1 MITTALAITTEIDEN ROOLI HAASTAVIEN KAIVOSYMPÄRISTÖJEN MONITOROINNISSA Oulun yliopisto CEMIS-Oulu Jarkko Räty Tutkimuspäällikkö, FT Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty/tutkimuspäällikkö
2 SISÄLTÖ Esittely- CEMIS ja CEMIS-Oulu Tarpeita ympäristömittauksissa Tutkimushankkeet paljon esimerkkejä Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
CEMIS - CENTRE FOR MEASUREMENT AND INFORMATION SYSTEMS 3 CEMIS (Centre for Measurement and Information Systems) on Oulun ja Jyväskylän yliopistojen, Kajaanin ammattikorkeakoulun, Mittatekniikan keskus MIKES:in ja VTT:n yhteinen mittaus- ja tietojärjestelmiin erikoistunut sopimuspohjainen tutkimus- ja koulutuskeskus Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
CEMIS - CENTRE FOR MEASUREMENT AND INFORMATION SYSTEMS 4 Keskittyy valtakunnallisesti ja alueellisesti tärkeiden sovellusalojen, kuten kaivannaisteollisuuden, uusiutuvan kemiallisen ja mekaanisen metsäteollisuuden, ajoneuvojen tietojärjestelmien, liikunta- ja hyvinvointialan sekä peli- ja simulaatioteknologian mittaus- ja tietojärjestelmäosaamisen kehittämiseen. 110 mittaus- ja tietojärjestelmien asiantuntijaa. Keskuksen vuosirahoitus on noin 10 milj. vuodessa Visiomme on olla vuoteen 2015 mennessä Suomen johtava mittaus- ja tietojärjestelmiin erikoistunut tutkimus- ja koulutuskeskus. Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
OULUN YLIOPISTO MITTAUSTEKNIIKAN YKSIKKÖ CEMIS-OULU 5 Tutkimusalat Analyyttinen kemia/bioanalytiikka Kuvantavat mittaukset Optinen spektroskopia Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
OULUN YLIOPISTO MITTAUSTEKNIIKAN YKSIKKÖ CEMIS-OULU 6 55 asiantuntijan organisaatio Kajaanissa ja Sotkamossa Yksikkö tuottaa ja tarjoaa kansainvälisesti korkeatasoista soveltavan tutkimuksen osaamista optisen spektroskopian, kuvantavien mittausten, analyyttisen kemian ja bioanalytiikan alalla Budjetti 4.5 Meur Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
OULU MINING SCHOOL 7 Mining School (OMS) on vuonna 2007 Oulun yliopistossa toimintansa aloittanut vuorialan koulutus- ja tutkimusverkosto. Oulun yliopiston Oulu Mining Schoolin johtajaksi ja tutkimusprofessoriksi on nimitetty tekniikan tohtori Kari Knuutila. Hän toimii Outotec Oy:n teknologiajohtajana ja hoitaa Oulu Mining Schoolin johtajan tehtävää oman toimensa ohessa. Osana Suomen Vuoriklusteria Oulu Mining School on myös vahvasti mukana rakentamassa alan tutkimuskoordinaatiota Kansainvälisesti korkeatasoisena, tiedekuntien ja tutkimuslaitosten rajat ylittävänä verkostona Oulu Mining School vastaa vuorialalle erikoistuneiden geologien ja diplomi-insinöörien peruskoulutuksesta ja alan täydennyskoulutuksesta CEMIS-Oulun johtaja Vesa Virtanen on myös nimetty OMS ohjausryhmään TIEDEKUNTA TIEDEKUNTA / osasto osasto osaston osasto / Etuniminen Sukuniminen-Sukuniminen
TARVE 8 Ympäristönsuojelulaki (YSL) 5 Prosessien toimivuus ja päästöjen tarkkailu Vesien hallinta Ydintoimintaan keskittyminen Kustannusten hallinta Sosiaalinen tarve Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Rätyv
GLOBAALIT AJURIT 9 Ilmastonmuutos? Veden/jäteveden hinta ja saatavuus Kaivosten vesien hallinta Kiristyvät päästövaatimukset Kaivostoiminnan kasvu Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
HYÖDYT 10 Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
HAASTEET 11 Huolto Nopeus Toimintavarmuus Tarkkuus Käyttäjän tarpeet Helppokäyttöisyys Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
SUOMI 12 Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
SUOMI 13 Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
ESIMERKKI 14 EHP-Tekniikka Oy on veden laadun, virtaaman ja sään mittaamiseen erikoistunut ympäristöteknologian yritys Ratkaisut soveltuvat yrityksille ja julkisille organisaatiolle, joilla on tarvetta mitata "taivasalla" ulkoolosuhteissa erilaisia ympäristöseurantaan ja/tai prosessiseurantaan liittyviä muuttujia. Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
