Siilinjärven kaivoksen rikastushiekan hyödyntäminen pilaantuneen maaperän kunnostamisessa



Samankaltaiset tiedostot
Vanadiinin maaperäkemiaan liittyvä riskinarviointi

Maan happamuus ja kalkitus. Ravinnepiika, kevätinfo Helena Soinne

Vesa Kettunen Kehityspäällikkö Kemira Oyj, Municipal&Industrial. p

SODANKYLÄN KOITELAISENVOSIEN KROMI-PLATINAMALMIIN LIITTYVIEN ANORTOSIITTIEN KÄYTTÖMAHDOLLISUUDET

Liitetaulukko 1/11. Tutkittujen materiaalien kokonaispitoisuudet KOTIMAINEN MB-JÄTE <1MM SAKSAN MB- JÄTE <1MM POHJAKUONA <10MM

Kaivostoiminnan ympäristövaikutukset ja vesinäytteenotto

MUTKU-päivät Käytöstä poistettujen kaivannaisjätealueiden tutkiminen Kari Pyötsiä Tampere Kari Pyötsiä Pirkanmaan ELY-keskus

Mikä on kationinvaihtokapasiteetti? Iina Haikarainen ProAgria Etelä-Savo Ravinnepiian Kevätinfo

TESTAUSSELOSTE Talousvesitutkimus

Kipsi vähentää peltomaan

Kuusakoski Oy:n rengasrouheen kaatopaikkakelpoisuus.

KEHÄVALU OY Mattilanmäki 24 TAMPERE

Aijalan Cu, Zn, Pb-kaivoksen aiheuttama metallikuormitus vesistöön ja kuormituksen mahdollinen hallinta

JET-Power, ALU-Power ja D-Power HM-jyrsimet

PUOLUSTUSHALLINNON RAKENNUSLAITOS

FLUPA I, syksy 2009 RIKASTUS. Tehtävä 1.

Kalkituksen merkitys sokerijuurikkaalle. Sakari Malmilehto, SjT

Kemiallinen tasapaino 3: Puskuriliuokset Liukoisuustulo. Luento 8 CHEM-A1250

Nimi: Ratkaise tehtävät sivun alalaitaan. (paperi nro 1) 1. Valitse oikea toisen asteen yhtälön ratkaisukaava: (a) b ± b 4ac 2a. (b) b ± b 2 4ac 2a

Metallien määritys elintarvikkeista

Jätevesilietteen fosforin liukoisuus ja. (PRecover) Kari Ylivainio ja Eila Turtola. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 28.1.

Ravinnehuuhtoumat ja niiden ehkäiseminen. Helinä Hartikainen Elintarvike- ja ympäristötieteiden laitos Helsingin yliopisto

TESTAUSSELOSTE Talousvesitutkimus

MIKSI JÄRVI SAIRASTUU?

TESTAUSSELOSTE Talousvesitutkimus

Kiintoainemenetelmien käyttö turvemaiden alapuolella. Hannu Marttila

HIILIVOIMA JA HAPPAMAT SATEET

Typestä jää hyödyntämättä 30 %, kun ph on 6,2 sijasta 5,8

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2014

Kala-alan valvonnan koulutuspäivä Kalan kemialliset vaarat -mitä tulisi valvoa?

TURUN JÄTTEENPOLT- TOLAITOS SAVUKAASUJEN RASKASMETALLI- JA DIOKSIINIMITTAUKSET 2013

Kasvatuskokeet mädätysjäännös- ja kompostiseoksilla

KÄYTTÖTURVALLISUUSTIEDOTE asetuksen (EY) 1907/ ISO mukaan

17VV VV Veden lämpötila 14,2 12,7 14,2 13,9 C Esikäsittely, suodatus (0,45 µm) ok ok ok ok L. ph 7,1 6,9 7,1 7,1 RA2000¹ L

17VV VV 01021

Tavoite. Projektissa tutkitaan ja prosessoidaan mineraalivarantoja ja teollisuuden sekä voimalaitosten yhteydessä syntyviä sivuvirtoja ja poisteita.

