaliskuussa 2008 alkoi läjitysalueen pohjan laajennus sekä etelään että pohjoiseen vastaamaan koko 72 ha läjitysalueen pohjakerroksen rakentamista. Pohjan laajennus valmistui vuoden 2010 aikana. Ongelmallisen sivukiven läjitys Suurikuusikon läjitysalueen alkoi keväällä 2008 ja jatkuu vuoteen 2029 saakka, jonka jälkeen läjitysalueella sijaitsevaa sivukiveä tullaan hyödyntämään louhostäytöissä. 6.6 Aumajako ja aumanäytteet Sivukiven läjityksen seurantaa varten Suurikuusikon läjitysalue on jaettu säännöllisen kokoisiin osa-alueisiin, joita seuraavassa kutsutaan aumoiksi. Aumajakoa noudatetaan läjitettäessä täyttöön sivukiveä sekä myöhemmin peitettäessä läjitysaluetta neutraloivalla OK -kivellä. Auman koko on N-S suunnassa 200 m ja E-W suunnassa 50 metriä. Läjitettävän sivukiven täyttö pyritään tekemään noin 10 m paksuina kerroksina, mikä määrittää auman keskimääräisen korkeuden. Aumoja tulee sivukivialueelle korkeintaan 4 kerrosta. Sivukivialueen täyttöön läjitetään mahdollisesti myös OK -kiviä. Tällaiset läjitettävät OK -kivet eivät esimerkiksi kelpaa maarakennukseen niiden teknisten ominaisuuksien vuoksi tai niille muutoin ei ole osoittaa hyötykäyttökohdetta. Mahdollisesti happoa tuottavat sulfidipitoiset PWR -kivet ja happoa

16 ENV (20) muodostamattomat OK -kivet erotellaan läjityksessä toisistaan siten, että ne läjitetään eri aumoihin. Jokaisella aumalla on yksiselitteinen nimi, jonka perusteella se on tunnistettavissa ja jota käytetään sitä koskevia tietoja tallennettaessa. Nimeäminen perustuu auman sijaintiin läjitysalueella sekä siihen, läjitetäänkö aumaan PWR -kiveä vai OK -kiveä. Aumaläjitys on havainnollistettu liitteenä D. Läjitettävän sivukiven auman katsotaan olevan täynnä, kun sen läjityspenkereen alareuna on aumajaon mukaisilla rajoilla ja läjityskorkeus on noin kymmenen metriä. Kaivosmittaus mittaa valmiiden aumojen kolmiulotteiset rajat ja tallettaa ne omaan tietojärjestelmäänsä. Myös OK -kivestä rakennettava läjitysalueen pohjakerros jaettiin vastaavanlaisiin aumoihin. Pohja-alan jako 50mx200m kokoisiin alueisiin tehtiin kuitenkin vasta pohjakerroksen rakentamisen jälkeen. 6.7 Sivukiven hyötykäyttö Muodostuvaa sivukiveä käytetään hyödyksi mm. allasrakentamiseen kulloisenkin rakennustilanteen sekä ympäristölupaehtojen mukaan. Hyötykäytettävä sivukivi vähentää läjitykseen menevän kiven määrää. Hyötykäytettävän sivukiven kohteet ja määrät raportoidaan vuosittaisen ympäristöraportoinnin yhteydessä. 6.8 Dokumentointi Avolouhoksella jokaisesta sivukivikuormasta talletettiin tuotannonseurantaa varten laadittuun tietokantaan tieto siitä, mistä räjäytyskentästä kuorma on lastattu (kaatonumero) ja mihin aumaan se on läjitetty. Avolouhoksen käyttöinsinööri vastasi tuotantotietokannan ylläpitämisestä. Kaivosmittaus puolestaan mittasi kaikkien räjäytyskenttien kolmiulotteiset rajat avolouhoksissa ja talletti ne omaan tietojärjestelmäänsä. Maanalaisessa kaivoksessa jokaisesta sivukiven lastauskohteesta talletetaan tuotannonseurantajärjestelmään tieto siitä, mistä kuorma on lastattu (perän nimi) ja mihin se on läjitetty. Kaivososaston organisaatio vastaa tuotannonseurantajärjestelmän ylläpitämisestä. Kaivosmittaus mittaa louhittujen tunneleiden rajat maanalaisessa kaivoksessa ja tallettaa ne omaan tietojärjestelmäänsä. Tuotantotietokanta on yhdistetty geologien ylläpitämään sivukivenhallinta - tietokantaan, jonka ylläpitämisestä vastaa kaivoksen päägeologi. Sivukivenhallinta - tietokannan avulla voidaan lopulta yhdistää jokainen auma sitä vastaaviin louhintavaiheen kaatoihin tai maanalaisen kaivoksen katkoihin sekä aumassa olevat kivet niiden alkuperäiseen sijaintiin avolouhoksessa tai maanalaisessa kaivoksessa.

