Kaivannaisteollisuuden sivuvirtojen hyötykäyttö

Kaivannaisteollisuuden sivuvirtojen hyötykäyttö Kaikki käyttöön Pohjois-Savossa -hanke (2013-2014) Akseli Torppa Geologian tutkimuskeskus (GTK)

Sivukivihankkeen taustaa Kuva: Yaran Siilinjärven kaivos (Joonas Toivanen, GTK)

Sivukivihankkeen taustaa Kaivosten ja louhimoiden sivukivet muodostavat suuren, pääosin hyödyntämättömän infra-rakentamisen raaka-ainevarannon Yksi avokaivos tuottaa 10-20 miljoonaa tonnia sivukiveä vuodessa (30-40 % koko Suomen rakennuskäyttötarpeesta) Suomessa kiviainesten kierrätys sekä uusio- ja toisiokäyttö on EUtasoon nähden vähäistä Kestävän luonnonvaratalouden kehittäminen edellyttää suurempaa materiaalitehokkuutta kaivannais- ja rakennusaloille

Hankkeen tavoitteita Kuva: Kallan sillat (Hannu Nurmi, Liikennevirasto)

Hankkeen tavoiteet Luodaan toimintamalli kaivosten ja louhimoiden sivukivien hyödyntämiselle Sivukivivarannon inventointi ja tuotteistaminen osana kaivossuunnittelua Sivukivet osaksi maankäytön suunnittelua, viranomaispäätöksiä ja luvitusta sekä rakennusteollisuuden kiviaineskaupankäyntiä Tehdään Pohjois-Savosta kaivannaisteollisuuden sivuvirtojen hyötykäytön pilottialue Tuetaan mineraalistrategian ja kestävän luonnonvaratalouden tavoitteita myös muualla Suomessa Rakennetaan eurooppalaista yhteistyöverkostoa (NEW-MARC, COST)

Kaivannaisjätteiden määrittely Kaivannaisjätteitä ovat mm: Rikastusjäte Sivukivi Pintamaa Kaivannaisteollisuudessa syntyy vuosittain kymmeniä miljoonia tonnia jätettä Suuri osa täyttää pysyvän kaivannaisjätteen kriteerit Taustana pysyvän kaivannaisjätteen määrittely; kaivannaisjätedirektiivi (2006/21/EY), komission päätös (2009/359/EY) ja kaivannaisjäteasetus (VNa 379/2008) Valtaosa kaivosten ja louhimoiden sivukivistä on pysyvää jätettä

Pysyvä kaivannaisjäte Jäte ei hajoa eikä liukene tai muutu siten, että siitä voi aiheutua vaaraa tai haittaa ympäristölle ja ihmisten terveydelle Jätteen sulfidirikkipitoisuus on enintään 0,1 % tai enintään 1 % jos neutraloimispotentiaalisuhde suurempi kuin 3 Jätteestä ei aiheudu itsesyttymisen vaaraa eikä se pala Jäte sisältämien haitallisten aineiden pitoisuudet eivät ylitä tiettyjä kynnysarvoja tai ympäristön maaperän taustapitoisuuksia Arseeni, kadmium, koboltti, kromi, kupari, elohopea, molybdeeni, nikkeli, lyijy, vanadiini ja sinkki Louhinnassa tai rikastuksessa käytetyt haitalliset aineet esim. typpi, elohopea Jos jäte ei täytä asetettuja kriteerejä, tuottaja voi luokitella jätteen ei-pysyväksi ilman erillisiä selvityksiä

Osoittamismenettelyt Louhinnan sivukivet voidaan luokitella pysyväksi kaivannaisjätteeksi Tapauskohtaisen arvioinnin kautta Esim. kansallisen kivilajiluettelon perusteella Erityisesti on osoitettava, että jätteessä ei ole ympäristölle tai ihmisen terveydelle haitallisia määriä räjähdysainejäämiä

Hankkeen konsortio Geologian tutkimuskeskus Savonia ammattikorkeakoulu Liikennevirasto Yara Suomi Oy Palin Granit Oy Betonimestarit Oy Savon Kuljetus Oy Pohjois-Savon ELY-keskus (EAKR)

Hankkeen pilottikohteet YARA Suomi Oy:n apatiittikaivos Siilinjärvellä Palin Granit Oy:n luonnonkivilouhimo Varpaisjärvellä

Hankkeen sisältö Moduuli 1: Kaivosten ja louhimoiden sivukivivarannon inventointi ja tilinpito Moduuli 2: Käyttökohteet ja logistiikka Moduuli 3: Sivumateriaalien käytön edistäminen ja informaatio

Kaivosten ja louhimoiden sivukivivarannon inventointi ja tilinpito Projektin sivukivikohteiden inventointi Yara Suomi Oy, Siilinjärven kaivos Kokonaislouhinta n. 23 milj. tonnia Malmikiveä n. 11 milj. tonnia Sivukiveä 11-13 milj. tonnia Palin Granit Oy, Varpaisjärven luonnonkivilouhimo CE-merkintätason määrittely projektin sivukiville Inerttejä tavanomaisia sivukiviä - Ei haittamineraaleja, kuten kiisuja - Erittäin matala S-pitoisuus

