GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö M06/3231/2007/97 PIEKSÄMÄKI JA JUVA Rajakangas Jukka Reinikainen Tapio Kuivasaari Heikki Pirinen 31.12.2007 Tutkimustyöselostus Pieksämäen kaupungissa ja Juvan kunnassa, valtausalueilla Rajakangas 1, 2 ja 3 (kaiv.rek n:rot 7961/1; 8168/1; 8168/2 ) tehdyistä karbonaattikiviesiintymän tutkimuksista vuosina 2004 2007
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Tckijäi Jukka Reinikainen Tapio Kuivasaari Heikki Pirinen Raportin laji Tutkimustyöselostus Toimeksiantaja GTK Rqcdh nimi Tutkimustyilselostus Pieksämäen kaupungissa ja Juvan kunnassa, valtausalueilla Rajakangas 1,2 ja 3 (kaiv.rek. n:mt 796111; 816811; 816812) tehdyistä karbonaattikiviesiiitymän tutkimuksista vuosina 2004-2007 Tiivistelmä Geologian tutkimuskeskus tutki vuosina 20042007 Pieksämäen kaupungissa ja Juvan kunnassa peniskarttalehdiliä 3231 08 ja 09 sijaitsevaa Rajakankaan karbonaattikiviesiiniymää Tavoitteena oli selviiiää esiin- käyttökelpoisuus paperipigmeniin ja maatalouskalkin raaka-aineena. Tutkimukset käsittivät geologisen kartoituksen ja kairauksen 35 reikää, yhteensa 3533 metri& Kairasydämistä tehtiin kemiallisia analyyseja ja mineralogisia tutkimuksia ja laboratonomittakaavaisia rikastuskokeita Tutkimusalueella ei ole suojelukohteita. Rajakankaan karbonaa!l&iviesiintymå kuuluu NW-SE -suuntaiseen 200-300 mehiä leveään ns. Ankeleen- TervdmIItIeII karbonaattikivijaksoon. Se on geoij'siikan, geologisen kartoiiuksen ja kairausten perusteella seurattavissa noin 9,5 km matkan Ankeleen avolouhosalueelta Mabolän kylän kautta Rajakankaalle. Kairaamalla todettujen karbonaattikivikenosten paksuus vaihtelee Rajakankaalla 15-55 metrin välillä jakaantuen erillisiin kalsiinil dolomiittikivihorisontteihin, joiden välissä on vaihtelevasti metavuikaniitteja, kiillegneisseja ja karsikiviä. Rajakankaan esiintymän kairaamalla todettu pituus on n. 1.7 km, tosin kemkset jatkuvat kaakkoon ja luoteeseen. Karbonaaitikivikemsten kaade on 70-85' koilliseen ja ne si<ävät runsaasti s ihwaita karsikivivälikenoksia seka silikaatteja harmeena. Kalsiitti-dolomiiitikivi edustaa koostumukseltaan Ankeleen avolouhokselta louhittavaa maanparannuskalkkia. Rajakankaan karbonaattikivien neutraloiva kalsiumpitoisuus (Ca % = Ca % + (1.649 * Mg %) on keski- hieman yli 30 % liuenneen magnesiummaiiran ollessa n. 6 %. Silittimiieraaleina karbonaaiiikivessä ovat serpentiiii, diopsidi, pargasiiiti, wollastoniitii, kvartsi, kondrodiitti ja joskus spinelli ja titaniitti. Raj- karbonaattikivet ovat vädtsan vaaleanharmaata karkearakeista marmoria, jonka kalsuttipitoisuus on keskimllilrin 40-60 prosenttia dolomiittimaarán vaihdellessa keskimaarui 12-14 % välillä. Vaahdoitamalla on mahdollista saada kohtalainen pigmenttituote, tosin siiikaaitiharmeesta johtuen saannit ovat huonoja. Esiintymä sopii parhaiten maanparannuskaikin tuotantoon. Suuntaa antava varantoarvio Rajakankaan karbonaattikiviesiiniyn&tä on laskettu yhteen kahdeksasta lohkosta, 5.5 ML, yhteenlasketun kalsutin ja dolomiiiin määrän vaihdellessa lohkoittain 52-66 %välillä. Asiasanat Qohdc, menetelmat jne.) Maiminetsint8, teollisuusmineraalit, karimnaattikivet, kalsiitti, dolomiiiti, kaiius Maaotieteellinca alue (maa, Imi, kunta, kylä, esihtyma) Suomi, Itä-Suomen lääni, Pieksämäen kaupunki, Juvan kunta, Virtasalmi, Rajakangas Kamalehdet 323 1 Muut tiedot Arkistosujan nimi Arkisiohuiaus M06 MO61323 112007197 Kokonaissivu~ Kieli Hiota Jullasuus Suomi Yksikkö ja vashiuaiue HanLc~ua ISY, VA 401 2902000 g4 Alle!&joitus/nimen Ivennys AllEselvmyg - - ' - 31.12.08.
GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND Authors Jukka Reinikainen Tapio Kuivasaari Heikki Pirinen DOCUMENTATION PAGE Dstei Rec. no. 31.12.2007 Type of Apoa Report of investigations I Title of repmi TutkimusiyOselostus Pieksämäen kaupungissa ja Juvan kunnassa, valtausalueilla Rajakangas 1.2 ja 3 (kaiv.rek n:rot 796111: 816811: 816812) tehdvistä karbonaattikiviesiinhmän tutkimuksiita vuosina 2004-2007 Absiract Gwlogical Survey of Finland (GTK) has carried out exploration work on the Rajakangas marble deposit during 2004-2007 at the Savo Schist Belt of E-Finland. The aim was to discover deposits suitable for production of calcite. The exploration at Rajakangas included diamond drilliig, 35 holes, totailing 3533 m. The drill cores were assayed wiih mineralogical investigations and laboratory scale flotation tests. There are no nature resewes in the vicinily. The Rajakangas marble deposit, bordered by high-grade metamorphosed felsic and mafic volcanics and mica schists, forms a southem pari of a NW-SE trending, 200-300 m wide and 9,5 km long Ankele-Tewalampi marble horizon, in which the open-pit Ankele dolomitic marble mine is also located. The individual marble horizons at Rajakangas are 15-55 m wide, separated by layers of metavolcanics, mica gneisses and skarns. The length of ihe deposit, verified by driliing, is about 1.7 km but the ends to NW and SE are Open. Marble horizons dip deeply, 70" - 85' to NE and contain lot of silicate rich interlayers and silicate gangue. The calcite-dolomite marble dominates the Rajakangas deposit and it represents in composition the one quarried at the near-by Ankele open-pit mine, which is currently used to produce agricuid lime. The marbles at Rajakangas are light grey in colour, coarse-grained, while the average calcite content ranges behveen 40 and 60 % and dolomite 12-14 %. The silicate minerals of the Rajakangas marbles include serpentine, pargasite, phlogopite, wollastonite, diopside, quartz, chondrodite, spinel and sphene. The indicated resources are calculated for eight separate blocks, totalling 5.5 Mt @ 52-66 % of total carbonate minerals. Economic value of the Rajakangas marble deposit is limited because of the smd amount of the calcite marble. The most suitable end-use is for agriculiural Sie. Kcywords Mineral exvloration. industriai minerak. marbles. caicite. dolomite. driliie. eeoloeical maaainz Gmgmphical area I Finland. Eastern Finland Province. PieksEdi. Juva. Vialmi. Raiakangas - Repod sensl Archive code M06 MO61323 112007197 TOM psges Laoguage wcc 1 coondenöality F i Unit and d m ISY VA 401 w TK GEOLOOiAN NlWMUSI(ESKW QEOLOOISK6 FORSKNI~SCEMRILEN OEOLOQICAL SURVEY OF FINLAND
Sisällysluettelo Kuvailulehti Documentation page 1 JOHDANTO 1 1.1 Tausta ja tavoitteet 1 1.2 Tutkimuskohteen sijainti 1 1.3 Aikaisemmat tutkimukset 1 2 SUORITETUT TUTKIMUKSET 3 2.1 Geologiset tutkimukset 3 2.2 Geofysiikka 3 2.3 Kairaus 3 2.4 Karbonaattikivien analysointi 3 2.5 Mineralogiset tutkimukset 4 2.6 Mineraalivarantoarvio 4 2.7 Rikastuskokeet 4 3 TUTKIMUSALUEEN GEOLOGISET PÄÄPIIRTEET 5 3.1 Rajakankaan karbonaattikiviesiintymä 6 4 KARBONAATTIKIVIEN KOOSTUMUS 7 4.1 Karbonaattikivien mineraalikoostumus 7 4.2 Karbonaattikivien kemiallinen koostumus 8 5 MINERAALIVARANTOARVIO 10 6 ESIINTYMÄN ARVIOINTI 11 7 LIITTEET 13