PAMPALON KULTAKAIVOKSEN LASKEUMAMITTAUKSET Mittausaika: Hattuvaara, Ilomantsi

VILJAVUUSANALYYSIN TULKINTA JA MAANPARANNUSAINEIDEN VALINTA

KAIVOSTOIMINNAN YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET

Luonnon radionuklidien fraktiointi vaiheittaisten uuttojen avulla maaperä- ja sedimenttinäytteistä. Työraportti

Itämeren sedimentin ja rautamangaanisaostumien. hajottaa raakaöljyä ja naftaleenia. Suomen ympäristökeskus

MINERAALI- TUOTTEET Kierrätys ja Mineraalituotteet

KÄYTTÖTURVALLISUUSTIEDOTE asetuksen (EY) 1907/ ISO mukaan

Biohiili ja ravinteet

Ravinnerikkaat viljelykasvit kansanterveyden perustana

Pilaantunut maaperä ja sen kunnostustarve

METSÄTAIMITARHAPÄIVÄT 2016 KEKKILÄ PROFESSIONAL

!"## "$! % & $ $ " #$ " '( $&

Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset

1. KEMIKAALIN JA SEN VALMISTAJAN, MAAHANTUOJAN TAI MUUN TOIMINNANHARJOITTAJAN TUNNISTUSTIEDOT 1.1 Kemikaalin tunnistustiedot Kauppanimi Merkintäspray

Yhdyskuntalietteen käyttö

Tunnuskoodi EAN (1 L), (5 L), (10 L) EAN (1 L), (5 L)

Pellettien pienpolton haasteet TUOTEPÄÄLLIKKÖ HEIKKI ORAVAINEN VTT EXPERT SERVICES OY

Maanparannusaineiden hiilitasevaikutuksen mallinnus (MAHTAVA)

Viljan laatuhinnoittelu

Veden sisältämät epäpuhtaudet ja raakaveden esikäsittely Susanna Vähäsarja ÅF-Consult

AMPUMARATOJEN TULEVAISUUS SEMINAARI,

ERIKOISTAPAUKSET VEDEN KÄSITTELYYN SIVUTUOTTEISTA TEHDYILLÄ RAKEILLA,

KOHTA 1. AINEEN TAI SEOKSEN JA YHTIÖN TAI YRITYKSEN TUNNISTETIEDOT

KOHTA 1. AINEEN TAI SEOKSEN JA YHTIÖN TAI YRITYKSEN TUNNISTETIEDOT

Kaivannaisjätteiden hallintamenetelmät (KaiHaME)

Laboratoriopalvelut biolaitosasiakkaille. Biolaitosyhdistys ry Novalab Oy/Vera Martomaa

Humusvedet. Tummien vesien ekologiaa. Lauri Arvola. Helsingin yliopisto Lammin biologinen asema

KOHTA 1. AINEEN TAI SEOKSEN JA YHTIÖN TAI YRITYKSEN TUNNISTETIEDOT

Voimalaitoksen vesikemian yleiset tavoitteet ja peruskäsitteitä

Pellon kasvukunto ja ravinteet tehokkaasti käyttöön. Anne Kerminen Yara Suomi

FINAS-akkreditoitu testauslaboratorio T 025. SELVITYS ENDOMINES OY:n SIVUKIVINÄYTTEIDEN LIUKOISUUDESTA

KÄYTTÖTURVALLISUUSTIEDOTE Sivu 1 / 5 Heti Yleispesu 1. KEMIKAALIN JA SEN VALMISTAJAN, MAAHANTUOJAN TAI MUUN TOIMINNANHARJOITTAJAN TUNNISTUSTIEDOT

Kaivannaisjätedirektiivi ja pysyvän jätteen määritelmä. Margareta Wahlström, Tommi Kaartinen & Jutta Laine-Ylijoki VTT

Ympäristömonitoroinnin neljäs kansallinen seminaari Vantaa

KAIVOSTEN VESIENHALLINTA JA POHJOISTEN OLOSUHTEIDEN ERITYISPIIRTEET

Ympäristöanalytiikan uudet sovellukset vesistöjen vierasaineiden määrityksessä

Metsäteollisuuden sivuvirrat Hyödyntämisen haasteet ja mahdollisuudet

Kaivannaisjätteiden hallintamenetelmät (KaiHaMe)

(ETA:n kannalta merkityksellinen teksti)

Mitä uutta maanäytteistä? Eetu Virtanen / Soilfood Oy Maan viljelyn Järkipäivä II Tuorla

Haasteet orgaanisen jätteen kaatopaikkakiellon toteuttamisessa. KokoEko-seminaari, Kuopio,

Eri lantalajien fosforin ja typen liukoisuus ja. kasvintuotannossa Kari Ylivainio MTT/Kasvintuotannon tutkimus

KÄYTTÖTURVALLISUUSTIEDOTE Asetuksen (EY) N:o 1907/2006 mukaisesti

Koekalastuskierroksen löydökset ja niiden merkitys kalojen käyttöön Eija-Riitta Venäläinen

Liukoisuus

Opas vaarallisten nesteiden vuodontorjuntaan:

KÄYTTÖTURVALLISUUSTIEDOTE Sivu 1 / 5 KIILTO KASPERI FORTE 1. AINEEN TAI VALMISTEEN JA YHTIÖN TAI YRITYKSEN TUNNISTETIEDOT 2.