CE-merkintätason vaatimukset sivukiville Kaikille mursketuotteille yhteiset mekaaniset vaatimukset minimikriteerit sivukivien testaamiselle Mm. kokonaisrikkipitoisuuden osalta ( Los Angeles -testi Jäädytys-sulatuskoe jos kiviaineksessa on rapautumisherkkyttä (rapautumattomuus voidaan osoittaa myös muilla mentelmillä esim. petrografinen tutkimus, vedenimeytyminen)

Sivukivinäytteiden testitulokset ja soveltuvuus 45 Yaran sivukivet Los Angeles -testi 40 35 30 25 20 15 Losa 10 5 0

Hankkeen sisältö Moduuli 1: Kaivosten ja louhimoiden sivukivivarannon inventointi ja tilinpito Moduuli 2: Käyttökohteet ja logistiikka Moduuli 3: Sivumateriaalien käytön edistäminen ja informaatio

Käyttökohteet ja logistiikka Logistiikka muodostaa 50 % kiviaineksen hinnasta Projektissa selvitettiin kuljetuskustannukset pilottikohteista potentiaalisiin käyttökohteisiin Teollisuuskohteet Pohjois-Savossa Suuremmat etäisyydet vesireittikuljetuksena (esim Pietarin auleelle) Kuljetusmuodot (vesi, rautatie, maantie)

Costs of different transportation modes considering delivering of crushed stone from Siilinjärvi to Iisalmi (27 000 mt per year) Service/Transport mode Loading and discharging range per mt Freight estimation per mt Transhipment costs per mt Road (40 mt) Rail (1 000 mt) Water (1 800 mt) 0.5 1.0 1.0-2.5 1.5 2.8 9-10 10-12 4.5-1.9 1.75 Total costs per mt 10.25 14.65 8.4 Total cost per year contract (27 000 mt) 276 750 395 550 226 800

Hankkeen sisältö Moduuli 1: Kaivosten ja louhimoiden sivukivivarannon inventointi ja tilinpito Moduuli 2: Käyttökohteet ja logistiikka Moduuli 3: Sivumateriaalien käytön edistäminen ja informaatio

Sivumateriaalien käytön edistäminen ja informaatio Rakennettiin opintokokonaisuus sivukivien hyötykäytöstä sidosryhmille maankäytön suunnittelijat, viranomaiset, kiviainesten tuottajat, rakennusalan ammattilaiset, kaivos- ja louhimoyrittäjät Testattiin infra-alan ammattiopiskelijoilla Savoniaammattikorkeakoulussa

KAIVANNAISTEOLLISUUDEN SIVUKIVIEN HYÖTYKÄYTTÖ Koulutuksen kesto 2 pv (+ lisäksi 1 pv verkko-opiskelua) Koulutuksen pääteemat: 1. Kaivosten ja louhimoiden sivukivien määrittely (0.75 pv) Muodostuminen Karakterisointi 2. Inventointi ja volyymit (0.25 pv) 3. Hyötykäyttömahdollisuudet (0.5 pv) 4. Logistiikka ja ympäristö (0.5 pv) 1) Kaivosten ja louhimoiden sivukivien määrittely Louhinta ja kaivosympäristöt (1 h) Kaivosympäristössä muodostuvat materiaalit (1h) Kaivannaisjätteiden karakterisointimenetelmät (1 h) Pysyvät jätteet (1h) Vapaavalintaisia luentoja Kivilajit ja kallioperä (1h) Maalajit ja maaperä (1 h) Suomen kaivokset (1 h) Mineralogiset ja kemialliset tutkimusmenetelmät (1 h) 2) Inventointi ja volyymit Inventointimenetelmät (1 h) Esimerkkejä muodostumisvolyymeistä (0.5 h) Vapaavalintaisia luentoja Malmiesiintymien kannattavuusarviot (1h) Malmiesiintymien 3D-mallinnus (1 h) 3) Hyötykäyttömahdollisuudet Lainsäädäntö (2 h) [sis. myös ympäristölainsäädäntöä] Tuotteisiin ja rakentamiseen liittyvät vaatimukset (1h) Esimerkkejä sivumateriaalien hyödyntämisestä (1h) Vapaavalintaisia luentoja Louhosten ja louhimoiden jälkikäyttö (1h) 4) Logistiikka ja ympäristö (toteutetaan verkkoopiskeluna) Logistiikka (1h) Ympäristökysymykset ja sivukivien elinkaari (1,5 h) Vapaavalintaisia luentoja Rakentamisessa käytettävän luonnonkiven elinkaari (1h)

Lisätietoa ja tuloksia hankkeen verkkosivuilla Kaikki käyttöön Pohjois-Savossa 2013-2014 http://codez.savonia.fi/gtk

Euroopan unioni Euroopan aluekehitysrahasto Kiitos mielenkiinnostanne Kuva (Satu Hietala, GTK): Yaran Siilinjärven kaivoksen sivukivivarasto Vipuvoimaa EU:lta 2007-2013