Itä-Suomen yksikkö S/49/0000/2007/ Kuopio

Itä-Suomen yksikkö S/49/0000/2007/93 17.12.2007 Kuopio Rikastushiekkojen ja sivukivien mineraloginen ja kemiallinen koostumus sekä neutraloimispotentiaalisuhteet tuloksia kahdeksalta eurooppalaiselta kaivokselta Päivi M. Heikkinen & Jukka Laukkanen

Geologian tutkimuskeskus Neulaniementie 5, 70211 Kuopio Itä-Suomen yksikkö Työn tilaaja VTT/ Tommi Kaartinen PL 1000 02044 VTT Tekijöiden yhteystiedot Päivi M. Heikkinen Geologian tutkimuskeskus PL 1237 70211 Kuopio Puh. 020 550 3715 Fax 020 550 13 Sähköposti: paivi.heikkinen@gtk.fi Jukka Laukkanen Geologian tutkimuskeskus Tutkijankatu 1 83500 Outokumpu Puh. 020 550 5834 Fax 013 557557 Sähköposti: jukka.laukkanen@gtk.fi

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä / Dnro 17.12.2007 Tekijät Päivi M. Heikkinen & Jukka Laukkanen Raportin laji Arkistoraportti Toimeksiantaja VTT/GTK Raportin nimi Rikastushiekkojen ja sivukivien mineraloginen ja kemiallinen koostumus sekä neutraloimispotentiaalisuhteet tuloksia kahdeksalta eurooppalaiselta kaivokselta Tiivistelmä Tutkimuksessa selvitettiin kuuden eurooppalaisen sulfidikaivoksen ja kahden kivihiilikaivoksen rikastushiekkojen ja sivukivien kemiallista ja mineralogista koostumusta VTT:llä tehtyjen staattisten testien pohjaksi. Työ tehtiin VTT:n ja GTK:n toimeksiantona Renlundin säätiön tuella. Tutkittujen näytteiden kemiallinen koostumus analysoitiin röntgenfluoresenssimenetelmällä ja kokonaisrikin, kokonaishiilen ja ei-karbonaattisen hiilen pitoisuudet määritettiin Leco-analysaattorilla. Karbonaattihiilen määrä analysoitiin kokonaishiilen ja ei-karbonaattisen hiilen erotuksena. Näytteiden kvantitatiiviset mineralogiset määritykset tehtiin MLA-laitteistolla. Näytteiden kykyä tuottaa happamia valumavesiä arvioitiin neutraloimispotentiaalisuhteen perusteella, joka määritettiin laskennallisesti karbonaattihiilen ja kokonaisrikin pitoisuuksista. Tutkitut sulfidimalmikaivosten sivukivet ja rikastushiekat koostuivat pääosin kvartsista ja maasälvistä ja kivihiilikaivosten rikastushiekat illiitistä ja kivihiilestä. Näytteet sisälsivät vaihtelevia määriä sulfidimineraaleja (0,4 21,3 %) ja sulfidimineraalien hapettumisessa muodostuvaa happamuutta puskuroivia karbonaattimineraaleja (0-8,1 paino-%). Kaiken kaikkiaan tutkituista kahdeksasta sivukivestä ja rikastushiekasta viisi luokittui happamia valumavesiä tuottaviksi ja ainoastaan yksi ei omannut happamien valumavesien muodostumisriskiä, kun näytteiden neutralointipotentiaalit määritettiin puskuroivien karbonaattimineraalien sisältämän karbonaattihiilen perusteella. Kaksi rikastushiekkanäytteistä oli näiden luokkien välistä. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) sivukivi, rikastushiekka, mineralogia, kemiallinen koostumus, neutraloimispotentiaalisuhde, hapan kaivosvaluma Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Ruotsi, Unkari, Saksa Karttalehdet Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistoraportti Arkistotunnus S/49/0000/2007/93 Kokonaissivumäärä 5 Kieli suomi Hinta - Julkisuus Julkinen Yksikkö ja vastuualue ISY, 402 ja 407 Hanketunnus 1800000 / K843/42/2007 Allekirjoitus/nimen selvennys Allekirjoitus/nimen selvennys

Heikkinen, P.M. & Laukkanen, J. Sivukivien ja rikastushiekkojen mineraloginen ja kemiallinen koostumus sekä neutraloimispotentiaalisuhteet - tuloksia kahdeksalta eurooppalaiselta kaivokselta Tiivistelmä Tutkimuksessa selvitettiin kuuden eurooppalaisen sulfidikaivoksen ja kahden kivihiilikaivoksen rikastushiekkojen ja sivukivien kemiallista ja mineralogista koostumusta VTT:llä tehtyjen staattisten testien pohjaksi. Työ tehtiin VTT:n ja GTK:n toimeksiantona Renlundin säätiön tuella. Tutkittujen näytteiden kemiallinen koostumus analysoitiin röntgenfluoresenssimenetelmällä ja kokonaisrikin, kokonaishiilen ja ei-karbonaattisen hiilen pitoisuudet määritettiin Leco-analysaattorilla. Karbonaattihiilen määrä analysoitiin kokonaishiilen ja ei-karbonaattisen hiilen erotuksena. Näytteiden kvantitatiiviset mineralogiset määritykset tehtiin MLA-laitteistolla. Näytteiden kykyä tuottaa happamia valumavesiä arvioitiin neutraloimispotentiaalisuhteen perusteella, joka määritettiin laskennallisesti karbonaattihiilen ja kokonaisrikin pitoisuuksista. Tutkitut sulfidimalmikaivosten sivukivet ja rikastushiekat koostuivat pääosin kvartsista ja maasälvistä ja kivihiilikaivosten rikastushiekat illiitistä ja kivihiilestä. Näytteet sisälsivät vaihtelevia määriä sulfidimineraaleja (0,4 21,3 %) ja sulfidimineraalien hapettumisessa muodostuvaa happamuutta puskuroivia karbonaattimineraaleja (0-8,1 paino-%). Kaiken kaikkiaan tutkituista kahdeksasta sivukivestä ja rikastushiekasta viisi luokittui happamia valumavesiä tuottaviksi ja ainoastaan yksi ei omannut happamien valumavesien muodostumisriskiä, kun näytteiden neutralointipotentiaali määritettiin puskuroivien karbonaattimineraalien sisältämän karbonaattihiilen perusteella. Kaksi rikastushiekkanäytteistä oli näiden luokkien välistä. Happamien valumavesien muodostumisriskin ohella useimmat sulfidimalmikaivosten rikastushiekat sisälsivät raskasmetalleja ja/tai arseenia. Kivihiilikaivosten rikastushiekat sisälsivät kromia ja sinkkiä. Raskasmetallien ja arseenin määritykset tehtiin kokonaispitoisuusmäärityksinä, jolloin ne eivät välttämättä kuvaa suoraan ympäristölle haitallisen, materiaaleista liukenevien metallien pitoisuuksia.