17 ENV (20) Samalla tavalla voidaan määrittää jokaisen auman keskimääräiset rikin ja karbonaattisen hiilen pitoisuudet sekä muut kairasydämistä tai kaato- tai sivukivinäytteistä analysoidut parametrit. 6.9 Aumojen peittäminen neutraloivalla kivellä Sivukivenhallinta -tietokannan avulla jokaiselle täyttöön tulleelle aumalle lasketaan sen keskimääräinen neutralointipotentiaali ja haponmuodostuspotentiaali. Pohjakerrokseen läjitetyn OK -kiven NP -arvo määritetään valmiista pohjakerroksesta otettavien kertanäytteiden avulla. Kun sivukiven läjitys sivukivitäyttöön loppuu, koko läjitysalue jaetaan neljään osaan siten, että yhdessä osassa on keskimäärin 18 vierekkäistä täyttöön tullutta aumaa. Jokaiselle aumaryhmälle lasketaan (kaikki aumakerrokset mukaan lukien) keskimääräinen AP-arvo. Tämän jälkeen saadusta AP-arvosta vähennetään tämän aumaryhmän keskimääräinen NP-arvo, jolloin saadaan laskettua nettohaponmuodostuspotentiaali eli mahdolliseen haponmuodostukseen tarvittava neutraloiva karbonaattimäärä (kg CaCO3/t) (kaava 6). Aumaryhmän päälle sijoitetaan neutraloivaa OK- sivukiveä niin paljon, että sekä alle että päälle sijoitetun OK -kiven neutralointipotentiaali on laskennallisesti riittävä neutraloimaan aumaryhmään läjitetyn sivukiven mahdollisesti muodostuva happo, kaavan 7 mukaisesti. AP täyttö NP AP (6) täyttö netto NP ylä alapuoli AP netto 1 (7) Päälle ja alle läjitettävän neutraloivan sivukiven aumoista ei tarvitse laskea haponmuodostuspotentiaalia (AP), sillä OK -kivet eivät sisällä sulfideja (< 0,5 %). Sivukivialue maisemoidaan neutraloivan sivukiven läjityksen jälkeen. Sivukiven maisemoinnin yleissuunnitelma on laadittu , mitä on päivitetty

18 ENV (20) 7 Suoto- ja valumavesien tarkkailu Mahdollisesti happoa tuottavan sivukivikasan täytön sisäistä vettä, eli suotovettä, tarkkaillaan lysimetrin avulla. Lysimetriin kuuluu laakea keräilyallas, johon vesi kerääntyy. Keräilyaltaasta johdetaan putki sivukivikasan ulkopuolella sijaitsevaan näytteenottokaivoon, josta vesinäyte saadaan pumppaamalla. Periaatekuva lysimetristä on esitetty liitteessä E ja valokuvia ensimmäisen lysimetrin asennuksesta liitteessä F. Lysimetrin allas on sijoitettu sivukivitäytön alapuolelle neutraloivan pohjakivikerroksen päälle ja allas täytetty läjitettävällä sivukivellä. Keräilyallas on pinta-alaltaan 8x15 m 2 ja syvyydeltään 25 cm, joten mahdolliseksi vesitilavuudeksi jää noin 10 m 3. Mahdolliset ylimääräiset suotovedet valuvat keräysaltaan reunojen yli. Keräilyaltaan pohja on tehty bitumikermistä. Ennen näytteenottoa näytteenottokaivosta pumpataan siellä olevat vedet pois ja odotetaan, että keräilykaivoon tulee uutta suotovettä, josta varsinainen vesinäyte otetaan. Vesinäytteistä analysoidaan taulukon 2 mukaiset parametrit. Vesinäyte otetaan kaksi kertaa vuodessa. Näytteet otetaan kaivoksen henkilökunnan toimesta. Näytteenottajalla tulee olla tehtävään vesinäytteenoton sertifikaatti. Määritykset tehdään SFS-standardien mukaisesti ja/tai akkreditoinnissa hyväksyttyjen tai muutoin valvovan viranomaisen hyväksymien menetelmien mukaisesti. Taulukko 2. Sivukivialueen täytön sisäisestä vedestä tehtävät analyysit. Parametri Yksikkö ph Lämpötila C Sähkönjohtavuus ms/m Kiintoaine mg/l Kokonaistyppi N TOT mg/l Nitraatti- ja nitriittityppi NO 2,3 -N mg/l Ammoniumtyppi NH 4 -N mg/l Sulfaatti (SO 2-4 ) mg/l Kloridi (Cl-) mg/l Antimoni (Sb) ug/l Arseeni (As) ug/l Kupari (Cu) ug/l Nikkeli (Ni) ug/l Rauta (Fe) ug/l Sinkki (Zn) ug/l