1 1 JOHDANTO 1.1 Tausta ja tavoitteet Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) teollisuusmineraalitutkimusten yhtenä tavoitteena on paikantaa Itä-Suomen alueelta taloudellisesti hyödynnettäviä karbonaattikiviesiintymiä. Suurin mielenkiinto kohdistuu kalsiittisiin esiintymiin. Virtasalmen alue valittiin tutkimuskohteeksi 1960 1970 luvuilla tehtyjen kairausten perusteella, jolloin lävistettiin hyvälaatuista kalsiittikiveä. Rajakankaan tutkimukset aloitettiin kairauksilla kesällä 2004. Tutkimuksista ovat vastanneet geologit FT Jukka Reinikainen ja FM Heikki Pirinen. Tutkimuksiin ovat osallistuneet lisäksi FM Timo Ahtola, teknikko Pentti Toivanen ja tutkimusavustaja Pekka Karimerto. Geologi Tapio Kuivasaari on koonnut tutkimusaineiston raportiksi. 1.2 Tutkimuskohteen sijainti Rajakankaan karbonaattikiviesiintymä sijaitsee Itä-Suomen läänissä, Pieksämäen kaupungin ja Juvan kunnan alueella, Virtasalmen kylän eteläosassa, peruskarttalehdellä 3231 08 ja 09. Geologian tutkimuskeskuksella on alueella kolme valtausta, Rajakangas 1 (R:no 7961/1, 100.3 ha), Rajakangas 2 (Rn:o 8168/1, 70 ha) ja Rajakangas 3 (RN:O 8168/2, 52.6 ha). Raukeamispäivämäärät ovat vastaavassa järjestyksessä 1.6.2010, 18.12.2011 ja 18.12.2011. Esiintymä on pääasiassa yksityishenkilöiden omistamilla pelto- ja metsäalueilla. Valtausalueet sijaitsevat ympäri vuoden kunnossapidetyn soratien läheisyydessä jolta on päällystetylle Juva-Virtasalmi -tielle matkaa kaksi kilometriä ja Virtasalmelle 12 km sekä Juvan keskustaan 25 km. Lähin karbonaattikiveä hyödyntävä tuotantolaitos sijaitsee Ankeleen kalkkikivilouhoksen läheisyydessä Loukolammella, jonne on tutkimusalueelta matkaa noin 22 km. Rajakankaalta Montolan 1980-luvulla lopetetulle kalkkikaivokselle on matkaa 18 km. Tutkimusalueella ei ole suojelukohteita. Tutkimusalueen sijainti ilmenee Liitteestä 1. 1.3 Aikaisemmat tutkimukset Pieksämäen karttalehdellä (3231) tunnetaan vanhastaan useita karbonaattikiviesiintymiä, kuten Montola ja Ankele (Eskola ja muut, 1919), Karsikumpu (Aurola, 1966), Nurkkakangas ja Ukonkangas (Pekkala, 1970, Kuivasaari ja muut, 1990). Reinikainen (1991) on esittänyt pro gradu tutkielmassaan kattavan selvityksen alueen siihen asti tunnetuista karbonaattikiviesiintymistä. Lisäksi Rajakankaan luoteeseen suuntautuvana jatkeena olevaa Ukonkankaan esiintymää on käsitelty hänen väitöskirjatyössään (Reinikainen, 2001). Montolan kaivos on ollut suljettuna jo pitkään, mutta Ankeleen avolouhos tuottaa edelleen maatalouskalkkia läheiselle Loukolammen tehtaalle. Ankeleen-Tervalammen karbonaattikivijakso kulkee Montolan kylältä Ankeleenjärven itäpuolelta Mähölään, jatkuen nyt tutkitun Rajakankaan alueen kautta etelään tullen uudelleen esille Vuorenmaalla ja Nääringissä (Makkonen, 1988). GTK on aiemmin tutkinut läheisen Ukonkankaan alueen kaoliiniesiintymää (Kuivasaari ja muut, 1990), joka sijaitsee noin 1 km Rajakankaan luoteispuolella, jossa yhteydessä tavattiin myös karbonaattikiveä. Nykyiseltä tutkimusalueelta noin viisi kilomeriä pohjoiseen sijaitsee ehtyneen Hällinmäen kuparikaivoksen NE-puolella Karsikummun kalsiittiesiintymä (Aurola, 1966) joka tällä hetkellä on moottoriradan alla ja saavuttamattomissa. Mielenkiintoiseksi Karsikummun
2 esiintymän tekee sen poikkeuksellinen kalsiittivaltaisuus alueen muihin karbonaattikiviesiintymiin nähden. Karsikumpu-tyyppisen, kalsiitti-valtaisen esiintymän paikantaminen on ollut yksi tutkimusten tavoitteista. Karttalehtialueen 3231 matalalentomittaukset on tehty vuonna 1988. Aeromagneettisella kartalla (kuva 1) näkyy tutkimusalueen läpi lähes luode-kaakko-suuntaan kulkevat magneettiset anomaliamaksimit joiden väliseen minimiin sijoittuvat tutkimusalueen karbonaattikivet. Virtasalmen Rajakankaalla, karttalehdillä 3231 08 ja 09, on tehty runsaasti gravimetrisiä, magneettisia, sähköisiä maastomittauksia alkaen 1960-luvulta (mm Siikarla 1966), joita on täydennetty 1980 1990-lukujen aikana lukuisilla profiilimittauksilla: mm slingram-, VLF-, VLF-R- IPja Sampo-menetelmin (Kuivasaari ja muut, 1990). Mittauksien tarkoituksena on ollut sulfidi- ja kaoliiniesiintymien rakenteen ja jatkuvuuden seuraaminen. Kyseisiä maanpintamittauksia ei ole suoranaisesti hyödynnetty tässä tutkimuksessa. 3527000 3528000 3529000 3 Profiili 1 Profiili 2 1 Profiili 3 2 Profiili 4 Profiili 5 4 5 Profiili 6 7 Profiili 7 6 Profiili 8 8 6880000 6881000 6882000 Kuva 1. Rajakankaan karbonaattikiviesiintymä (harmaat kuviot) sijoittuu magneettisen minimin (sininen) alueelle. Pohjakartan Maanmittauslaitoksen lupa 13/MYY/2007.
3 2 SUORITETUT TUTKIMUKSET 2.1 Geologiset tutkimukset Geologista kartoitusta ei ole voitu suorittaa kohtalaisen paksuista maapeitteistä johtuvasta kalliopaljastumien puutteesta. 2.2 Geofysiikka Rajakankaan tutkimuskohteella ei tähän tutkimukseen liittyen ole tehty uusia geofysikaalisia mittauksia. 2.3 Kairaus Rajakankaan valtausten syväkairaus tehtiin pääasiassa GTK:n kalustolla, minkä lisäksi kairausurakoitsija Geopale Oy teki alueelle 12 reikää. Kaikkiaan kairattiin 35 reikää, yhteensä 3433.5 metriä. Pääosin nämä kairattiin Rajakangas 2:n alueelle, Rajakangas 1:teen tehtiin seitsemän reikää, Rajakangas 3:n puolelle ei yhtään. Kairasydämet säilytetään GTK:n Lopen kairasydänarkistossa. Kairanreikien paikat on sidottu valtakunnalliseen X-Y koordinaatistoon DGPS-laitteistolla. Reikäluettelo on liitteessä 3. Kairansydämet raportoitiin Kaira-ohjelmalla GTK:n Lopen kairasydänarkistolla. Samalla näytteet valokuvattiin ja valittiin analysoitavat näytteet (248 kpl/1825 m). Laboratoriotutkimuksiin valitut kairasydämet halkaistiin analysointia varten. Kuvat kairasydämistä ovat raportin mukana olevalla CD-levyllä. 2.4 Karbonaattikivien analysointi Karbonaattikivinäytteet analysointiin GTK:n kemian laboratorioissa 1-3 metrin pituisina näyteväleinä. Halkaistujen kairasydännäytteiden puolikkaat murskattiin leukamurskaimella 3-8 mm raekokoon (menetelmä 30) ja kahtioimalla analyysiin erotettu osa jauhettiin wolframikarbidipannulla (menetelmä 43) alle 60 mikronin fraktioon. Näytteiden analysointi tehtiin neljässä eri vaiheessa. 1. IR Leco-analysaattorilla määritettiin näytteiden hiilipitoisuus (menetelmä 811L). 2. Näytteistä tehtiin osittaisliuotus 10 % HCl:lla, ja liuenneesta aineksesta määritettiin pääalkuaineet ja joitakin hivenalkuaineita ICP-AES menetelmällä (menetelmä 406P). 3. Näytteiden kokonaiskoostumus, pää- ja hivenalkuaineet, analysoitiin röntgenfluoresenssimenetelmällä (XRF, menetelmä 175X). 4. XRD:llä määritettiin dolomiitti-kalsiittisuhde sekä päämineraalit. 5. Dolomiitti-kalsiittisuhteen, hiilipitoisuuden ja osittaisliuotuksesta saadun Ca:n ja Mg:n avulla laskettiin kalsiitin ja dolomiitin määrät näytteessä. 6. Neutraloiva Ca- ekvivalentti laskettiin osittaisliuotuksessa saatujen Ca- ja Mgpitoisuuksien avulla.