Pilaantuneet maa-alueet maankäytön suunnittelussa

Kokkolan merialueen yhteistarkkailu

Nanofibrilloitu selluloosa resurssiviisaassa kaivosvesien käsittelyssä

Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset maahan ja veteen

Jätevesilietepohjaisen fosforin käyttökelpoisuus lannoitteena

Maan kasvukunnon korjaaminen. Syksy 2013 Agronomi Juuso Joona, Tyynelän tila, Joutseno

Kaivannaisjätteiden optimoinnin toimintamalli

LCA IN LANDSCAPING. Astiakokeet. LIFE09 ENV FI projekti on saanut Euroopan yhteisön LIFE-rahoitustukea.

Seminar Wet chemistry alliance Synthetic chemistry

KÄYTTÖTURVALLISUUSTIEDOTE Sivu 1 / 5 Search Bio Laundry Powder 1. AINEEN TAI SEOKSEN JA YHTIÖN TAI YRITYKSEN TUNNISTETIEDOT 2.

PUHDISTAMOLIETTEEN HYÖTYKÄYTTÖÄ KOSKEVA LAINSÄÄDÄNTÖ

KÄYTTÖTURVALLISUUSTIEDOTE asetuksen (EY) 1907/ ISO mukaan

Kaivannaisjätteiden hallintamenetelmät (KaiHaME)

PARHAAT KÄYTTÖKELPOISET TEKNIIKAT JA PARHAAT KÄYTÄNNÖT ULKONA SIJAITSEVIEN AMPUMARATOJEN YMPÄRISTÖVAIKUTUSTEN HALLINNASSA

Märehtijä. Väkirehumäärän lisäämisen vaikutus pötsin ph-tasoon laiduntavilla lehmillä Karkearehun käyttäjä Ruoansulatus.

SEDIMENTTISELVITYKSET 2014

Keski-Suomen vesienhoidon yhteistyöryhmä kemiallisesta luokittelusta

Transkriptio:

Siilinjärven kaivoksen rikastushiekan hyödyntäminen pilaantuneen maaperän kunnostamisessa Salla Venäläinen Helsingin yliopisto Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta Elintarvike- ja ympäristötieteiden laitos 27.3.2010 1

Sisältö Lyijy (Pb) ympäristöongelmana Suomessa Mitä on rikastushiekka? Yara Suomi Oy:n Siilinjärven apatiittikaivos Tutkimuksen tavoitteet Pari esimerkkiä: Taustat ja koeasetelmat Tuloksia Johtopäätöksiä 27.3.2010 2

(Pb) ympäristöongelmana Suomessa Lyijy (Pb) Käyttö polttoaineessa lopetettiin 1994 Edelleen korkeita pitoisuuksia teiden varsilla Edelleen käytössä luodeissa ja hauleissa Kielletty vesilintujen metsästyksessä Sallittu muunlaisessa metsästyksessä Sallittu ampumaradoilla 27.3.2010 3

(Pb) ympäristöongelmana Suomessa Lyijy (Pb) Ammunta suosittu harrastus Suomessa Arviolta 2000-2600 ampumarataa, joista n. 60 % edelleen aktiivisessa käytössä Ampumaradat usein voimakkaasti saastuneita Vuosittainen Pb-kuormitus n. 530 t 27.3.2010 4

Mitä on rikastushiekka? Rikastushiekalla (engl. tailings) tarkoitetaan malmimineraalin rikastamisen yhteydessä muodostuvaa jätettä Rikastusprosessissa malmi erotellaan alkuperäisestä mineraaliaineksesta mekaanisesti ja kemiallisesti Rikastushiekka koostuu kivimurskasta ja prosessikemikaaleista Taloudellisesti hyödytön rikastushiekka kasataan jätteenä 27.3.2010 5

Yara Suomi Oy:n Siilinjärven apatiittikaivos Länsi-Euroopan ainoa fosfaattikaivos ja Suomen suurin avolouhos Vuosittainen fosfaattituotanto n. 850 000 t Rikastushiekkaa vuosittain n. 150 000 t 70 000 t jalostetaan edelleen maanparannusaineeksi 80 000 t läjitetään jätteenä Kuva: Kemira Chemicals Oy, 1997 27.3.2010 6

