Kaivosvesien puhdistukseen ratkaisuja metsäteollisuudesta Yrjö Hiltunen Mikkelin ammattikorkeakoulu
iformine-hanke Itä- ja Pohjois-Suomen temaattinen yhteistyö 2014-2020 -ohjelma (maakuntaliitot) Toteuttajat: Hakija, hallinnoija: Mikkelin AMK Geologian tutkimuskeskus (GTK) Savonia AMK Lapin AMK Lappeenrannan teknillinen yliopisto, vihreä kemia (LUT) Yritykset
Taustaa Taustalla Tekesin SEEWAY-hanke (mm. GTK, UEF ja Savonia) FLASH-hanke (Mamk ja VTT) Todennettiin rajatusti nopean sekoitusteknologian hyödyt kaivosvesien saostuskemikaalien annosteluun iformine-hanke (prosessitekninen) Mahdollisesti Optimix-hanke (mittaustekninen)
Yleiset tavoitteet Kehittää uusia ratkaisuja kaivosten vesien hallintaan yhdessä metsäteollisuuden ja kaivososaajien kanssa Tarve tehokkaaseen ja turvalliseen tuotantovirtojen ja ympäristövesien käsittelyyn (metallit, typpi ja sulfaatti) Pilotoida uusia vedenpuhdistuksen prosesseja kaivosteollisuudelle Soveltaa nopeita sekoitustekniikoita, biologisia käsittelytekniikoita ja etsiä hiilidioksidin talteenottoprosessin avulla uusia ratkaisuja kaivosteollisuuteen Kehittää puhdistamolietteiden hyötykäyttöä
Tavoitteet (Mikkelin AMK, GTK, Savonia AMK): Luopua massiivisten saostusaltaiden käytöstä MAMK: Laboratoriokokeet Nopea saostus / Flash mixing GTK: Pilotti-kokeet Nopea saostus tuotannossa Savonia: Suodatus/ sedimentointi Sakan poisto heti saostamisen jälkeen
Tavoitteet (MAMK): Hiilidioksidin hyödyntäminen sulfidimineraalin rikastusflotaatiossa o Hiilidioksidi mahdollistaa pienellä energian käytöllä hyvin pienien kuplien tekemisen hiilidioksidiylikylläisestä vedestä, jota ominaisuutta voidaan hyödyntää flotaatiossa. o Hiilidioksidia käyttämällä ei hapeteta flotaatiossa käsiteltävää ainetta o Voidaan hyödyntää vaahdotusrikastusveden ph:n hallinnassa, sillä on mm. yksinkertaisempi laskea ph:ta hallitusti o Flotaatiosovelluksissa hiilidioksidille on kokeellisesti löydetty toimivia käyttökohteita, esim. pyriittimineraalin (rikkikiisun) talteenotto
Tavoitteet (MAMK, GTK): Kipsi- ja muiden sivujaekasojen stabilointi ja maisemointi Suojauksen vaikutus sulfaattien, fosfaattien ja fluorin suotautumiseen kasasta Sivujaekasan stabilointi
Mitä hankkeessa syntyy Pilot-tason referenssejä prosessiratkaisuista kaivosteollisuuden vesi- ja materiaalivirtojen hallintaan Laboratoriotuloksia ja taselaskentaa Selvitykset kaivosvesien ja niiden puhdistuslietteiden käsittelystä Virtaus- ja vesiprosessi-innovaatioita kaivosteollisuudelle Itä- ja Pohjois-Suomen erikoistuneiden tutkimus- ja kehittämisosaajien yhteistyö ja kilpailukyky kasvavat
Mitä hankkeen jälkeen Uusia ratkaisuja, joita otetaan käyttöön kaivoksilla Saavutetaan kansainvälisen liiketoiminnan mahdollisuuksia Mukaan Eurooppa-tasoisiin kehitysohjelmiin
Optimix-hanke Uusi menetelmää metallipitoisuuksien jatkuvatoimiseen mittaukseen => Mahdollistaa puhdistusprosessien paremman säädön ja sitä kautta prosessin ja kemikaalikulutuksen optimoinnin Water Rapid mixing Filter Chemical(s) Control Metallipitoisuuden mittaus Säätö (ph, erikoiskemikaalit, sekoitus) Optimointi => energiansäästö, kemikaalisäästöt UEF / Prosessi-informatiikka 1
Metallipitoisuuksien jatkuvatoiminen mittaus Concentration of metals (mg/l) 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Metallien konsentraatiot kaivosvedessä 0 0 2 4 6 8 10 12 Relaxation rate R2 Mn Fe Cu Zn Concenration (g/l) Sulfaattipitoisuudet kaivosvedessä 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0-0,2 0 50 100 150 200 250 Time (min) [1] Nikolskaya E., Liukkonen M., Kankkunen J., Hiltunen Y. A non-fouling online method for monitoring precipitation of metal ions in mine waters. IFAC Proceedings Volumes (IFAC papers online), Volume 48, Issue 17, pp. 98-101, 2015. [2] Nikolskaya E., Liukkonen M., Kankkunen J., Hiltunen Y. A novel online method for monitoring precipitation of metals in mining waters. In: Proc. of Automaatio XXI, Internetin teollinen vallankumous älykkäistä laitteista verkottuneeseen älyyn, paper F2035, 2015. UEF / Prosessi-informatiikka 1