4 2.5 Mineralogiset tutkimukset Rajakankaalta tutkittiin neljä kiillotettua ohuthiettä, jotka ovat pääosin kairasydännäytteitä. Hieistä tutkittiin mineraalikoostumus, mineraalien esiintymistapa ja raekoko. Osa ohuthieistä värjättiin kalsiitin ja dolomiitin erottamiseksi toisistaan. Mikroanalyysejä tehtiin kalsiitista, dolomiitista ja silikaattimineraaleista yhteensä 86 kpl. Ohuthiestä tehdyt mikroanalysaattorimääritykset ovat geologi Bo Johanssonin tekemiä GTK:n Espoon toimipisteessä. 2.6 Mineraalivarantoarvio Esiintymä ei ole yhtenäinen, joten varantoarvio on tehty kahdeksalle erilliselle lohkolle joita voidaan pitää louhintayksikköinä. Lohkon syvyys on otettu niin, että se korreloi esiintymän leveyden kanssa. Lohkot on muodostettu siten, että niissä on mahdollisimman vähän sisäraakkuja. Varantoarvio on suuntaa-antava, sillä inventointityyppiseen kairaustiheyteen ei ole ollut mahdollisuutta. 2.7 Rikastuskokeet Rajakankaan kalsiitti-dolomiittikivestä tehtiin 9 rikastuskoetta GTK:n Outokummun tutkimuslaboratoriossa (Karhunen ja muut 2007). Kaksi rikastuskoetta on valtausalueiden ulkopuolelta otetuista näytteistä. Rikastuskokeet tehtiin vaahdottamalla 15 30 metrin pituisista kairansydännäytteistä, jotka edustavat tyypillistä esiintymän karbonaattikiveä.
5 3 TUTKIMUSALUEEN GEOLOGISET PÄÄPIIRTEET Rajakankaan karbonaattikiviesiintymä sijaitsee Svekofennisella pääalueella Savon liuskealueen itäosassa (kuva 2). Savon jakson kivilajiseurannot ovat iältään 1905 1880 miljoonaa vuotta ja sen suprakrustiset kivilajit ovat metamorfoituneet amfiboliitti-granuliittifasieksen olosuhteissa (Pekkarinen, 2002, Korsman ja muut, 1988). 3520000.000000 3525000.000000 3530000.000000 6885000.000000 ANKELE 6885000.000000 KARSIKUMPU RAJAKANGAS 2 6880000.000000 6880000.000000 6890000.000000 6890000.000000 3520000.000000 3525000.000000 3530000.000000 Kuva 2. Osa kallioperäkartasta 3231 Haukivuori. Kuva-alan keskellä Ankele-Tervalammen karbonaattikivijakso, valtausalueet rajattuna sinisellä sekä Ankeleen ja Karsikummun esiintymien sijainnit.
6 Kallioperän pääosan muodostavat paleoproterotsooiset suprakrustiset kivet, joihin kuuluu turbidiittisyntyisiä kiilleliuskeita ja gneissejä ja joihin liittyy grafiittipitoisia liuskeita, mustaliuskeita ja karbonaattikiviä. Turbidiittien kerrostumisen keskeytti välillä vulkaaninen periodi (n.1905 Ma), jonka seurauksena esiintyy kvartsi-maasälpä- ja sarvivälkegneissejä ja amfiboliitteja. Näihin liittyy karbonaattikiviä, kalkkisilikaattikiviä, serttejä, Fe-rikkaita kerroksia, U-P-pitoisia kerroksia sekä kupari- ja sinkkiesiintymiä. Huomattava osa kallioperästä on varhaisproterotsooisia granitoideja, ikäryhmissä 1903 Ma ja 1885 Ma (Pekkarinen, 2002). Tutkimusalueen kallioperä on intensiivisesti deformoitunutta ja metamorfoitunutta. Metamorfoosi on tapahtunut keski- tai korkea-asteen amfiboliittifasieksen oloissa, joissain lohkoissa jopa granuliittifasieksessa (Korsman ja muut, 1988, Pekkarinen, 2002). Virtasalmen seudun karbonaattikivet ovat koostumukseltaan pääasiassa kalsiitti-dolomiittisia, tosin myös kalsiittivaltaisia esiintymiä on paikannettu (Reinikainen, 1991 ja 2001). 3.1 Rajakankaan karbonaattikiviesiintymä Rajakankaan karbonaattikiviesiintymä kuuluu luode-kaakko-suuntaiseen karbonaattikivijaksoon, jota voi seurata noin 12 km matkan Ankeleen järven pohjoispäästä, Mähölän kylän kautta Rajakankaan valtausalueen eteläpuolelle ja edelleen, joskin katkeillen, Vuorenmaalle. Rajakankaan karbonaattikivikerrosten ympärillä ja välikerroksina on karsigneissejä ja happamia tai emäksisiä vulkaniitteja, jotka vaihettuvat asteittain kiillegneisseiksi. Tätä kivilajiseuraantoa leikkaavat graniittipegmatiitit ja vähäisessä määrin granitoidit joiden paksuus vaihtelee kymmenistä senteistä useisiin kymmeniin metreihin. Karbonaattikivikerrosten leveys vaihtelee Rajakankaan esiintymällä alle 10:stä yli 100 metriin, tosin niiden välissä on 5-35 metriä leveitä kerroksia hapanta ja emäksistä vulkaniittia, karsikiviä, kiillegneissiä ja pegmatiittigraniittia jne. Kairaustietojen perusteella koko esiintymä rakentuu kahdesta, muutaman kymmenen metrin levyisestä yhdensuuntaisesta vyöhykkeestä, jotka profiilien 2-4 välisellä alueella yhtyvät runsaan 200 m levyiseksi erotakseen taas valtausalueen (Rajakangas 2) luoteispäässä. Karbonaattikivikerrosten kaade on tyypillisesti jyrkähkö, 70 90 koilliseen, mutta myös vastakkaisia kaadesuuntia on kairauksissa mitattu, tämä viittaa poimurakenteisiin, samoin kuin vyöhykkeiden rinnakkaisuus. Tutkimusalueella on n. 5-15 m paksut maapeitteet eikä paljastumia tunneta joten rakennetulkinta olisi tehtävä kairasydämiä tarkastelemalla. Tähän ei ole kuitenkaan ryhdytty.
7 4 KARBONAATTIKIVIEN KOOSTUMUS 4.1 Karbonaattikivien mineraalikoostumus Rajakankaan karbonaattikivet ovat pääasiassa vihertävän harmaata kalsiitti-dolomiittimarmoria. Niiden värisävyt ovat peräisin vaihtelevasti muuttuneista silikaattiraidoista, koostuen serpentiinistä, diopsidista, pargasiitista ja kvartsista, paikoin tavataan talkkia ja vähäisiä määriä wollastoniittia. Karbonaattikerrokset koostuvat keskirakeisesta (1-3 mm) dolomiitista ja karkearakeisesta (2-5 mm) kalsiitista, paikoitellen kalsiitin raekoko on yli 1 cm. Karbonaattikivien diopsidirakeet ovat paikoin voimakkaasti talkkiutuneita ja joskus myös dolomiitti on läpikotaisesti talkkiutunutta. XRD:n ja kemiallisten analyysien avulla lasketut kalsiitin ja dolomiitin määrät osoittavat selvästi, että kyseessä on kalsiitti-dolomiittimarmori. Yleensä kalsiitin määrä on korkeampi, joskin dolomiittivaltaisia jaksoja tavataan, samoin kalsiittisia. Kairarei ittäin lasketut, analyysipituudella painotetut keskiarvot antavat vaihteluväliksi n. 50-90 % kalsiitti + dolomiitti, keskiarvon asettuessa 60-70 % välille (vrt. Taulukko 3). Muu osa on silikaattia, lähinnä serpentiiniä (todennäköisimmin antigoriitti) ja diopsidia. Yksittäisistä rakeista tehtyjen karbonaattianalyysien mukaan Mg ja Fe korreloivat keskenään eli dolomiitissa on mukana vähäinen ankeriittikomponentti. Itsessään FeO:n määrä on alhainen, luokkaa 0.1 %. Liitteenä olevalla CD-levyllä, analyysit-kansiossa, on XRD-määrityksiä näytteiden mineraalikoostumuksista, samoin tulokset neljästä hieestä tehdyistä mikroanalysaattorimäärityksistä. Kuva 3. Rajakankaan kairanreikä R738, syvyys 36.1 47.5 m. Hieno- keskirakeista serpentiiniraitaista dolomiitti-kalsiittikiveä. Karbonaattipitoisuus > 75 %. Väliltä 40.35 50.9 tehty rikastuskoe jossa saanti 40 %, vaaleus 84 %. Rikasteessa on kalsiittia 41.5 % ja dolomiittia 52.3 %.