19 ENV (20) Suurikuusikon sivukiven läjitysalueelle on kaksi lysimetriä. Lysimetrien sijainnit on esitetty liitteessä B. Valumavesien tarkkailua ja käsittelyä varten alueen ympärille on rakennettu ympärysoja, johon valuma-, sade- ja sulamisvedet kerääntyvät. Vedet johdetaan alueen viereisen tasausaltaan kautta tarvittaessa käsiteltäväksi prosessivesien käsittelyjärjestelmään. Prosessivesiä tarkkaillaan kaivoksen tuotantovaiheen tarkkailuohjelman mukaisesti. 8 Yhteenveto Kittilän sivukivien ympäristöriski liittyy läjityskasassa tapahtuvaan kivien sisältämien sulfidien rapautumiseen (hapon muodostus) sekä rapautumisen yhteydessä tapahtuvaan haitta-aineiden liukenemiseen kivestä. Hapon muodostuksen todennäköisyyttä arvioidaan vertaamalla sivukiven neutralointipotentiaalia (NP) sekä haponmuodostuspotentiaalia (AP) keskenään. NP- ja AP -arvojen määritys perustuu sivukiven karbonaattista hiiltä ja rikkiä sisältävien mineraalien tunnistamiseen sekä näiden pitoisuuksien määrittämiseen. Kittilän kaivoksen sivukivet jaetaan ympäristökelpoisiin OK kiviin sekä läjitettäviin ongelmallisiin PRW kiviin. Alle tai tasan 0,5 % rikkiä sisältävät sivukivet luokitellaan OK -kiveksi. Kun kiven rikkipitoisuus on yli 0,5 %, sen neutralointi- ja haponmuodostuspotentiaalin suhde (NP/AP) on vähintään 3, kivi luokitellaan myös OK kiveksi. Kun rikkipitoisuus on yli 0,5 % ja NP/AP -suhde on alle 3, kivi luokitellaan PWR kiveksi. Myös voimakkaasti hiertynyt sivukivi luokitellaan PWR kiveksi. PWR kivet läjitetään voimassa olevan ympäristöluvan lupamääräysten mukaisesti. Sivukiven etukäteisluokittelu tehdään ennakkoon saatujen kairareikänäytteiden perusteella. Louhintavaiheessa geologi tarkistaa silmämääräisesti kiven hiertyneisyyden, siinä olevien sulfidien määrän sekä arvioi kiven neutralointipotentiaalin karbonaattimineraalien määrän perusteella. 0,5 % rikkipitoisuuden alaraja sivukivissä vastaa sulfidien määränä laskettuna noin 1 % sulfideja, mikä on myös louheesta tehtävän silmämääräisen havainnoinnin alaraja. Jos kiven luokittelussa on epävarmuutta, kivi luokitellaan PWR kiveksi. Sivukiviin liittyviä analyysituloksia sekä luokitteluja ylläpidetään erillisessä sivukivienhallintatietokannassa, jonka avulla päivitetään geologista mallinnusta koko louhintaalueesta. Sivukivet läjitetään Suurikuusikon sivukivialueille. Pohjakerrokseen, varsinaiseen täyttöön sekä täytön päälle tulevien kivien läjityksessä sovelletaan systemaattista aumatekniikkaa. Jokaiselle aumalle määritetään sen keskimääräinen NP- arvo ja lisäksi täyttöön tulevalle sivukiviaumalle vielä sen AP-arvo. Aumatekniikan avulla

20 ENV (20) aumat voidaan yhdistää sivukivien tietokantaan ja edelleen aumassa oleva kivi sen alkuperäiseen sijaintiin kallioperässä. Aumojen yläpuolelle sijoitetaan neutraloivaa OK sivukiveä niin paljon, että se on yhdessä pohjarakenteeseen sijoitetun OK -kiven kanssa laskennallisesti riittävä neutraloimaan aumassa mahdollisesti syntyvä happo. Laskentaa varten Suurikuusikon sivukiven läjitysalue on jaettu neljään osaan. Sivukivitäytön sisäistä vettä tarkkaillaan lysimetrin avulla. Lysimetri koostuu happoa muodostavan kiven alle sijoitettavasta keräilyaltaasta, josta johdetaan putki täytön ulkopuoliseen näytteenottokaivoon. Suurikuusikon sivukivialueelle on kaksi lysimetriä. Läjitysalueen ympärille on rakennettu oja, minä avulla kerätään alueelta tulevat valunta-, sade- ja sulamisvedet, jotka tarvittaessa johdetaan prosessivesien käsittelyjärjestelmään.