Heikkinen, P.M. & Laukkanen, J. Sivukivien ja rikastushiekkojen mineraloginen ja kemiallinen koostumus sekä neutraloimispotentiaalisuhteet - tuloksia kahdeksalta eurooppalaiselta kaivokselta Sisällysluettelo Kuvailulehti Tiivistelmä 1 JOHDANTO 1 2 TUTKIMUSAINEISTO JA -MENETELMÄT 1 2.1 Mineralogisen koostumuksen määrittäminen 2 2.2 Kemiallisen koostumuksen määrittäminen 3 3 TULOKSET 3 4 YHTEENVETO 5 5 KIRJALLISUUSVIITTEET 5 6 LIITTEET 5

Heikkinen, P.M. & Laukkanen, J. Sivukivien ja rikastushiekkojen mineraloginen ja kemiallinen koostumus sekä neutraloimispotentiaalisuhteet - tuloksia kahdeksalta eurooppalaiselta kaivokselta 1 JOHDANTO Tässä tutkimuksessa on analysoitu kuuden rikastushiekkanäytteen ja kahden sivukivinäytteen mineralogista ja kemiallista koostumusta VTT:llä vuonna 2007 tehtyjen staattisten testien tulosten tarkastelun pohjaksi. Staattisisilla testeillä kuvataan kaivannaisteollisuuden jätteiden haponmuodostus- ja neutralointiominaisuuksia (Price et al. 1997). Tämän vuoksi raportin tulosten tarkastelussa on painotettu happamuutta tuottavien sulfidimineraalien sekä mahdollisten neutraloivien mineraalien, kuten karbonaattien, osuutta kokonaismineralogiasta. Lisäksi kemiallisten tulosten pohjalta on laskennallisesti määritetty materiaalien neutraloimispotentiaalisuhteet. VTT on toimittanut tutkimuksessa kuvattavat näytemateriaalit, ja ne ovat peräisin kahdeksalta eurooppalaiselta kaivokselta. Materiaalitoimittajien pyynnöstä raportissa ei ole yksilöity kaivoksia tarkemmin. Raportissa kuvattavat analyysit on tehty VTT:n toimeksiannosta K.H. Renlundin säätiön tuella. 2 TUTKIMUSAINEISTO JA -MENETELMÄT Tutkitut sivukivi- ja rikastushiekkanäytteet ovat peräisin kahdeksalta eurooppalaiselta kaivokselta. Sivukivistä toinen on suomalaiselta kultakaivokselta ja toinen ruotsalaiselta sulfidimalmikaivokselta. Rikastushiekoista 2 kpl on Ruotsista sulfidimalmikaivoksilta, 2 kpl Unkarista sulfidimalmikaivoksilta ja 2 kpl Saksasta kivihiilikaivoksilta. Näytteiden tiedot on kuvattu taulukossa 1. Taulukko 1. Tutkittujen sivukivi- ja rikastushiekkanäytteiden taustatiedot. Kaivoksen Kaivoksen Kaivokselta Malmityyppi Tärkeimmät hyödynnettävät koodi sijaintimaa louhittavat arvoaineet malmimineraalit K Suomi Au Sulfidimalmfiitti) Arseenipyriitti, pyriitti, (gersdor- M Ruotsi Zn, Cu, Au, Sulfidimalmi Pyriitti, kalkopyriitti, sinkkivälke, Ag arsenopyriitti Ga Ruotsi Zn, Pb, Ag, Sulfidimalmkiisu, Lyijyhohde, sinkkivälke, kupari- Cu, Au (magneettikiisu, rikkikiisu) Z Ruotsi Zn, Pb, Ag Sulfidimalmkiisu, Sinkkivälke, lyijyhohde, kupari- magneettikiisu Gy Unkari Zn, Pb Sulfidimalmi sinkkivälke, wurtziitti, lyijyhohde, kuparikiisu, rikkikiisu, antimoniit- R Unkari Cu, Au Sulfidimalmi ti Kuparikiisu, rikkikiisu, Au/Ag telluridit, Au, enargiitti, (sinkkivälke, magneettikiisu, lyijyhohde) SK_K1 SK_M RHK_Ga RHK_Z RHK_Gy RHK_R Näytetunnus Näytetyyppi Sivukivi Sivukivi Rikastushiekka Rikastushiekka Rikastushiekka Rikastushiekka S Saksa Kivihiili Kivihiili Kivihiili RHK_S Rikastushiekka P Saksa Kivihiili Kivihiili Kivihiili RHK_P Rikastushiekka 1