8 Kuva 4. Rajakankaan kairanreikä R716, syvyys 65.7-76.4 m. Alkuosa koostuu vaalean harmaasta silikaattiraitaisesta karbonaattikivestä jota seuraa harmaa kiillegneissi 71.7 m asti ja tämän jälkeen silikaattinen, vihertävä karbonaattikivi. 4.2 Karbonaattikivien kemiallinen koostumus Taulukko 1. Karbonaattikivien analyysituloksia. Reiät R 727 731, n=82 Kokokivi (XRF) Happoliukoinen osa (ICP-AES) CaO MgO SiO 2 Fe 2 O 3 MnO CaO MgO SiO 2 Fe 2 O 3 MnO % % % % % % % % % % ka 31.8 16.7 17.6 1.8 0.04 26.9 11.0 1.1 0,38 0.037 haj. 3.0 1.6 9.3 0.7 0.02 5.2 2.9 0.2 0,32 0.016 min 21.3 12.4 4.2 0.3 0.02 9.8 2.0 0.7 0,06 0,011 maks 36.2 15,70 52.1 3.8 0.09 33.4 15.5 1.6 1,83 0,042 med 32.3 17.2 15.0 1.8 0,04 28.1 11.5 1.1 0,29 0.034
9 Taulukko 2. Karbonaattikivien analyysituloksia. Reiät 734 739, n=112 Kokokivi (XRF) Happoliukoinen osa (ICP-AES) CaO MgO SiO 2 Fe 2 O 3 MnO CaO MgO SiO 2 Fe 2 O 3 MnO % % % % % % % % % % ka 33.2 15.7 18.8 0.6 0.027 28.5 10.0 1.0 0.9 0.022 haj 6.0 4.2 13.3 0.6 0.024 7.7 4.6 0.9 1.0 0,024 min 16.2 1.9 1.7 0.1 0,008 5.9 0.1 0.3 0.03 0.002 maks 48.7 21.3 68.4 3.4 0.158 45.2 16.7 7.8 5.8 0.161 med 33.7 17.2 17.3 0.4 0,021 30.2 11.2 0.9 0.6 0.015 Taulukko 3. Parametreja arvoille dolomiitti+kalsiitti %, neutraloiva Ca-ekvivalentti - % * ) ja liukoinen Mg %. keskiarvo hajonta minimi maksimi mediaani Reiät 727 731 Reiät 734-739 dol + kal % neutr. Ca % Mg % dol + kal % neutr. Ca % Mg % 70.3 (dol 14.0, kal 56.3) 20.2 (dol 12.8, kal 12.5) 18.0 (dol 0.3, kal 14.5) 100 (dol 49.1, kal 72.2) 69.9 (dol 8.2, kal 59.2) 30.1 6.6 60.1 (dol 27.5, kal 35.5) 6.3 1.8 20.8 (dol 22.5, kal 15.2) 9.0 1.2 14.2 (dol 2.6, kal 5.2) 37.4 9.3 92.1 (dol 82.9, kal 77.3) 31.7 6.9 60.9 (dol 18.0, kal 32.3) *) neutraloiva Ca (%) = Ca % + (1.649 x Mg %) 30.3 6.1 7.8 2.6 4.7 0.3 39.6 10.0 31.6 6.6 Kemialliset analyysit ja niistä tehdyt laskelmat ovat mukana seuraavalla CD-levyllä, anlyysitkansiossa.
10 5 MINERAALIVARANTOARVIO Rajakankaan karbonaattikiviesiintymä ei ole yhtenäinen joten kairausten ja analytiikan perusteella on erotettu kahdeksan lohkoa joita voidaan ajatella louhintayksiköiksi. Täten laskentasyvyys korreloi jossain määrin lohkon leveyden suhteen. On syytä huomioida, että luvut ovat suuntaa antavia koska kairaustiheys ei vastaa inventointikairauksen tasoa. Varantoarviossa kalsiittidolomiittikiven tiheytenä on käytetty 2,8 t/m 3. Lohkojen malmipitoisuus on sama kuin Exceltaulukoissa (analyysitaulukot liitteenä olevalla CD-levyllä) oleva, analyyseistä laskettu dolomiitin ja kalsiitin summa analyysipituuksilla painotettuna. Sisäraakkujen vaikutusta ei ole huomioitu varantoarvioissa. Merkittävin osa Rajakankaan karbonaattikiviesiintymästä sijaitsee valtausalue Rajakangas 2:n keskiosassa käsittäen kairausprofiilit 2, 3 ja 4. Taulukko 4. Rajakankaan malmilohkojen pinta-alat, laskentasyvyydet, pitoisuudet ja massat. Lohko Pinta-ala ha Syvyys m dolom + kals % Massa Mt. 1 0.95 30 60?* 1) 0.80 2 0.13 20 66 0.07 3 2.00 40 60 2.24 4 0.21 25 60?* 2) 0.15 5 0.21 25 52 0.14 6 0.90 60 56 1.50 7 0.53 35 55 0.52 8 0.17 25 52 0.12 yhteensä 5.1 5.54 * 1 ) profiilin 4 rei istä ei analytiikkaa. * 2) ei analyyseja.
11 6 ESIINTYMÄN ARVIOINTI Rajakankaan tutkimuksissa ei tullut esiin Karsikumpu-tyyppistä, silikaattiköyhää kalsiittikiveä. Sitä vastoin tyypillistä on muodostumansisäinen voimakas vaihtelu dolomiitin ja kalsiitin suhteen (vrt. Taulukko 3) sekä korkeahko silikaattipitoisuus, keskimäärin 40 50 %. Pigmenttikelpoisuuden arvioimiseksi tehdyt rikastuskokeet (Liite 5) antoivat sekä kohtalaisen hyviä että huonohkoja tuloksia. Parhaimmillaan vaaleus oli 87.5 % saannilla 60 % ja kalsiittipitoisuudella 87 %. Dolomiitin määrällä ei näytä olevan merkitystä vaaleuteen, sillä lähes sama tulos, eli saanti 55 %, vaaleus 87.4 % tuli dolomiittipitoisuudella 51.2 % (kalsiitti 36. 4 %). Huonoimmillaan saannit olivat 32-40 % luokkaa. Parhaiten Rajakankaan karbonaattikivet sopivat maanparannuskalkiksi. Jos kriteereinä pidetään neutraloivan Ca- ekvivalentin määrää > 30 % ja liukoisen Mg:n pitoisuutta > 5 %, yltää tutkittu esiintymä sekä analyysien keskiarvojen ja mediaanien suhteen näihin arvoihin. Maanparannuskalkkina kivi voidaan luokitella magnesiumpitoiseksi, Mg 2-7 % ja suurelta osin myös dolomiittikalkiksi, jossa Mg > 7 % (Kalkitusopas, 2007). Kuopio 31.12.2007 Jukka Reinikainen Geologi, FT Tapio Kuivasaari Geologi, FM
12 KIRJALLISUUSVIITTEET Aurola, Erkki 1966. Karsikummun kalkkikiviesiintymä Virtasalmella. 15 s., 10 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M17/Vrs-66/1/84. Eskola, P., Hackman, V., Laitakari, A. ja Wilkman, W.W. 1919. Suomen kalkkikivi. Geoteknillisiä tiedonantoja 21, Valtioneuvoston kirjapaino, Helsinki, 265 s. Kalkitusopas, 2007. http://www.kalkitusyhdistys.net/user_files/files/kalkitusopas_2007.pdf Korsman, K., Niemelä, R. & Wasenius, P. 1988. Multistage evolution of the Proterozoic crust in the Savo schist belt, eastern Finland. Geological Survey of Finland, Bulletin 34, 89 96. Kuivasaari, Tapio; Lehtimäki, Jukka; Reinikainen, Jukka; Sarapää, Olli 1990. Virtasalmen Ukonkankaan kaoliiniesiintymän tutkimukset vuosina 1986 1990. 35 s., 13 liites. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M 19/3231/90/1/82. Makkonen, Hannu 1988. Tutusen kalkkikiviesiintymän tutkimukset Juvan Nääringissä vuosina 1987-1988. 15 s., 5 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M19/3231/-88/1/10. Pekkala, Yrjö 1970. Virtasalmen alueen kalkkikivet. 9 s., 5 l. (1 geol. k.) Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M19/3231/70/5/10. Pekkarinen, L. 2002. Haukivuoren ja Pieksämäen kartta-alueiden kallioperä. Suomen geologinen kartta 1:100 000 kallioperäkarttojen selitykset, lehdet 3231 ja 3232. Geologian tutkimuskeskus, Espoo, 98 s. Reinikainen, Jukka 1991. Virtasalmen-Rummukan alueen karbonaattikivet. Pro gradututkielma. Helsingin yliopisto 92 s., 3 liitettä. Reinikainen, Jukka 2001. Petrogenesis of Paleoproterozoic marbles in the Svecofennian Domain, Finland. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 154. 84 p. + 1 app., 2 app. maps. Sarapää, Olli; Kuivasaari, Tapio; Lehtimäki, Jukka; Niemelä, Mauri; Nissinen, Ahti; Pekkala, Yrjö; Reinikainen, Jukka 1992. Virtasalmen kaoliinitutkimukset vuosina 1986 1992. Kaoliiniprojektin loppuraportti. 77 s. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M 19/3231 3232/92/5/82. Siikarla, Toivo 1966. Selostus geofysikaalisista tutkimuksista Karsikummussa Virtasalmen pitäjässä. 9 s., 9 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M17/Vrs-66/2.