ESIMERKKI - RAUTAKAIVOKSEN KUORMITUSMITTAUS VENÄJÄLLÄ Kaivoksen ympäristökuormitusta (virtaama, NO2+NO3-N, NH4-N ja Kalium) mitataan jatkuvatoimisesti vuoden ympäri Mittauskohteeseen noin 25 km ajo erittäin huonoa tietä pitkin vei aikaisemmin paljon työaikaa Aikaisemmin mittaukset tehtiin manuaalisesti (virtaama päivittäin, veden laatu kuukausittain) Nyt kaivoksen kuormitus huomattavasti paremmin selvillä ja työaikaa säästyy => kaivosyhtiö ja viranomaiset tyytyväisiä 15 Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
RIKIN YHDISTEET KAIVOSTOIMINNASSA YMPÄRISTÖVAIKUTUSTEN ARVIOINTI, MITTAUS JA MONITOROINTI - SULKA 16 Rikkiyhdisteiden mittaukseen ja käsittelyyn liittyvän osaamisen merkittävä paraneminen 1.7.2012 30.6.2014 Uutta tietoa rikkiyhdisteiden ympäristövaikutuksista Uusia menetelmiä: rikkiyhdisteiden mittaamiseen monitorointiin ympäristöpäästöjen minimoimiseen
SULKA - PARTNERIT 17 TUTKIMUSLAITOKSET: Oulu Mining School, SkyPro Oulu Oulun yliopisto, Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto, Lämpö- ja diffuusiotekniikan laboratorio Oulun yliopisto, CEMIS-Oulu, Analyyttinen kemia ja bioanalytiikka Oulun yliopisto, Kokkolan yliopistokeskus Chydenius Geologian tutkimuskeskus, Pohjois-Suomen yksikkö, Rovaniemi Lapin ammattikorkeakoulu YRITYKSET: Agnico Eagle, Kittilä, Endomines Oy, Kemira Oyj, Outotec Oyj PAC-Solution, Sotkamo Silver Oy, Talvivaara Ympäristö- ja energia innovaatiokeskittymä, CEE BUDJETTI: 1.8 M
SULKA TP3: RIKKIPITOISTEN YHDISTEIDEN MITTAUSMENETELMIEN KEHITTÄMINEN VESINÄYTTEILLE 18 Toteuttaja: Oulun yliopisto, Kajaanin yliopistokeskus, CEMIS-Oulu, Analyyttinen kemia ja bioanalytiikka Analyytit: sulfaatti, sulfiitti ja sulfidi Menetelmät: Kapillaarielektroforeesi (CE) Sähkökemiallinen sensori
MEAN - ELOHOPEAVAPAA AUTOMAATTINEN ONLINE METALLIANALYSAATTORI 19 Luoda edellytyksiä onlinemetallimittauslaitteen ympärille kehitettävän liiketoiminnan syntymiselle. Kaupallistamiseen tähtäävien toimenpiteiden vievät tutkimusideaa kohti asetettua päämäärää eli kaupallista tuotetta TEKES TUTLi -rahoitteinen hanke Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
NICK 20 NICK - Novel methods for online monitoring environmentally critical substances (primarily nickel) in process and waste water streams Hankkeen tavoitteena on kehittää uusia on-line/on-site menetelmiä ja laitteita pienten nikkelipitoisuuksien seurantaan kaivannaisteollisuudessa. Hanke tehdään yritysten ja tutkimuslaitosten yhteistyönä (Oulun Yliopisto, Tampereen teknillinen yliopisto, VTT ja MIKES) Rahoittaja TEKES Green mining-ohjelma. Mukana useita yrityksiä Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
RACE 21 Rapid and Cost-Effective methods for Detection of Environmentally Harmful Compounds from Waste Waters Tavoitteena on kehittää jatkuvatoimisia mittauslaitteistoja vesien seurantaan. Menetelmät pohjautuvat biosensoriteknologiaan ja suorien optisten menetelmien käyttöön. Innovatiivisten menetelmien hyöty perustuu niiden nopeuteen, spesifisyyteen sekä mittausten ja laitteistojen kustannustehokkuuteen. Sovellusalat:, kemianteollisuus, paperi- ja selluteollisuus, kaivannaisteollisuus Kustannusarvio on 630 000 euroa. Rahoittaja TEKES (kansallisesti kilpailtu rahoitus) VESI-ohjelma Mukana yrityksiä; Metso Automation, CABB, Ekokem, Stora-Enso EHP-Tekniikka, Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
RACE 22 Reaaliaikainen laitteisto prosessinesteiden ominaisuuksien ja prosessin tilan seurantaan. On-line mittaus nestemäisille näytteille. 1-5 erilaista optista mittausta Fluoresenssi Heijastus (taitekerroin) Läpäisy Sironta Mahdollisuus lisätä mittauspaikkoja
RACE 23 RACE - Tavoitteena myös biosensori teknologiaan perustuvia ratkaisuja ympäristöestrogeenien ja toksisten vierasaineiden nopeaan ja kustannustehokkaaseen mittaamiseen teollisuuden vesifraktioista ja kunnallisten jätevesipuhdistamojen vesistä.