Heikkinen, P.M. & Laukkanen, J. Sivukivien ja rikastushiekkojen mineraloginen ja kemiallinen koostumus sekä neutraloimispotentiaalisuhteet - tuloksia kahdeksalta eurooppalaiselta kaivokselta 2.1 Mineralogisen koostumuksen määrittäminen Sivukivien ja rikastushiekkojen mineralogisen koostumuksen määrittämistä varten näytteistä valmistettiin kiillotetut ohuthieet. Hieitä varten sivukivinäytteistä sahattiin sopivat leikkeet ja kivihiilikaivosten rikastushiekat murskattiin < 1 mm raekokoon ja ositettiin. Muista rikastushiekkanäytteistä ohuthieet valmistettiin GTK:lle toimitetuista VTT:llä esikäsitellyistä (pakastekuivatus, ositus) näytteistä. Näytteiden kvantitatiivinen mineraloginen koostumus määritettiin MLA-laitteistolla (Mineral Liberation Analyser). Laitteisto koostuu FEI:n pyyhkäisyelektronimikroskoopista Quanta 600 ESEM, johon on kytketty EDAX:in energiadispersiivinen röntgenspektrometri varustettuna kahdella detektorilla (EDX). Australialainen JKTech (University of Mine, Brisbane, Australia) on tehnyt laitteiston ohjelmiston, jonka perusteella voidaan tehdä kvantitatiivisia mittauksia valomikroskooppinäytteistä. Näytteiden analysoinnissa käytettiin automaattista XMOD_STD pistelaskumenetelmää, jossa näytteestä otetaan ensin backscatter-kuva (BSE). Kuvanoton jälkeen varsinainen mittaus tehdään poikkeuttamalla elektronisuihkua pisteestä toiseen x- ja y-suunnissa. Jos elektronisuihku osuu mineraalien rajapinnalle, ohjelma poikkeuttaa suihkua operaattorin valitseman matkan. Pisteissä kerätään kohteesta ED-spektri. Spektri tunnistetaan vertaamalla ED-spektrikirjaston spektreihin. Käytännössä menetelmässä siis lasketaan osumien määrä/mineraali ja tuloksista lasketaan mineraalien määrät pinta-ala- ja painoprosentteina. Stereologian periaatteiden mukaan näin voidaan menetellä, jos näyte on homogeeninen. MLA-analyysillä ei voida määrittää kivihiilen osuutta. Se määritettiin kivihiilirikastushiekkanäytteille laskennallisesti ei-karbonaattisen hiilen määrän perusteella. Kivihiilestä ei ollut tarkkaa koostumustietoa käytettävissä, joten hiilen osuutena käytettiin 91,5 %, joka vastaa hiililuokituksessa antrasiittien sisältämän hiilen alinta pitoisuutta. Mineralogiset määritykset tehtiin GTK:n mineraalitekniikan laboratoriossa Outokummussa. Kuva1. MLA-laite GTK:n Mineraalitekniikassa. 2

Heikkinen, P.M. & Laukkanen, J. Sivukivien ja rikastushiekkojen mineraloginen ja kemiallinen koostumus sekä neutraloimispotentiaalisuhteet - tuloksia kahdeksalta eurooppalaiselta kaivokselta 2.2 Kemiallisen koostumuksen määrittäminen Kemiallisia analyysejä varten sivukivinäytteet murskattiin leukamurskaimella <4 mm:n raekokoon, jonka jälkeen näytteet ositettiin ja hienonnettiin tarvittaessa rengasmyllyllä <125 µm:n raekokoon. Myös kivihiilirikastushiekkanäytteet hienonnettiin <125 µm:n raekokoon. Muut rikastushiekkanäytteet kylmäkuivattiin ja ositettiin, ja lisäksi tarvittaessa hienonnettiin rengasmyllyllä <125 µm:n raekokoon. Näytteiden esikäsittely tehtiin VTT:llä. Näytteiden kemiallinen kokonaiskoostumus analysoitiin XRF menetelmällä ja hiili- ja rikkipitoisuudet Leco analysaattorilla. Näytteiden karbonaattihiilen määrä analysoitiin kokonaishiilen ja ei-karbonaattisen hiilen erotuksista. Kemialliset analyysit tehtiin GTK:n akkreditoidussa geolaboratoriossa Espoossa. Näytteiden kykyä tuottaa happamia valumavesiä arvioitiin näytteiden neutraloimispotentiaalin perusteella, joka laskettiin neutralointipotentiaalin (NP) ja hapontuottopotentiaalin (AP) suhteena. Neutralointipotentiaali määritettiin karbonaattihiilen perusteella ja hapontuottopotentiaali kokonaisrikkianalyysin pohjalta. Happamien valumavesien muodostumisen arvioimiseksi neutraloimispotentiaalisuhdetta verrattiin Euroopan komission kaivannaisteollisuuden jätteille esittämään luokitukseen (EC 2004). 3 TULOKSET Näytteiden mineralogisten ja kemiallisten analyysien tulokset on kuvattu liitteissä 1 ja 2. Sivukivinäyte SK_K1 koostui pääosin kloriitista, kvartsista ja plagioklaasista, joiden osuus kivessä oli noin 87 %. Kivi sisälsi sulfidimineraalien hapettumisessa muodostuvaa happamuutta puskuroivaa kalsiittia n. 6,4 paino-%. Sen sijaan sulfidimineraalien (rikkikiisu ja magneettikiisu) osuus oli ainoastaan noin 0,4 paino-%. Kivi sisälsi arseenia 0,8 %. Neutraloimispotentiaalisuhde oli kivessä 4,8 (Taulukko 2), joten sivukiven sisältämien sulfidimineraalien hapettuminen ei aiheuta happamien valumavesien muodostumista. Sivukivinäyte SK_M koostui lähes yksinomaan kvartsista (63 paino-%), jonka lisäksi kivessä oli runsaasti rikkikiisua (20,9 paino-%) ja muskoviittia (14 paino-%). Rikkikiisun ohella kivi sisälsi arseenisulfideja 0,4 paino-%, mutta ei lainkaan happamuutta puskuroivia karbonaattimineraaleja. Kivi sisälsi sinkkiä 0,1 % ja arseenia 0,1 %. Neutraloimispotentiaalisuhteen perusteella sivukivi on happamia valumavesiä muodostava (NP/AP < 1; Taulukko 2). Ruotsista peräisin olevien sulfidimalmikaivosten rikastushiekoista näyte RHK_Ga koostui pääosin kvartsista ja biotiitista. Karbonaattimineraaleja (kalsiitti, dolomiitti) näyte sisälsi 3,7 paino- % ja sulfidimineraaleja (rikkikiisu, magneettikiisu, lyijyhohde, sinkkivälke, kuparikiisu) n. 11 paino-%. Rikastushiekka RHK_Z puolestaan koostui kvartsista ja kalimääsälvästä, joiden lisäksi näytteessä oli runsaasti myös biotiittia ja klinopyrokseenia. Karbonaattimineraalien (kalsiitti, dolomiitti) määrä oli näytteessä RHK_Z samaa luokkaa (3,4 paino-%) kuin RHK_Ga:ssä, mutta se sisälsi selvästi vähemmän sulfidimineraaleja (n. 2 paino-%). Neutraloimispotentiaalisuhteen perusteella näyte RHK_Ga oli happamia valumavesiä tuottava (NP/AP < 1) ja RHK_Z mahdolli- 3