13 7 LIITTEET 1. Valtausalueen kartta 2. Rajakankaan tasokartta kahdessa osassa 3. Kairanreikien tiedot 4. Kairausprofiilit 1-8 5. Rikastuskokeet
Kuva 5. Liite 1
Kairareikien vaakaprojektiot, varantoarviolohkot, kaksi karttaa Liite 2
Liite 2.1
Liite 2.2 Lll
kairanreikien koordinaatit, suunta, kaade ja reiän pituus Liite 3 Tunnus kkj_x kkj_y Z Pituus Suunta Kaltevuus M323104R700 6881847 3527384 110.98 51 225 45 M323104R701 6882213 3527407 105.22 103.9 45 45 M323104R702 6882124 3527449 105.1 87 45 45 M323104R703 6881830 3527555 107.12 68.3 45 45 M323104R704 6881869 3527603 109.16 64 45 45 M323104R705 6880338 3528423 115.86 180.85 225 45 M323104R706 6880371 3528458 114.8 21.35 225 45 M323104R707 6880439 3528529 113.94 39.3 225 45 M323104R708 6880395 3528483 114.49 233.8 45 45 M323104R709 6880334 3528364 117.32 145.7 225 45 M323104R710 6880075 3528440 127.47 124 45 45 M323104R711 6880113 3528476 122.88 56.5 45 45 M323104R712 6880561 3527987 123.76 98.8 225 45 M323104R713 6880557 3527981 122.91 145.1 45 45 M323104R714 6880601 3528042 121.47 123.8 45 45 M323105R715 6880693 3528121 115.27 94 45 45 M323105R716 6880715 3528144 112.5 137.2 45 45 M323105R717 6880741 3528150 110.84 88.8 45 45 M323105R718 6880983 3527836 115.5 111.5 45 45 M323105R719 6881015 3527855 112.93 70.4 45 45 M323105R720 6880933 3527821 116.02 21.9 45 45 M323105R721 6880921 3527819 116.07 127.5 45 45 M323105R722 6881183 3527705 109.26 149 45 45 M323105R723 6881215 3527740 108.1 142.1 45 45 M323105R724 6881252 3527776 108.03 73.3 45 45 M323105R725 6881183 3527637 109.15 128.2 45 45 M323105R726 6881166 3527585 109.54 100.4 45 45 M323106R729 6881285 3527515 108.33 100.3 45 45 M323107R727 6881252 3527478 110.28 141.8 45 45 M323107R728 6881410 3527423 107.87 55.95 45 45 M323107R730 6881456 3527455 108.08 82.3 45 45 M323107R731 6881330 3527558 107.85 100.7 45 45 M323107R732 6881483 3527493 108.22 24.65 45 45 M323107R733 6881588 3527592 106.42 25.2 225 45 M323107R736 6881426 3527646 106.91 124.6 45 45 M323107R738 6881359 3527723 106.96 90.05 45 45 M323107R739 6881371 3527737 106.89 57.3 225 45 Reiät 700-704 valtausalueiden ulkopuolella.
Kairausprofiilit 1-8 Liite 4
Liite 4.1
Liite 4.2
Liite 4.3
Liite 4.4
Liite 4.5
Liite 4.6
Liite 4.7
Liite 4.8
Rikastuskokeet Liite 5
Eastern Finland Office C/MT/2007/31 10 October 2007 Outokumpu Laboratory Scale Flotation Testing On Nine Carbonate Drill Core Samples From Rajakangas, Virtasalmi (Finland) Jukka Karhunen
Research report C/MT/2007/31 GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND DOCUMENTATION PAGE Authors Jukka Karhunen Tel. +358 20 550 5882 GSM +358 40 7488 035 E-mail jukka.karhunen@gtk.fi Date / Rec. no. 10 October 2007 Type of report Research report Commissioned by Jukka Reinikainen, GTK, Kuopio Title of report Laboratory Scale Flotation Testing On Nine Carbonate Drill Core Samples From Rajakangas, Virtasalmi (Finland) Abstract Nine drill core samples were delivered by the client in spring 2007. The samples were upgraded by reverse flotation of silicates minerals using amine chemicals as collectors. The quality of the concentrates were as follows (content of calcite and dolomite measured by MLA analyser): R 375(64.00 82.10 m): Brightness 87.5 %; Calcite 87.0 %; Dolomite 5.7 % R 701(42.00 68.60 m): Brightness 87.4 %; Calcite 36.4 %; Dolomite 51.2 % R 705(75.60 118.40 m): Brightness 70.1 %; Calcite 56.1 %; Dolomite 0.9 % R 708(141.75 173.60 m): Brightness 75.1 %; Calcite 57.0 %; Dolomite 20.0 % R 710(77.80 118.25 m): Brightness 83.6 %; Calcite 91.0 %; Dolomite 0.9 % R 716(84.40 112.90 m): Brightness 85.8 %; Calcite 33.7 %; Dolomite 56.2 % R 729(74.00 87.05 m): Brightness 73.8 %; Calcite 63.8 %; Dolomite 10.0 % R 736(96.20 104.55 m): Brightness 87.9; Calcite 47.7 %; Dolomite 16.1 % R 738(40.35 50.90 m): Brightness 84.0 %; Calcite 41.5 %; Dolomite 52.3 % Keywords Carbonate, calcite, dolomite, Virtasalmi Geographical area Finland Map sheet Other information Report serial Research report Total pages 6 + 14, including 4 appendices Language English Unit and section Eastern Finland Office, Mineral processing, 407 Signature/name Archive code C/MT/2007/31 Price Project code 2902000 Signature/name Confidentiality Confidential Laboratory Manager Kauko Ingerttilä Senior Scientist Jukka Karhunen
Research report C/MT/2007/31 Contents Documentation page 1 INTRODUCTION 1 2 TEST PROCEDURE 1 3 RESULTS AND OBSERVATIONS 2 This research report contains totally 6 + 14 pages including cover, documentation and 4 appendices.
Research report C/MT/2007/31 1(3) 1 INTRODUCTION The laboratory scale flotation testing on nine drill core samples from Rajakangas, Virtasalmi carbonate deposit was carried out in June 2007 at GTK Mineral Processing Laboratory at Outokumpu town. The following drill core samples were delivered by the client: Test 1: R 375 (64.00 82.10 m) Test 2: R 701 (42.00 68.60 m) Test 3: R 705 (75.60 118.40 m) Test 4: R 708 (141.75 173.60 m) Test 5: R 710 (77.80 118.25 m) Test 6: R 716 (84.40 112.90 m) Test 7: R 729 (74.00 87.05 m) Test 8: R 736 (96.20 104.55 m) Test 9: R 738 (40.35 50.90 m) The object of the testing was to produce from the drill core samples carbonate concentrates by flotation, to measure the brightness and yellowness, to chemically analyse the products by XRF and C pyrolysis and to measure the partial dissolution by using HCl. The distribution of minerals in the concentrate was measured by using MLA analyser (Mr. Jukka Laukkanen, Senior Scientist). The XRD analysis of the feed and concentrate samples will be made and reported separately at GTK / Espoo (Mia Tiljander, Senior Scientist). 2 TEST PROCEDURE All tests were done with a laboratory flotation machine of Outokumpu type. The solids content of the feed slurry in the rougher flotation was about 25 %, 1 kg samples were floated in a 4 litre cell. The feed samples (1 kg/sample) were first crushed to <1 mm and ground 20 min in a stainless steel mill, using 8 kg stainless steel rods and 0.7 litre water. The particle size after the 20 min grind was 76.5 % <90 µm. Reverse flotation of the silicate minerals were applied by using the following amine chemicals: Armoflote 18 (supplied by Akzo Nobel). A quaternary ammonium compound containing 75 % dicocodimethylammonium chloride, 15 % 2-propanol alcohol and 10 % water. Armoflote 14 / Lilaflot 14 (supplied by Akzo Nobel). 100 % N-alkyl (C 12 -C 18 ) 1,3 diaminopropandiacetates. Ethomeen HT/60 (supplied by Akzo Nobel). Exact composition confidential.
Research report C/MT/2007/31 2(3) The amine chemical blend added to the flotation consisted of: 80 % Armoflote 18 13 % Armoflote 14 / Lilaflot 14 7 % Ethomeen HT/60 In the reverse flotation application Armoflote 18 is the main collector for silicate minerals. Armoflote 14 / Lilaflot 14 makes the flotation of silicates more selective and Ethomeen HT/60 separates any graphite. After two flotation steps, the concentrate was reground 20 min to the particle size distribution 100 % <90 µm and floated four additional steps (see the figure). G1 G2 RC CC1 CC2 CC3 CC4 CC5 RT CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 Legend: RC: Rougher concentrate; RT: Rougher tailings; CC: Cleaner concentrate CT: Cleaner tailings; G1: Grinding 20 min; G2: Regrinding 20 min The dosage of the chemical blend in the first flotation step was 940 g/t, in the second step 625 g/t, in the third step 940 g/t, in the fourth step 625 g/t, in the fifth step 940 g/t and in the sixth step 625 g/t. The flotation time per step was: 8 min, 6 min, 8 min, 6 min, 8 min and 6 min respectively. No ph regulation was used. The above presented procedure applies for the tests 2-9. In the test no 1 only four flotation steps was used. No separation of the slime fraction prior to flotation was done. Prior to the brightness (ISO R457) and yellowness (ISO R570-R457) measurement (Elrepho 2000) the final concentrates were ground 15 min in an agate schwingen mill. The size distribution (Coulter LS Particle Size Analyser, based on the laser diffraction technique) of the ground products was 75 % <8.6 µm, 50 % <3.1 µm and 25 % <1.3 µm. 3 RESULTS AND OBSERVATIONS The flotation results (SiO 2 -, Al 2 O 3 -, FeO-, MgO-, CaO- and C-distributions of the products) and the brightness and yellowness figures of the final concentrates are presented in the appendix 1. The complete XRF and C analyses of the final products and feed samples are presented in the appendix 2. The mineral distributions (MLA analysis) of the final concentrates are presented in the appendix 3. The partial dissolution results of the concentrates by using HCl are shown in the appendix 4.