Siilinjärven rikastushiekka Mineraalien seos: Flogopiitti (75 %) Karbonaattimineraalit (16 %) Muut mineraalit, esim. apatiitti (3 %) Flogopiitti Monipuoliset mineralogiset ja kemialliset ominaisuudet Hyödyntäminen pilaantuneen maaperän kunnostamisessa haitta-aineita aineita pidättävänä materiaalina?! Kalsiitti Apatiitti 27.3.2010 7

Siilinjärven rikastushiekan mineraalikoostumus Flogopiitti Alumiini- ja rautapitoinen silikaattimineraali Rapautuminen tuottaa Al- ja Fe- (oksi)hydroksideja Pb:n pidätyspintaa Karbonaattimineraalit Pääasiassa kalsiittia (CaCO 3 ) Pb:n pidätyspintaa + serussiitin (PbCO 3 ) muodostus Apatiitti Pieniä jäämiä rikastusprosessista Pb:n pidätyspintaa + niukkaliukoisten yhdisteiden (esim. pyromorfiitit) mudostus 27.3.2010 8

Tutkimuksen tavoitteet Selvittää: Rikastushiekan kykyä pidättää Pb:ä Pidätysprosesseihin vaikuttavia tekijöitä Rikastushiekan vaikutusta saastuneen ampumaratamaan Pb:n esiintymismuotoon ja jakautumiseen maan eri pidättävien pintojen välillä Rikastushiekan hyödyntämismahdollisuudet saastuneiden alueiden kunnostamisessa? 27.3.2010 9

Koejärjestelyjen taustaa Potentiaalisesti biosaatava Pb vaihtuvassa tai vesiuuttoisessa muodossa Ekologisesti toksimmat spesiekset Pb 2+ ja PbOH + Sitoutuminen orgaaniseen ainekseen lisää liukoisuutta ja vähentää ekotoksisuutta Saastuneilla alueilla pyrittävä vähentämään haitallisimpien spesiesten esiintymistä Koejärjetelyllä pyrittiin selvittämään rikastushiekan vaikutusta ampumaratamaan Pb:n esiintymismuotoon ja jakautumiseen maan eri pidättävien pintojen välillä 27.3.2010 10

Koejärjestelyt I: Astiakokeen perustaminen Astiakoe laboratoriossa ampumaratamaalla, josta silmin havaittavat haulit poistettu Lisättiin maahan Käsittelemätöntä rikastushiekkaa (B), ph 9.1-9.4 9.4 Keinotekoisesti rapautettua (happokäsiteltyä) rikastushiekkaa (Al- ja Fe-oksidien muodostus) (BHA), ph 3.6-4.0 Kokofraktiot: Seulomaton materiaali Ø > 0.2 mm Ø < 0.2 mm Näytteenotto 9, 10, 14 ja 21 kk inkuboinnin jälkeen 27.3.2010 11

Koejärjestelyt II: Pb:n fraktiointi Pb:n fraktiointi peräkkäisillä uutoilla: Vesiuuttoinen Pb mq-h2o Potentiaalisesti Vaihtuva Pb biosaatava Pb 1 M NH 4 NO 3 Orgaaniseen ainekseen pidättynyt Pb 0,5 M NaOH Amorfisiin oksideihin pidättynyt Pb Hapan ammoniumoksalaatti Uutteista mitattiin Pb ICP-MS:lla ja ph 27.3.2010 12

Pb mg kg 300 250 200 150 100 50 0 300 250 kg-1 200 150 100 50 0 300 250 B Control BHA Tulokset I: Rikastushiekan vaikutus vesiuuttoisen Pb:n määrään 7 6 5 4 3 2 1 B > 0.2 mm BHA > 0.2 mm Control = Saastunut maa B = Saastunut maa + käsittelemätön rikastushiekka BHA = Saastunut maa + happokäsitelty rikastushiekka = ph 1200 1000 B < 0.2 mm BHA < 0.2 mm 7 6 5 4 3 2 1 7 6 ph 200 800 5 150 600 4 100 400 3 50 200 2 0 9 10 14 21 9 10 14 21 0 9 10 14 21 1 Aika (kk) 27.3.2010 13

Tulokset I: Rikastushiekan vaikutus vesiuuttoisen Pb:n määrään Kontrollimaassa ei muutoksia ajan kuluessa Käsittelemätön, seulomaton rikastushiekka (B) Vähensi maan vesiliukoisen Pb:n määrää ( ) Rikastushiekka pidätti Pb:ä Käsittelemättön, seulottu rikastushiekka (B > 0,2 mm, B < 0,2 mm) Ei vaikutusta maan vesiliukoisen Pb:n määrään (± 0) Happokäsitelty rikastushiekka (BHA) Lisäsi ajan kuluessa maan vesiliukoisen Pb:n määrää huomattavasti kokofraktiosta riippumatta ( ) Pb:n lisääntynyt liukoisuus ph:n laskiessa? ) 27.3.2010 14