Heikkinen, P.M. & Laukkanen, J. Sivukivien ja rikastushiekkojen mineraloginen ja kemiallinen koostumus sekä neutraloimispotentiaalisuhteet - tuloksia kahdeksalta eurooppalaiselta kaivokselta sesti happamia valumavesiä tuottava (1<NP/AP < 2;Taulukko 2). Molemmat rikastushiekat sisälsivät runsaasti sinkkiä (0,7-0,8 %) ja lyijyä (0,4-0,6 %). Unkarilaisten sulfidimalmikaivosten rikastushiekoista näyte RHK_R koostui lähes yksinomaan kvartsista (93,7 paino-%). Näyte ei sisältänyt lainkaan karbonaattimineraaleja ja sulfidimineraaleja (rikkikiisu, enargiitti) se sisälsi 0,14 paino-%. Näyte RHK_Gy koostui vastaavasti suurelta osin kvartsista (56 paino-%), jonka ohella päämineraaleina olivat kalimaasälpä (13,4 paino-%) ja kalsiitti (8,1 paino-%). Kalsiitin lisäksi näyte sisälsi karbonaattimineraaleista ankeriittia 0,3 paino-%. Sulfidimineraalien osuus rikastushiekassa oli 3,6 paino-%, ja ne koostuivat rikkikiisusta ja sinkkivälkkeestä. Rikastushiekka RHK_Gy sisälsi lyijyä (650 mg/kg) ja molemmat rikastushiekat sisälsivät kuparia (150 ja 220 mg/kg). Kalsiittia sisältävän rikastushiekan RHK_Gy kyky tuottaa happamia valumavesiä oli neutraloimispotentiaalisuhteen perusteella epätodennäköistä (2<NP/AP<4), ja RHK_R luokittui alhaisesta rikkipitoisuudestaan huolimatta happamia valumavesiä tuottavaksi (NP/AP<1; Taulukko 2). Kivihiilikaivosten rikastushiekat (RHK_S ja RHK_P) koostuivat suurelta osin illiitistä, jonka jälkeen päämineraalina oli kivihiili. Molemmat rikastushiekat sisälsivät vähäisiä määriä karbonaattimineraaleja (3,2-4,6 paino-%) sekä vähän rikkikiisua (0,5-0,6 paino-%). Karbonaattimineraalit olivat kuitenkin suureksi osaksi koostumukseltaan rautakarbonaatteja (Fe-magnesiitti, sideriitti, ankeriitti-dolomiitti). Näyte RHK-S sisälsi lisäksi 0,9 paino-% happamuutta puskuroivaa kalsiittia ja dolomiittia. Neutraloimispotentiaalisuhteen perusteella rikastushiekkojen kyky tuottaa happamia valumavesiä on epätodennäköistä (2<NP/AP<4; Taulukko 2). Karbonaattien määrään perustuva neutralointipotentiaali kuitenkin yliarvioi tässä tapauksessa neutraloimiskyvyn, koska suurin osa karbonaateista on rautakarbonaatteja. Jos niiden osuus jätetään huomioimatta, luokittuvat molemmat rikastushiekat happamia valumavesiä tuottaviksi (NP/AP<1). Kivihiilikaivosten rikastushiekat sisälsivät kromia (140 mg/kg ja 180 mg/kg) ja sinkkiä (120 mg/kg ja 150 mg/kg). Muiden raskasmetallien pitoisuudet olivat näytteissä < 80 mg/kg ja arseenin pitoisuudet olivat alle määritysrajan. Taulukko 2. Sivukivi- ja rikastushiekkanäytteiden hapontuotto- ja neutralointipotentiaalit (AP ja NP) sekä neutraloimispotentiaalisuhteet (NP/AP). Hapontuottopotentiaali on laskettu kokonaisrikkipitoisuuden perusteella ja neutralointipotentiaali karbonaattihiilen määrän perusteella. Näytetunnus AP NP NP/AP (kgcaco 3 /t) (kgcaco 3 /t) SK_K1 47,8 227,5 4,8 SK_M 103,1 45,6 0,4 RHK_Ga 173,3 48,7 0,3 RHK_Z 21,4 37,8 1,8 RHK_Gy 46,3 105,8 2,3 RHK_R 7,8 2,2 0,3 RHK_S 8,8 33,5 3,8 RHK_P 18,5 39,1 2,1 4