Research report C/MT/2007/31 3(3) Table 1. Results and observations of the flotation tests. Notice: Feed 1 and product 1 correspond to test 1, etc. For codes of drill cores see the list in the introduction chapter. Mass SiO 2 Al 2 O 3 FeO MgO CaO C Calcite Dolomite Brightness Yellowness % % % % % % % % % % % Feed 1 100 18.3 0.3 0.5 7.7 41.6 8.4 Prod. 1 61.1 2.9 0.04 0.1 4.8 48.3 11.5 87.0 5.7 87.5 0.2 Rich in calcite, high brightness, concentrates easily, potential for paper pigment production Feed 2 100 8.1 0.5 0.4 19.8 34.4 10.8 Prod. 2 55.2 5.7 0.05 0.26 18.9 36.2 11.3 36.4 51.2 87.4 1.1 Rich in dolomite, high brightness, concentrates easily, potential for paper pigment production Feed 3 100 22.3 1.8 1.4 9.9 36.7 7.7 Prod. 3 84.3 20.7 1.6 1.2 9.3 38.0 7.4 56.1 0.9 70.1-0.1 Rich in silicates, low brightness, difficult to concentrate, not suitable for paper pigment production Feed 4 100 18.7 1.3 1.2 19.2 31.8 7.7 Prod. 4 53.0 10.3 0.1 0.7 17.4 37.3 9.5 57.0 20.0 75.1 0.9 Rich in silicates, low brightness, difficult to concentrate, not suitable for paper pigment production Feed 5 100 23.3 1.1 0.7 8.6 39.1 7.4 Prod. 5 32.2 3.4 0.05 0.1 4.9 49.0 11.4 91.0 0.9 83.6-0.2 Rich in calcite, moderate to high brightness, high mass losses in flotation, some potential for paper pigment production Feed 6 100 11.6 0.8 1.2 20.1 32.3 9.6 Prod. 6 48.1 4.3 0.02 0.7 18.0 36.9 11.5 33.7 56.2 85.8 1.8 Rich in dolomite, moderate to high brightness, potential for paper pigment production Feed 7 100 12.8 1.4 1.5 18.9 34.2 8.4 Prod. 7 35.3 10.7 0.2 1.1 17.4 38.5 9.1 63.8 10.0 73.8 2.5 Rich in silicates, low brightness, high mass losses in flotation, not suitable for paper pigment production Feed 8 100 22.9 0.5 0.4 19.2 32.0 6.6 Prod. 8 63.3 15.4 0.2 0.3 17.0 36.2 8.2 47.7 16.1 87.9 1.1 High brightness, but due to high content of silicates probably not suitable for paper pigment production (abrasion problems) Feed 9 100 4.8 0.5 0.7 17.9 36.3 11.3 Prod. 9 40.4 2.9 0.04 0.46 16.1 38.7 11.7 41.5 52.3 84.0 1.2 Rich in dolomite, moderate to high brightness, potential for paper pigment production
Test 1: Virtasalmi R 375 (64.00-82.10 m) App. 1/1 Mass SiO2 SiO2 Al2O3 Al2O3 FeO FeO MgO MgO CaO CaO C C Bright- Yellow- Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. ness ness % % % % % % % % % % % % % % % RT 2.4 26.7 3.4 0.8 6.1 1.0 5.0 14.7 4.5 34.3 1.9 7.3 2.0 RC 97.6 18.1 96.6 0.3 93.9 0.5 95.0 7.5 95.5 41.8 98.1 8.5 98.0 CT1 4.1 39.4 8.9 1.3 17.7 1.1 8.8 12.8 6.9 28.0 2.8 5.4 2.7 CC1 93.5 17.2 87.7 0.3 76.2 0.5 86.2 7.3 88.6 42.4 95.3 8.6 95.3 CT2 9.9 51.5 27.8 1.0 32.4 1.1 21.4 10.2 13.2 26.0 6.2 3.0 3.5 CC2 83.6 13.1 59.9 0.2 43.8 0.4 64.8 6.9 75.4 44.4 89.1 9.2 91.8 CT3 22.5 40.9 50.1 0.5 36.0 1.1 48.6 12.7 37.2 33.7 18.2 3.1 8.3 CC3 61.1 2.9 9.7 0.04 7.8 0.1 16.2 4.8 38.2 48.3 70.9 11.5 83.5 87.5 0.2 F 100 18.3 100 0.3 100 0.5 100 7.7 100 41.6 100 8.4 100 Legend: RC = Rougher Concentrate; CC = Cleaner Concentrate; RT = Rougher Tailings; CT = Cleaner Tailings; F = Calculated Feed Content of SiO2, Al2O3, FeO, MgO and CaO analysed by XRF; C analysed by pyrolysis (Eltra)
Test 2: Virtasalmi R 701 (42.00-68.60 m) App. 1/2 Mass SiO2 SiO2 Al2O3 Al2O3 FeO FeO MgO MgO CaO CaO C C Bright- Yellow- Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. ness ness % % % % % % % % % % % % % % % RT 1.1 23.9 3.2 1.1 2.5 0.7 1.9 24.8 1.4 27.0 0.9 7.8 0.8 RC 98.9 8.0 96.8 0.5 97.5 0.4 98.1 19.7 98.6 34.5 99.1 10.8 99.2 CT1 2.2 28.8 7.9 3.2 15.0 0.9 4.8 26.8 3.0 21.6 1.4 6.3 6.3 CC1 96.7 7.5 88.9 0.4 82.5 0.4 93.3 19.5 95.6 34.8 97.7 10.9 97.9 CT2 2.7 28.5 9.6 3.0 16.9 0.9 6.2 26.1 3.6 22.1 1.8 6.6 1.7 CC2 94.0 6.9 79.3 0.3 65.6 0.4 87.1 19.3 92.0 35.2 96.0 11.1 96.2 CT3 10.1 16.7 20.8 1.6 34.6 0.9 23.2 23.0 11.8 29.0 8.5 8.9 8.4 CC3 83.8 5.7 58.5 0.2 31.0 0.3 63.9 18.9 80.2 35.9 87.4 11.3 87.9 CT4 14.9 7.6 13.9 0.7 22.1 0.5 19.1 20.1 15.1 33.8 14.6 10.8 14.9 CC4 68.9 5.3 44.6 0.1 8.9 0.3 44.8 18.6 65.1 36.3 72.8 11.4 73.0 CT5 13.7 3.5 5.9 0.1 3.2 0.3 8.6 17.6 12.2 36.9 14.7 12.0 15.3 CC5 55.2 5.7 38.6 0.05 5.8 0.26 36.1 18.9 52.8 36.2 58.1 11.3 57.7 87.4 1.1 F 100 8.1 100 0.5 100 0.4 100 19.8 100 34.4 100 10.8 100 Legend: RC = Rougher Concentrate; CC = Cleaner Concentrate; RT = Rougher Tailings; CT = Cleaner Tailings; F = Calculated Feed Content of SiO2, Al2O3, FeO, MgO and CaO analysed by XRF; C analysed by pyrolysis (Eltra)
Test 3: Virtasalmi R 705 (75.60-118.40 m) App. 1/3 Mass SiO2 SiO2 Al2O3 Al2O3 FeO FeO MgO MgO CaO CaO C C Bright- Yellow- Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. ness ness % % % % % % % % % % % % % % % RT 1.8 21.1 1.7 1.7 1.7 1.2 1.6 10.3 1.9 37.4 1.8 7.3 1.8 RC 98.2 22.3 98.3 1.8 98.3 1.4 98.4 9.8 98.1 36.7 98.2 7.2 98.2 CT1 1.2 22.5 1.3 1.8 1.2 1.4 1.2 11.7 1.5 35.7 1.2 7.3 1.3 CC1 97.0 22.3 97.0 1.8 97.1 1.4 97.2 9.8 96.6 36.8 97.0 7.2 96.9 CT2 0.9 26.1 1.1 2.0 1.0 1.9 1.3 14.4 1.4 32.6 0.8 6.9 0.9 CC2 96.0 22.3 95.9 1.8 96.1 1.4 95.9 9.8 95.3 36.8 96.1 7.2 96.0 CT3 2.7 26.4 3.3 2.2 3.3 2.0 3.9 13.8 3.8 32.2 2.4 7.0 2.6 CC3 93.3 22.1 92.7 1.8 92.8 1.3 92.0 9.7 91.4 36.9 93.7 7.2 93.4 CT4 2.8 32.4 4.1 3.3 5.1 2.1 4.3 13.6 3.8 28.5 2.2 6.3 2.4 CC4 90.5 21.8 88.6 1.7 87.7 1.3 87.6 9.5 87.6 37.2 91.6 7.3 91.0 CT5 6.2 36.8 10.3 3.9 13.5 2.4 10.9 12.8 8.1 26.1 4.4 5.5 4.8 CC5 84.3 20.7 78.3 1.6 74.2 1.2 76.8 9.3 79.5 38.0 87.1 7.4 86.2 70.1-0.1 F 100 22.3 100 1.8 100 1.4 100 9.9 100 36.7 100 7.2 100 Legend: RC = Rougher Concentrate; CC = Cleaner Concentrate; RT = Rougher Tailings; CT = Cleaner Tailings; F = Calculated Feed Content of SiO2, Al2O3, FeO, MgO and CaO analysed by XRF; C analysed by pyrolysis (Eltra)