CEMIS KEHITTÄMISOHJELMA 24 Optisen mittauksen toimintavarmuus: sensorin likaantuminen Jatkuvatoimisissa nesteiden prosessimittauksissa optisten pintojen likaantuminen ongelma, koska se vaikuttaa optisten mittausten tarkkuuteen. Cemis-Oulussa on tehty aiemmin tutkimusta optisten pintojen likaantumisesta. Nyt: Cemis-ohjelmassa (2013-2014) käynnissä työpaketti, missä haetaan ratkaisuja optisten mittalaitteiden toimintavarmuuden parantamiseksi. selvitetty olemassa olevia ratkaisuja optisten mittalaitteiden likaantumisen hallintaan. testataan menetelmiä likaantumisen havaitsemiseen Mittaustekniikan yksikkö CEMIS-Oulu /Jarkko Räty
RAIKU (1.8.2013 30.4.2014) 25
RAIKU 26
MINEFILTR 27 Lisää uutta tietotaitoa mittaustekniikasta vedenpoistoon kaivannaisteollisuuden materiaalivirroissa Saavutettavia etuja on veden ja energian kulutuksen pieneneminen prosesseissa
MINEFILTR 28 Hanke koostuu erityöpaketeista jotka liittyvät vedenpoisto prosessin mittaamiseen ja mallintamiseen, kiintoaineksen ominaisuuksien karakterisointiin ja optisten parametrien mittaamiseen vedenpoistoon liittyvissä prosesseissa. Hankkeen kesto 1.3.2013-30.6.2014 Tehdään Oulun yliopiston ja Kajaanin ammattikorkeakoulun yhteistyönä
MINERAALIAGGLOMERAATIN RAKENNE 29 Sovellettiin µct-kuvausta mineraalipartikkeleiden liimautumisrakenteen tutkimiseen Agglomeraattipalleron rakenne vaikuttaa merkittävästi prosessin toimintaan Tomografinen kuvaus tuottaa tarkat leikekuvat palleron koko tilavuudesta Menetelmä soveltuu myös tuotannon aikana tapahtuvaan at-line -monitorointiin
PALVELUKONSEPTIN LUOMINEN BAKTEERIEN TUNNISTAMISEEN TEOLLISUUSPROSESSIEN OPTIMOINNIN KEHITTÄMISEKSI 30 BAKOTUS Kesto: 1.10.2013 31.3.2015 Budjetti: n. 400 000 Yritykumppanit: St1, Talvivaaran Kaivososakeyhtiö Oyj, Stora Enso Oyj, Prometec Solutions Oyj, Osuuskunta Ärmätti
31 BAKOTUS Tavoite: Palvelukonsepti bakteeriprofiilin nopeaan määrittämiseen teollisuuden prosessinäytteistä -> teollisuusprosessien tehokkaampi hallinta -> kustannustehokaampi prosessi
32 TIEDEKUNTA TIEDEKUNTA / osasto osasto osaston osasto / Etuniminen Sukuniminen-Sukuniminen
KIITOS! jarkko.raty@oulu.fi 33