Heikkinen, P.M. & Laukkanen, J. Sivukivien ja rikastushiekkojen mineraloginen ja kemiallinen koostumus sekä neutraloimispotentiaalisuhteet - tuloksia kahdeksalta eurooppalaiselta kaivokselta 4 YHTEENVETO Tutkimuksessa selvitettiin kuuden eurooppalaisen sulfidikaivoksen ja kahden kivihiilikaivoksen rikastushiekkojen ja sivukivien kemiallista ja mineralogista koostumusta. Näytteiden kykyä tuottaa happamia valumavesiä arvioitiin lisäksi neutraloimispotentiaalisuhteen perusteella, joka määritettiin laskennallisesti karbonaattihiilen ja kokonaisrikin pitoisuuksista. Tutkitut sulfidimalmikaivosten sivukivet ja rikastushiekat koostuivat pääosin kvartsista ja maasälvistä ja kivihiilikaivosten rikastushiekat illiitistä ja kivihiilestä. Näytteet sisälsivät vaihtelevia määriä sulfidimineraaleja (0,4 21,3 %) ja sulfidimineraalien hapettumisessa muodostuvaa happamuutta puskuroivia karbonaattimineraaleja (0-8,1 paino-%). Runsaimmin sulfidimineraaleja (rikkikiisu, arseenisulfidit) oli ruotsalaisen Zn-Cu-Au-Ag -kaivoksen sivukivinäytteessä (SK_M), joka luokittui happamia valumavesiä tuottavaksi. Vähiten sulfidimineraaleja sisälsivät suomalaisen Au-kaivoksen sivukivi (SK_K1), unkarilaisen Cu-Au-kaivoksen rikastushiekka (RHK_R) ja saksalaisten kivihiilikaivosten rikastushiekat (RHK_S, RHK_P), joissa sulfidimineraalien osuudet olivat 0,14-0,6 paino-%. Alhaisista rikkipitoisuuksista huolimatta ne luokittuivat suomalaisen kultakaivoksen sivukiveä lukuun ottamatta happamia valumavesiä tuottaviksi, sillä niissä olivat myös puskuroivien karbonaattimineraalien osuudet alhaisia. Kaiken kaikkiaan tutkituista kahdeksasta sivukivestä ja rikastushiekasta viisi luokittui happamia valumavesiä tuottaviksi ja ainoastaan yksi ei omannut happamien valumavesien muodostumisriskiä, kun neutralointipotentiaali määritettiin puskuroivien karbonaattimineraalien sisältämän karbonaattihiilen perusteella. Kaksi rikastushiekkanäytteistä oli näiden luokkien välistä. Happamien valumavesien muodostumisriskin ohella useimmat sulfidimalmikaivosten rikastushiekat sisälsivät raskasmetalleja ja/tai arseenia. Kivihiilikaivosten rikastushiekat sisälsivät kromia ja sinkkiä. Raskasmetallien ja arseenin määritykset tehtiin kokonaispitoisuusmäärityksinä, jolloin ne eivät välttämättä kuvaa suoraan ympäristölle haitallisen, materiaaleista liukenevien metallien pitoisuuksia. 5 KIRJALLISUUSVIITTEET EC 2004. Reference Document on Best Available Techniques for Management of Tailings and Waste Rock in Mining Activities. July 2004. European Commission, Directorate-General JRC Joint Research Center, Institute for Prospective Technological Studies, Technologies for Sustainable Development, European IPPC Bureau. 511 s. Price, W., Morin, K. & Hutt, N. 1997. Guidelines for the prediction of acid rock drainage and metal leaching for mines in British Columbia: Part II. Recommended procedures for static and kinetic tests. In: Fourth International Conference on Acid Rock Drainage. Vancouve, B.C. Canada, May 31 June 6, 1997. Proceedings, volume 1, pp. 15-30. 6 LIITTEET Liite 1. Liite 2. Tutkittujen sivukivi- ja rikastushiekkanäytteiden mineraloginen koostumus Tutkittujen sivukivi- ja rikastushiekkanäytteiden kemiallinen koostumus 5

Liite 1. Tutkittujen sivukivi- ja rikastushiekkanäytteiden mineraloginen koostumus

Geologian tutkimuskeskus Mineraalitekniikka Tuula Saastamoinen 27/11/2007 SK_K1 mineraalipitoisuudet Mittausmenetelmä XMOD-std Modal Mineralogy Mineral Mineral Mineral Area Mineral Area Particle Grain Weight (%) (%) (um2) Count Count Quartz 31.1 32.6 2747853.8 4276 4276 Plagioclase 19.2 20.6 1732510.3 2696 2696 K_feldspar 0.3 0.3 23134.4 36 36 Muscovite 5.3 5.3 442766.9 689 689 Chlorite 36.8 34.1 2871237.3 4468 4468 Calcite 6.4 6.5 549442.2 855 855 Dolomite Apatite 0.2 0.1 12209.8 19 19 Titanite_altered 0.1 0.1 9639.3 15 15 Rutile 0.1 0.1 7711.5 12 12 Ilmenite Magnetite Pyrite 0.1 0.1 6426.2 10 10 Chalcopyrite 0.0 0.0 1927.9 3 3 Pyrrhotite 0.3 0.2 13495.1 21 21 Sphalerite 0.0 0.0 642.6 1 1 Unclassified 0.1 0.1 8354.1 13 13 Total 100.0 100.0 8427351.5 13114 13114