Test 4: Virtasalmi R 708 (141.75-173.60 m) App. 1/4 Mass SiO2 SiO2 Al2O3 Al2O3 FeO FeO MgO MgO CaO CaO C C Bright- Yellow- Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. ness ness % % % % % % % % % % % % % % % RT 1,2 31,6 2,0 4,1 3,8 1,5 1,5 24,1 1,5 21,5 0,8 5,5 0,8 RC 98,8 18,6 98,0 1,2 96,2 1,2 98,5 19,1 98,5 31,9 99,2 7,8 99,2 CT1 6,3 46,7 15,6 6,4 31,9 1,7 8,8 22,9 7,5 13,0 2,6 2,4 2,0 CC1 92,6 16,7 82,4 0,9 64,4 1,2 89,8 18,9 91,0 33,2 96,6 8,1 97,2 CT2 9,7 43,2 22,3 2,8 21,5 2,3 18,8 22,0 11,1 19,6 6,0 2,8 3,5 CC2 82,9 13,6 60,1 0,7 42,9 1,0 70,9 18,5 79,9 34,8 90,7 8,7 93,7 CT3 11,5 33,0 20,3 2,7 24,9 2,5 24,3 22,6 13,6 24,1 8,7 3,7 5,5 CC3 71,3 10,4 39,7 0,3 17,9 0,8 46,6 17,9 66,4 36,5 81,9 9,6 88,2 CT4 10,5 12,1 6,8 1,2 10,0 1,3 11,3 20,1 11,0 33,1 10,9 9,2 12,5 CC4 60,9 10,2 33,0 0,2 8,0 0,7 35,3 17,5 55,4 37,1 71,0 9,6 75,7 CT5 7,8 9,2 3,8 0,3 2,1 0,8 5,3 18,0 7,3 35,8 8,8 10,3 10,4 CC5 53,0 10,3 29,2 0,1 5,9 0,7 30,0 17,4 48,1 37,3 62,2 9,5 65,3 75,1 0,9 F 100 18,7 100 1,3 100 1,2 100 19,2 100 31,8 100 7,7 100 Legend: RC = Rougher Concentrate; CC = Cleaner Concentrate; RT = Rougher Tailings; CT = Cleaner Tailings; F = Calculated Feed Content of SiO2, Al2O3, FeO, MgO and CaO analysed by XRF; C analysed by pyrolysis (Eltra)
Test 5: Virtasalmi R 710 (77.80-118.25 m) App. 1/5 Mass SiO2 SiO2 Al2O3 Al2O3 FeO FeO MgO MgO CaO CaO C C Bright- Yellow- Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. ness ness % % % % % % % % % % % % % % % RT 1,7 32,9 2,5 2,0 3,2 1,2 2,9 16,5 3,4 28,7 1,3 6,0 1,4 RC 98,3 23,2 97,5 1,0 96,8 0,7 97,1 8,4 96,6 39,3 96,7 7,4 98,6 CT1 4,1 44,6 7,9 3,7 14,4 1,2 7,0 14,2 6,9 23,1 2,4 4,1 2,3 CC1 94,1 22,2 89,6 0,9 82,4 0,7 90,1 8,2 89,8 40,0 96,3 7,6 96,3 CT2 11,7 57,2 28,8 3,8 42,3 1,3 21,2 11,1 15,2 19,8 5,9 2,3 3,7 CC2 82,4 17,2 60,9 0,5 40,0 0,6 68,9 7,7 74,6 42,9 90,3 8,3 92,6 CT3 25,0 47,5 50,8 1,4 32,2 1,5 52,8 14,3 41,7 29,7 19,0 1,9 6,2 CC3 57,4 4,1 10,0 0,1 7,8 0,2 16,1 4,9 32,8 48,6 71,4 11,1 86,3 CT4 12,8 7,8 4,3 0,5 5,5 0,4 7,8 6,8 10,1 46,3 15,2 10,0 17,3 CC4 44,6 3,0 5,7 0,06 2,3 0,1 8,3 4,4 22,7 49,3 56,2 11,5 69,0 CT5 12,4 2,0 1,1 0,07 0,8 0,1 2,1 3,0 4,3 49,9 15,8 11,6 19,4 CC5 32,2 3,4 4,7 0,05 1,5 0,1 6,2 4,9 18,4 49,0 40,4 11,4 49,6 83,6-0,2 F 100 23,3 100 1,1 100 0,7 100 8,6 100 39,1 100 7,4 100 Legend: RC = Rougher Concentrate; CC = Cleaner Concentrate; RT = Rougher Tailings; CT = Cleaner Tailings; F = Calculated Feed Content of SiO2, Al2O3, FeO, MgO and CaO analysed by XRF; C analysed by pyrolysis (Eltra)
Test 6: Virtasalmi R 716 (84.40-112.90 m) App. 1/6 Mass SiO2 SiO2 Al2O3 Al2O3 FeO FeO MgO MgO CaO CaO C C Bright- Yellow- Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. ness ness % % % % % % % % % % % % % % % RT 1,1 29,6 2,8 2,6 3,6 2,5 2,3 24,5 1,4 21,4 0,7 5,9 0,7 RC 98,9 11,4 97,2 0,8 96,4 1,2 97,7 20,0 98,6 32,4 99,3 9,6 99,3 CT1 5,0 34,7 14,8 5,2 32,0 2,8 11,3 22,1 5,5 18,6 2,9 4,6 2,4 CC1 93,9 10,2 82,3 0,6 64,5 1,1 86,4 19,9 93,2 33,1 96,4 9,9 96,9 CT2 9,2 30,6 24,2 3,3 36,7 2,4 17,8 22,4 10,2 22,9 6,5 5,4 5,2 CC2 84,7 8,0 58,1 0,3 27,8 1,0 68,6 19,7 82,9 34,2 89,9 10,4 91,8 CT3 12,4 25,3 27,1 1,4 21,4 2,2 21,8 23,9 14,8 25,0 9,6 5,9 7,7 CC3 72,3 5,0 31,0 0,07 6,4 0,8 46,8 18,9 68,1 35,8 80,3 11,1 84,1 CT4 14,5 7,6 9,5 0,3 4,5 1,1 13,2 21,6 15,6 32,7 14,7 10,0 15,2 CC4 57,8 4,3 21,5 0,03 1,9 0,7 33,6 18,3 52,5 36,6 65,5 11,4 68,9 CT5 9,7 4,2 3,5 0,06 0,7 0,8 6,4 19,5 9,4 35,1 10,5 10,9 11,0 CC5 48,1 4,3 17,9 0,02 1,2 0,7 27,2 18,0 43,1 36,9 55,0 11,5 57,8 85,8 1,8 F 100 11,6 100 0,8 100 1,2 100 20,1 100 32,3 100 9,6 100 Legend: RC = Rougher Concentrate; CC = Cleaner Concentrate; RT = Rougher Tailings; CT = Cleaner Tailings; F = Calculated Feed Content of SiO2, Al2O3, FeO, MgO and CaO analysed by XRF; C analysed by pyrolysis (Eltra)
Test 7: Virtasalmi R 729 (74.00-87.05 m) App. 1/7 Mass SiO2 SiO2 Al2O3 Al2O3 FeO FeO MgO MgO CaO CaO C C Bright- Yellow- Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. ness ness % % % % % % % % % % % % % % % RT 17,2 25,1 33,7 4,0 49,4 2,3 26,2 22,7 20,6 24,9 12,4 4,7 9,6 RC 82,8 10,2 66,3 0,8 50,6 1,3 73,8 18,2 79,4 36,4 87,6 9,1 90,4 CT1 10,3 14,3 11,5 3,4 25,4 2,3 15,7 22,5 12,2 28,6 8,6 7,2 8,8 CC1 72,5 9,7 54,8 0,5 25,2 1,2 58,1 17,5 67,2 37,5 79,0 9,4 81,5 CT2 17,1 9,3 12,5 1,2 15,0 1,5 17,5 18,6 16,8 35,4 17,6 9,4 19,2 CC2 55,4 9,8 42,3 0,3 10,2 1,1 40,6 17,2 50,4 38,1 61,4 9,4 62,4 CT3 7,2 8,4 4,7 0,5 2,7 1,2 5,6 17,6 6,7 36,2 7,6 9,9 8,5 CC3 48,2 10,0 37,6 0,2 7,5 1,1 35,0 17,2 43,7 38,4 53,9 9,4 53,9 CT4 8,1 8,0 5,1 0,3 1,9 1,0 5,6 16,7 7,2 38,0 9,0 10,0 9,7 CC4 40,1 10,4 32,5 0,2 5,6 1,1 29,4 17,2 36,5 38,5 44,9 9,2 44,2 CT5 4,8 7,9 2,9 0,3 1,0 1,0 3,1 16,1 4,1 38,6 5,4 10,2 5,8 CC5 35,3 10,7 29,6 0,2 4,6 1,1 26,2 17,4 32,5 38,5 39,5 9,1 38,4 73,8 2,5 F 100 12,8 100 1,4 100 1,5 100 18,9 100 34,2 100 8,4 100 Legend: RC = Rougher Concentrate; CC = Cleaner Concentrate; RT = Rougher Tailings; CT = Cleaner Tailings; F = Calculated Feed Content of SiO2, Al2O3, FeO, MgO and CaO analysed by XRF; C analysed by pyrolysis (Eltra)