Pb g kg Pb g kg-1 30 25 20 15 10 5 0 30 25 20 15 10 5 0 30 25 20 15 10 5 B Control BHA Tulokset II: Rikastushiekan vaikutus vaihtuvan Pb:n määrään 7 6 5 4 3 2 1 B > 0.2 mm BHA > 0.2 mm Control = Saastunut maa B = Saastunut maa + käsittelemätön rikastushiekka BHA = Saastunut maa + happokäsitelty rikastushiekka = ph B < 0.2 mm BHA < 0.2 mm 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 ph 0 9 10 14 21 9 10 14 21 9 10 14 21 1 Aika (kk) 27.3.2010 15

Tulokset II: Rikastushiekan vaikutus vaihtuvan Pb:n määrään Kontrollimaassa lisääntyi läpi koko kokeen Pb:n jatkuva liukeneminen hauleista Happokäsitelty, hienojakoinen rikastushiekka (BHA < 0,2 mm) Lisäsi maan vaihtuvan Pb:n määrää ( ) Muut rikastushiekkakäsittelyt Vähensivät vaihtuvan Pb:n määrää maassa ( ) Huomattavia eroja happokäsitellyn rikastushiekan eri kokofraktioiden vaikutusten välillä Suuret partikkelit vähensivät vaihtuvaa Pb:ä tehokkaimmin Rikastushiekan eri pidättävät komponentit jakautuneet vaihtelevasti eri kokofraktioihin Mitä enemmän vaihtuvaa Pb:ä, sitä alempi ph Kationinvaihtoreaktiot maan orgaanisen aineksen kanssa 27.3.2010 16

Koejärjestelyt III: Pb:n esiintymismuodot Vesiuuttoisen Pb:n fraktiointi erilaisin suodatuksin: Kokonais Kokonais-Pb Suodatus paperisuodattimen läpi 12-25-µm Vesiliukoinen Pb Suodatus membraanisuodattimen läpi 0,2 µm Kationinen ( paha ) Pb Kationivaihtohartsi: Kationit pidättyvät Neutraali ja anioninen ( ei ei-niin niin-paha paha ) Pb Kationivaihtohartsi: Anionit ja neutraalit yhdisteet läpäisevät hartsin Orgaaninen Pb ( ei ei-niin niin-paha paha ) Pb Kationivaihtohartsi: Orgaaniset kationiset Pb-yhdisteet pidättyvät Pb- ja DOC-mittaus ennen ja jälkeen kationinvaihdon Pb-spesiekset mittaustulosten erotuksina 27.3.2010 17

Tulokset III: Rikastushiekan vaikutus vesiliukoisen Pb:n spesiaatioon Kationivaihtohartsi pidätti huomattavan osan maan vesiliukoisesta Pb:stä kaikilla rikastushiekkakäsittelyillä Suurin osa maan vesiliukoisesta Pb:tä oli kationisessa muodossa Ei-kationisen Pb:n ( ei-niin-paha-pb ) osuus maan vesiliukoisesta kokonais-pb:stä: Maa (Control): 5 % Maa + käsittelemätön rikastushiekka (B): 9-12 % Maa + happokäsitelty rikastushiekka (BHA): 1-4 % Käsittelemätön rikastushiekka lisäsi vähemmän 27.3.2010 18 Käsittelemätön rikastushiekka lisäsi vähemmän toksisen Pb:n määrää toksisemman kustannuksella

Johtopäätöksiä Käsittelemätön rikastushiekka (B) Vähentää Biosaatavan Pb:n määrää tehokkaimmin Pb:n toksisuutta maassa Sopii hyödynnettäväksi saastuneen maan kunnostuksessa Materiaalin seulomisesta eri kokofraktioihin ei luultavasti hyötyä Happokäsitelty rikastushiekka (BHA) Lisää Pb:n liukoisuutta alentamalla maan ph:ta Pb:n toksisuutta maassa Voi aiheuttaa myös alumiinin huuhtoutumista Ei luultavimmin sovellu käytettäväksi kunnostusmateriaalina 27.3.2010 19

Kiitokset MUTKU ry K.H. Renlundin säätiö Helsingin yliopiston tiedesäätiö Maa- ja vesitekniikan tuki ry Maj & Tor Nesslingin säätiö 27.3.2010 20