Geologian tutkimuskeskus Mineraalitekniikka Tuula Saastamoinen 27/11/2007 SK_M mineraalipitoisuudet Mittausmenetelmä XMOD-std Modal Mineralogy Mineral Mineral Mineral Area Mineral Area Particle Weight (%) (%) (um2) Count Grain Count Quartz 63.0 70.7 6241792.3 9713 9713 Plagioclase K_feldspar 1.3 1.4 127881.9 199 199 Muscovite 14.0 14.9 1316090.9 2048 2048 Chlorite 0.2 0.2 20563.9 32 32 Apatite 0.0 0.0 3855.7 6 6 Titanite Rutile 0.0 0.0 1927.9 3 3 Ilmenite Magnetite Pyrite 20.9 12.4 1096956.6 1707 1707 Pyrrhotite 0.0 0.0 642.6 1 1 Arsenopyrite 0.4 0.2 17350.8 27 27 Chalcopyrite 0.0 0.0 1285.2 2 2 Sphalerite 0.0 0.0 1285.2 2 2 Unclassified 0.0 0.0 3213.1 5 5 Total 100.0 100.0 8832846.3 13745 13745

Modal Mineralogy RHK_Ga Number of Particles: 5003 Modal Mineralogy Mineral Mineral Weight (%) Mineral Area (%) Mineral Area (um2) Particle Count Grain Count Quartz 51.46 56.91 714652.97 2847.00 2847.00 Albite 2.16 2.42 30373.38 121.00 121.00 Oligoclase 0 0 0.00 0.00 0.00 Labradorite 1.38 1.50 18826.47 75.00 75.00 Tremolite 4.89 4.70 58989.62 235.00 235.00 Cummingtonite 0.43 0.38 4769.37 19.00 19.00 Hornblende 1.55 1.34 16818.32 67.00 67.00 Microcline 1.94 2.22 27863.18 111.00 111.00 Talc 1.30 1.36 17069.34 68.00 68.00 Muscovite 2.06 2.16 27110.12 108.00 108.00 Biotite 7.80 7.62 95638.49 381.00 381.00 Phlogopite 0.29 0.30 3765.29 15.00 15.00 Chlorite 3.01 2.94 36899.89 147.00 147.00 Garnet 2.00 1.40 17571.38 70.00 70.00 Diopside 0.44 0.40 5020.39 20.00 20.00 Hedenbergite 1.04 0.86 10793.85 43.00 43.00 Epidote 1.99 1.72 21587.69 86.00 86.00 Staurolite_andalusi 0.08 0.06 753.06 3.00 3.00 Calcite 2.14 2.32 29118.28 116.00 116.00 Dolomite 1.52 1.56 19579.53 78.00 78.00 Fluorite 0.27 0.26 3263.26 13.00 13.00 Pyrite 7.33 4.30 53969.23 215.00 215.00 Pyrrhotite 3.14 2.00 25101.97 100.00 100.00 Gahnite 0.71 0.46 5773.45 23.00 23.00 Galena 0.26 0.10 1255.10 5.00 5.00 Sphalerite 0.30 0.22 2761.22 11.00 11.00 Chalcopyrite 0.03 0.02 251.02 1.00 1.00 Unclassified 0.48 0.50 6275.49 25.00 25.00 Total 100.00 100.00 1255851.36 5003.00 5003.00

Modal Mineralogy RHK_Z Number of Particles: 14043 Modal Mineralogy Mineral Mineral Weight (%) Mineral Area (%) Mineral Area (um2) Particle Count Grain Count Quartz 24.93 26.73 942327.81 3754.00 3754.00 Albite 1.01 1.10 38657.03 154.00 154.00 Oligoclase 2.82 3.03 106683.36 425.00 425.00 Labradorite 1.60 1.69 59742.68 238.00 238.00 Anorthite 1.29 1.32 46689.66 186.00 186.00 Microcline 24.41 27.10 955380.83 3806.00 3806.00 Biotite 11.75 11.13 392343.73 1563.00 1563.00 Muscovite 0.46 0.47 16567.30 66.00 66.00 Chlorite 1.31 1.24 43677.42 174.00 174.00 Garnet 4.37 2.96 104424.18 416.00 416.00 Hyalophane 3.87 3.93 138562.85 552.00 552.00 Wollastonite 0.16 0.16 5773.45 23.00 23.00 Clinopyroxene 7.20 6.39 225415.66 898.00 898.00 Actinolite 3.34 3.13 110197.63 439.00 439.00 Tremolite 0.23 0.21 7530.59 30.00 30.00 Cummingtonite 0.38 0.32 11295.88 45.00 45.00 Hornblende 0.51 0.43 15061.18 60.00 60.00 Hortonolite 0.82 0.53 18826.47 75.00 75.00 Epidote 1.58 1.32 46438.64 185.00 185.00 Serpentine 0.09 0.10 3514.28 14.00 14.00 Kyanite_andradite 0.14 0.11 4016.31 16.00 16.00 Titanite 0.28 0.23 8032.63 32.00 32.00 Calcite 3.65 3.83 135048.58 538.00 538.00 Dolomite 0.36 0.36 12550.98 50.00 50.00 Apatite 0.12 0.11 3765.29 15.00 15.00 Zircon 0 0 0.00 0.00 0.00 Monazite 0 0 0.00 0.00 0.00 Magnetite 0.68 0.37 13053.02 52.00 52.00 Ilmenite(Mn) 0.02 0.01 502.04 2.00 2.00 Gahnite 0.44 0.28 9789.77 39.00 39.00 Pyrrhotite 0.75 0.46 16316.28 65.00 65.00 Pyrite 0 0 0.00 0.00 0.00 Galena 0.32 0.12 4267.33 17.00 17.00 Sphalerite 0.96 0.68 24097.89 96.00 96.00 Unclassified 0.13 0.13 4518.35 18.00 18.00 Total 100.00 100.00 3525069.10 14043.00 14043.00