Test 8: Virtasalmi R 736 (96.20-104.55 m) App. 1/8 Mass SiO2 SiO2 Al2O3 Al2O3 FeO FeO MgO MgO CaO CaO C C Bright- Yellow- Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. ness ness % % % % % % % % % % % % % % % RT 1,5 32,1 2,1 0,3 1,1 0,5 1,9 22,8 1,7 27,6 1,3 5,7 1,3 RC 98,5 22,7 97,9 0,5 98,9 0,4 98,1 19,1 98,3 32,1 98,7 6,6 98,7 CT1 2,1 34,6 3,2 0,4 1,9 0,5 2,7 23,9 2,6 25,6 1,7 5,4 1,7 CC1 96,4 22,5 94,8 0,5 97,0 0,4 95,5 19,0 95,7 32,2 97,1 6,6 97,0 CT2 1,5 36,6 2,4 0,5 1,6 0,6 2,2 24,9 2,0 23,9 1,1 5,1 1,2 CC2 94,9 22,3 92,4 0,5 95,4 0,4 93,3 18,9 93,7 32,3 95,9 6,7 95,8 CT3 2,9 35,1 4,4 0,7 4,3 0,7 4,4 24,2 3,6 24,2 2,2 5,4 2,4 CC3 92,1 21,9 88,0 0,5 91,1 0,4 88,8 18,8 90,1 32,6 93,8 6,7 93,5 CT4 16,2 33,1 23,4 0,9 30,9 0,6 22,8 21,9 18,5 25,5 12,9 3,2 7,9 CC4 75,9 19,5 64,6 0,4 60,2 0,4 66,0 18,1 71,6 34,1 80,9 7,4 85,6 CT5 12,7 39,8 22,0 0,9 26,4 0,7 19,9 23,5 15,5 23,6 9,3 3,6 6,8 CC5 63,3 15,4 42,6 0,2 33,7 0,3 46,1 17,0 56,1 36,2 71,6 8,2 78,8 87,9 1,1 F 100 22,9 100 0,5 100 0,4 100 19,2 100 32,0 100 6,6 100 Legend: RC = Rougher Concentrate; CC = Cleaner Concentrate; RT = Rougher Tailings; CT = Cleaner Tailings; F = Calculated Feed Content of SiO2, Al2O3, FeO, MgO and CaO analysed by XRF; C analysed by pyrolysis (Eltra)
Test 9: Virtasalmi R 738 (40.35-50.90 m) App. 1/9 Mass SiO2 SiO2 Al2O3 Al2O3 FeO FeO MgO MgO CaO CaO C C Bright- Yellow- Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. Rec. ness ness % % % % % % % % % % % % % % % RT 2,1 25,4 11,3 5,2 21,6 1,8 5,4 22,3 2,8 23,3 1,4 6,0 1,1 RC 97,9 4,3 88,7 0,4 78,4 0,7 94,6 17,8 97,2 36,6 98,6 11,4 98,9 CT1 8,8 14,1 26,1 2,2 36,8 1,8 22,0 19,2 9,4 32,7 7,9 8,7 6,8 CC1 89,1 3,3 62,5 0,2 41,6 0,6 72,6 17,7 87,8 37,0 90,7 11,6 92,1 CT2 14,7 6,5 20,2 1,1 31,5 1,0 21,2 19,8 16,3 33,9 13,7 10,6 13,9 CC2 74,4 2,7 42,4 0,07 10,2 0,5 51,4 17,2 71,5 37,6 77,0 11,8 78,2 CT3 11,5 3,1 7,6 0,2 4,0 0,6 9,6 19,2 12,3 35,5 11,3 11,7 12,0 CC3 62,8 2,6 34,8 0,05 6,2 0,48 41,8 16,9 59,2 37,9 65,7 11,9 66,2 CT4 14,2 2,3 6,9 0,08 2,2 0,5 10,5 18,4 14,6 36,4 14,3 12,1 15,3 CC4 48,6 2,7 27,9 0,04 3,9 0,47 31,4 16,4 44,6 38,4 51,4 11,8 50,9 CT5 8,2 1,9 3,4 0,05 0,8 0,49 5,6 18,0 8,3 36,9 8,3 12,2 8,9 CC5 40,4 2,9 24,6 0,04 3,1 0,46 25,8 16,1 36,3 38,7 43,1 11,7 42,0 84,0 1,2 F 100 4,8 100 0,5 100 0,7 100 17,9 100 36,3 100 11,3 100 Legend: RC = Rougher Concentrate; CC = Cleaner Concentrate; RT = Rougher Tailings; CT = Cleaner Tailings; F = Calculated Feed Content of SiO2, Al2O3, FeO, MgO and CaO analysed by XRF; C analysed by pyrolysis (Eltra)
GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND Appendix 2/1 Mineral Processing Rajakangas, Virtasalmi June 2007 XRF-analyses and C-pyrolysis of final concentrates Test Test Test Test Test Test Test Test Test 1 2 3 4 5 6 7 8 9 % % % % % % % % % SiO2 2,91 5,69 20,7 10,3 3,37 4,33 10,7 15,4 2,89 TiO2 0,000 0,000 0,091 0,002 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 Al2O3 0,04 0,05 1,58 0,14 0,05 0,02 0,18 0,24 0,04 Cr2O3 0,0039 0,0026 0,038 0,0034 0,0023 0,0023 0,0015 0,011 0,0019 V2O3 0,0006 0,0001 0,0022 0,0001 0,0007 0,0000 0,0010 0,0007 0,0007 FeO 0,13 0,26 1,24 0,68 0,14 0,70 1,11 0,31 0,46 MnO 0,010 0,003 0,027 0,025 0,002 0,066 0,020 0,003 0,020 MgO 4,79 18,9 9,29 17,4 4,89 18,0 17,4 17,0 16,1 CaO 48,3 36,2 38,0 37,3 49,0 36,9 38,5 36,2 38,7 Rb2O 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 SrO 0,031 0,011 0,013 0,0099 0,023 0,0089 0,021 0,0065 0,012 BaO 0,004 0,003 0,009 0,002 0,001 0,000 0,004 0,003 0,002 Na2O 0,01 0,01 0,30 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 K2O 0,000 0,000 0,256 0,000 0,000 0,000 0,000 0,003 0,000 ZrO2 0,002 0,001 0,004 0,001 0,001 0,001 0,002 0,001 0,002 P2O5 0,022 0,004 0,197 0,004 0,003 0,002 0,005 0,047 0,002 CO2 42.2 41.4 27.1 34.8 41.8 42.2 33.4 30.1 42.9 OxSum 67,90 72,50 79,40 75,40 69,00 71,60 77,20 77,60 70,00 Cu 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Ni 0,004 0,003 0,016 0,004 0,004 0,003 0,004 0,007 0,003 Co 0,003 0,004 0,007 0,014 0,009 0,007 0,007 0,005 0,010 Zn 0,000 0,001 0,001 0,001 0,000 0,002 0,001 0,000 0,001 Pb 0,004 0,005 0,004 0,004 0,004 0,005 0,005 0,004 0,004 Ag 0,002 0,002 0,003 0,002 0,003 0,002 0,003 0,003 0,002 S 0,007 0,007 0,222 0,023 0,013 0,007 0,028 0,007 0,011 As 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Sb 0,014 0,013 0,012 0,013 0,011 0,013 0,013 0,012 0,013 Bi 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,003 0,002 Te 0,000 0,001 0,000 0,001 0,000 0,001 0,001 0,000 0,000 Y 0,0000 0,0000 0,0008 0,0000 0,0009 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 Nb 0,0000 0,0006 0,0005 0,0005 0,0000 0,0007 0,0005 0,0009 0,0006 Mo 0,0000 0,0000 0,0028 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0007 0,0000 Sn 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 W 0,000 0,001 0,000 0,001 0,001 0,000 0,000 0,001 0,001 Cl 0,011 0,014 0,015 0,040 0,017 0,020 0,063 0,016 0,017 Th 0,0010 0,0008 0,0012 0,0014 0,0017 0,0016 0,0010 0,0007 0,0009 U 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 Cs 0,004 0,000 0,000 0,003 0,004 0,002 0,002 0,002 0,004 La 0,004 0,002 0,003 0,004 0,003 0,003 0,003 0,005 0,002 Ce 0,000 0,002 0,001 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,000 Ta 0,001 0,001 0,000 0,001 0,001 0,000 0,001 0,000 0,002 LOI 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 Ga 0,0000 0,0000 0,0007 0,0004 0,0003 0,0003 0,0000 0,0000 0,0000 C- 11.5 11.3 7.39 9.5 11.4 11.5 9.1 8.22 11.7 pyrolysis