Modal Mineralogy RHK_Gy Number of Particles: 7789 Modal Mineralogy Mineral Mineral Weight (%) Mineral Area (%) Mineral Area (um2) Particle Count Grain Count Quartz 59.88 61.38 133347.22 4781.00 4781.00 Albite 3.31 3.43 7446.92 267.00 267.00 Oligoclase 1.11 1.14 2482.31 89.00 89.00 Anorthite 0.65 0.64 1394.55 50.00 50.00 Microcline 13.36 14.17 30791.75 1104.00 1104.00 Muscovite 4.20 4.07 8841.47 317.00 317.00 Chlorite 1.53 1.39 3012.24 108.00 108.00 Biotite 1.28 1.16 2510.20 90.00 90.00 Kaolinite 0.68 0.71 1534.01 55.00 55.00 Clinopyroxene 0.26 0.22 474.15 17.00 17.00 Pyrite 3.57 1.94 4211.55 151.00 151.00 Sphalerite 0.06 0.04 83.67 3.00 3.00 Ilmenite 0.07 0.04 83.67 3.00 3.00 Goethite 0.93 0.59 1282.99 46.00 46.00 Calcite 8.15 8.17 17738.72 636.00 636.00 Ankerite 0.33 0.30 641.49 23.00 23.00 Unclassified 0.65 0.63 1366.66 49.00 49.00 Total 100.00 100.00 217243.57 7789.00 7789.00

Modal Mineralogy RHK_R Number of Particles: 10854 Modal Mineralogy Mineral Mineral Weight (%) Mineral Area (%) Mineral Area (um2) Particle Count Grain Count Quartz 93.65 93.69 2552618.93 10169.00 10169.00 Kaolinite 5.31 5.42 147599.56 588.00 588.00 Muscovite 0.64 0.61 16567.30 66.00 66.00 Rutile 0.07 0.05 1255.10 5.00 5.00 Woodhouseite 0.10 0.09 2510.20 10.00 10.00 Enargite 0.02 0.01 251.02 1.00 1.00 Pyrite 0.12 0.06 1757.14 7.00 7.00 Unclassified 0.08 0.07 2008.16 8.00 8.00 Total 100.00 100.00 2724567.40 10854.00 10854.00

Modal Mineralogy RHK_S Number of Particles: 13620 Modal Mineralogy Mineral Mineral Weight (%) Mineral Area Mineral Area (um2) Particle Count Grain Count (%) Quartz 8.66 9.07 310260.30 1236.00 1236.00 Kaolinite 6.67 7.13 243740.09 971.00 971.00 Illite 77.48 78.26 2675618.57 10659.00 10659.00 Chlorite 0.94 0.87 29620.32 118.00 118.00 Calcite 0.14 0.14 4769.37 19.00 19.00 Dolomite 0.76 0.74 25352.99 101.00 101.00 Siderite 4.17 2.92 99905.83 398.00 398.00 Goethite 0.07 0.04 1506.12 6.00 6.00 Pyrite 0.65 0.36 12299.96 49.00 49.00 Apatite 0.11 0.10 3263.26 13.00 13.00 Unclassified 0.37 0.37 12550.98 50.00 50.00 Total 100.00 100.00 3418887.78 13620.00 13620.00 coal 9.19 Mineral Mineral Weight (%) Mineral Weight (%) Quartz 8.66 7.86 Kaolinite 6.67 6.06 Illite 77.48 70.35 Chlorite 0.94 0.85 Calcite 0.14 0.12 Dolomite 0.76 0.69 Siderite 4.17 3.78 Goethite 0.07 0.06 Pyrite 0.65 0.59 Apatite 0.11 0.10 Unclassified 0.37 0.34 Total 100.00 90.81 90.81 Coal 9.19 9.19 100.0

Modal Mineralogy RHK_P Number of Particles: 14166 Modal Mineralogy Mineral Mineral Weight (%) Mineral Area (%) Mineral Area (um2) Particle Count Grain Count Quartz 3.98 4.15 147599.56 588.00 588.00 Albite 0.64 0.68 24097.89 96.00 96.00 Illite 88.89 89.44 3180419.10 12670.00 12670.00 Actinolite 0.19 0.17 6024.47 24.00 24.00 Kaolinite 0.49 0.52 18575.45 74.00 74.00 Chlorite 0.93 0.86 30624.40 122.00 122.00 Fe_magnesite 3.34 3.08 109444.57 436.00 436.00 Dolomite_ankerite 0.15 0.13 4769.37 19.00 19.00 Apatite 0.20 0.17 6024.47 24.00 24.00 Rutile 0.02 0.01 502.04 2.00 2.00 Goethite 0.39 0.25 9036.71 36.00 36.00 Pyrite 0.56 0.31 11044.87 44.00 44.00 Unclassified 0.22 0.22 7781.61 31.00 31.00 Total 100.00 100.00 3555944.52 14166.00 14166.00 Mineral Mineral Weight (%) Mineral Weight (%) Quartz 3.98 3.71 Albite 0.64 0.60 Illite 88.89 83.05 Actinolite 0.19 0.17 Kaolinite 0.49 0.46 Chlorite 0.93 0.87 Fe_magnesite 3.34 3.12 Dolomite_ankerite 0.15 0.14 Apatite 0.20 0.18 Rutile 0.02 0.02 Goethite 0.39 0.37 Pyrite 0.56 0.52 Unclassified 0.22 0.21 Total 100.00 93.42 93.42 Coal 6.58 6.58 100.00

Liite 2. Tutkittujen sivukivi- ja rikastushiekkanäytteiden kemiallinen koostumus

MENETELMÄKUVAUKSET JA HUOMAUTUKSET VAIN NE TESTIMENETELMÄT, JOISSA TÄSSÄ SELOSTEESSA ON MERKINTÄ + MENETELMÄKOODIN EDESSÄ, KUULUVAT AKKREDITOINNIN PIIRIIN. + 175X Monialkuainemääritys XRF-menetelmällä (briketti) Kaikkien alkuaineiden pitoisuudet ovat kokonaispitoisuuksia. Tulostuksessa pääkomponentit on ILMOITETTU oksideina. Määritysrajat (% m/m) ovat noin: Pääkomponentit: Na2O 0.067, MgO 0.033, Al2O3 0.019, SiO2 0.021, P2O5 0.014, K2O 0.0036, CaO 0.0042, TiO2 0.0050, MnO 0.0078 ja Fe2O3 0.014. Muut: S ja Cl 0.006. Sc, V, Cr, As, La, Ce, Pb ja Bi 0.003. Ni, Cu, Zn, Ga, Sn, Ba 0.002 ja Sb 0.01 Rb, Sr, Zr, Mo, Th ja U 0.001. Y ja Nb 0.0007. Määritysrajat riippuvat näytteen matriisista ja voivat siten vaihdella näytekohtaisesti. Mikäli näytteet sisältävät fluoria, hiiltä, booria, litiumia ja berylliumia menetelmä 175X tarvitsee tiedon niiden määristä. Näytteiden sisältämä hiili on huomioitu tuloslaskennassa. + 810L S:n määritys rikkianalysaattorilla + 811L C:n määritys hiilianalysaattorilla 816L C karb ja C ei karb määritys Leco-analysaattorilla

Laboratorion Tilaajan Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 K2O CaO TiO2 MnO Fe2O3 S Cl Sc V Cr Ni Cu Zn Ga As näytetunnus näytetunnus % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X L07084125 SK_K1 2.06 5.78 12.8 39.2 0.115 1.53 12.9 0.776 0.166 10.8 1.27 0.008 0.004 0.026 0.007 0.006 0.012 0.040 <0.002 0.786 L07105648 SK_M 0.62 1.75 13.3 65.9 0.127 2.87 2.31 0.491 0.095 7.39 2.97 <0.006 <0.003 0.007 0.005 0.004 0.010 0.134 0.002 0.098 L07105646 RHK_Ga 0.08 5.33 5.20 64.7 0.035 1.22 4.31 0.123 0.533 11.5 5.04 <0.006 <0.003 <0.003 0.003 <0.002 0.016 0.651 <0.002 <0.003 L07084129 RHK_Z 0.32 3.33 11.7 60.9 0.126 5.39 5.78 0.318 0.726 8.00 0.664 0.015 <0.003 0.004 0.004 <0.002 0.009 0.789 0.002 <0.003 L07084130 RHK_Gy 0.57 0.81 6.70 72.8 0.054 2.42 5.52 0.299 0.207 4.36 1.37 0.007 <0.003 0.005 0.004 <0.002 0.022 0.160 <0.002 0.022 L07105647 RHK_R <0.0674 <0.0332 4.34 92.6 0.159 0.100 0.039 0.361 <0.007747 0.33 0.245 0.008 <0.003 0.004 <0.003 <0.002 0.015 <0.002 <0.002 0.009 L07105650 RHK_S 0.25 1.60 21.0 50.6 0.063 3.12 0.400 0.926 0.095 7.02 0.246 0.063 <0.003 0.016 0.018 0.008 0.004 0.015 0.003 <0.003 L07105649 RHK_P 0.62 1.48 21.5 53.5 0.172 3.77 0.500 0.943 0.051 4.62 0.442 0.083 <0.003 0.018 0.014 0.007 0.005 0.012 0.003 <0.003 Laboratorion Tilaajan Rb Sr Y Zr Nb Mo Sn Sb Ba La Ce Pb Bi Th U S C C ei karb C karb näytetunnus näytetunnus % % % % % % % % % % % % % % % % % % % + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 175X + 810L + 811L 816L 816L L07084125 SK_K1 0.003 0.010 0.002 0.006 0.001 <0.001 <0.002 <0.01 0.018 <0.003 <0.003 <0.003 <0.003 0.001 <0.001 1.53 3.05 0.32 2.73 L07105648 SK_M 0.004 0.005 0.003 0.014 0.001 <0.001 <0.002 <0.01 0.052 <0.003 0.004 0.031 <0.003 <0.001 <0.001 3.30 0.78 0.23 0.55 L07105646 RHK_Ga 0.004 0.004 0.001 0.006 <0.000 7 <0.001 <0.002 <0.01 0.072 <0.003 <0.003 0.358 <0.003 0.003 <0.001 5.54 0.66 0.08 0.58 L07084129 RHK_Z 0.019 0.009 0.005 0.026 0.002 <0.001 <0.002 <0.01 0.407 0.006 <0.003 0.551 <0.003 0.005 <0.001 0.69 0.53 0.08 0.45 L07084130 RHK_Gy 0.009 0.009 0.002 0.008 0.001 <0.001 <0.002 <0.01 0.056 <0.003 <0.003 0.065 <0.003 <0.001 <0.001 1.48 1.41 0.14 1.27 L07105647 RHK_R <0.001 0.123 <0.0007 0.009 0.001 <0.001 <0.002 <0.01 0.020 <0.003 0.003 0.009 <0.003 0.002 <0.001 0.25 0.14 0.12 0.03 L07105650 RHK_S 0.017 0.009 0.002 0.018 0.002 <0.001 <0.002 <0.01 0.044 0.003 0.008 0.007 <0.003 0.002 <0.001 0.28 8.81 8.41 0.40 L07105649 RHK_P 0.018 0.013 0.003 0.018 0.002 <0.001 <0.002 <0.01 0.047 0.004 0.009 0.005 <0.003 0.003 <0.001 0.59 6.48 6.02 0.47