Teollinen kaivostoiminta
Jouni Pakarinen
Kuva: Talvivaara 2007 -esite
Johdanto
Lähes kaikki käyttämämme tavarat tai energia on tavalla tai
toisella sijainnut maan alla!
Mineraali = on luonnossa esiintyvä, homogeeninen ja kiinteä
aine, jolla on kiteinen atomirakenne
Malmi = mineraali, jonka pitoisuus on niin suuri, että sen
louhiminen (hyödyntäminen) on taloudellisesti kannattavaa
Rikastus = Kaivokseen sijoittaneen henkilön pääoman
lisääminen
Rikastus = Hyödynnettävän (arvokkaan) mineraalin
pitoisuuden lisääminen malmissa
Miksi etsiä malmia ja perustaa
kaivoksia?
työpaikat
turvallisuus
Sosiaalinen ja ekologinen
vaikuttaminen
Tärkeimmät mineraalit
(lateriittiset ja sulfidiset)
• Rautamalmeista hematiitti (Fe2O3) ja magnetiitti
(Fe3O4)
• Pyriitti (FeS2) yksi tärkeimmistä raudan ja rikin
mineraaleista
• Bauksiitti (Al2O3) sisältää noin 35% Al:a
• Kalkopyriitti (CuFeS2) tärkein kuparimineraali.
Sisältää myös Au, Ag, Se
• Pyrolysiitti (MnO2) tärkein mangaanimineraali
• Spaleriitti (ZnS)
http://www.Mine-Engineer.com
Rauta
•Raudan tuotanto 2007 1600 Mt
•Hematiitti, magnetiitti, götiitti ja
pyriitti
•Suurimmat tuottajat
Brasilia, Australia, Intia, Etelä-Afrikka,
Kanada, Venäjä
•Päätuotteena teräkset
hematiitti
Pyriitti jossa kultaa
Alumiini
• Alumiinin kokonaistuotanto 2007 n. 40 Mt ,
hinta 3,08 k$/t (11.2.2011)
• Päämineraali bauksiitti
• Suurimmat tuottajat Australia ja Kiina
• Päätuotteena alumiiniprofiilit ym.
metallituotteet
Bauksiitti
Kupari
• Kuparin kokonaistuotanto 2007 n. 17 Mt
• Hinta ~ 12,1 k$/t (14.2.2011)
• Kalkopyriitti
• Suurimmat tuottajat Chile, Peru, USA ja
Kiina
• Käytetään elektroniikka- ja
rakennussovelluksissa
Kalkopyriitti
http://www.copper.org
Mangaani
• Mangaanin kokonaistuotanto 2008
n. 14 Mt (3,75 k$/tmetalli)
• Pyrolusiitti, rodorosiitti
• Suurimmat tuottajamaat Kiina,
E-Afrikka, Australia ja Gabon
• Päätuotteena teräs,
elektroniikkasovellukset
pyrolusiitti
rodorosiitti
International
Manganese Institute
Muita siirtymämetalleja
• Sinkin tuotanto 2006 10 Mt
• Nikkelin tuotanto 2003 1,2 Mt
(hinta ~34 k$/t ,10.2.2011)
• Kobolttia tuotettiin 2005 n.50 kt
sinkkiharkkoja
(hinta ~101 k$/t ,11.2.2011)
nikkeliprikettejä
USGS
Jalometallit
•
•
•
•
Hopea 2006 12 kt (30,1 $/troy-unssi)
Kulta 2006 2,5 kt (1357,6 $/troy-unssi)
Platina 2007 130 t (1824 $/troy-unssi)
Palladium 2007 217 t (822 $/troy-unssi)
kulta
* Hintatiedot 14.2.2011
1 troy ounce (Troy oz) ~ 31,1 g
Palladium
Platina
Huom! 1 ounce (oz) ~ 28,3 g
Harvinaiset maametallit
• Lantanoidit kuten lantaani (La, 65 $/kg), cerium
(Ce, 65 $/kg), paraseodyymi (Pr, 140 $/kg),
neodyymi (Nd, 140 $/kg), samarium (Sm, 70 $/kg)
ja dysprosium (Dy , 500 $/kg) ovat hyvin tärkeitä
alkuaineita mm. katalyyteissä, magneeteissa,
näytöissä, ja tulevaisuudessa myös akuissa.
• Malmivarannot lähes kokonaan Kiinan, Venäjän ja
USAn hallussa.
EU tuonnin varassa!
Malminetsintä Suomessa
•Maassamme on noin 40 malminetsintää harjoittavaa yhtiötä
•Pääasiassa etsitään kultaa ja perusmetalleja
•Lisäksi yksityiset henkilöt harjoittavat malminetsintää (tietyin
rajoituksin jokamiehen oikeus) (kulta, mineraalit, korukivet yms.)
Malminetsintää helpottaa maa- ja kallioperän kartoitus
sekä julkiset tiedostot (GTK)
• geokemialliset menetelmät
• geofysikaaliset menetelmät
• ympäristötutkimukset
Kaivostoiminnan kannalta etujamme on:
• hyvä infrastruktuuri
• poliittisesti ja taloudellisesti vakaat olot
• hyvä koulutus ja osaaminen
• alhainen asukastiheys
• kaivosyrityksen kannalta myönteinen lainsäädäntö (Uusi kaivoslaki)
Lähteet: www.gtk.fi
www.prokaivos.fi
www.tem.fi
Ympäristö
Kaivostoimintaa säätelevät mm.
•Kaivoslaki
•Ympäristönsuojelulaki 3 § ja 43 § sekä
•Ympäristönsuojeluasetus 9 §
•Vastuu yhteisestä luonnosta
Ettei kävisi näin!
Rikastus ja jatkojalostus
•malmi voidaan käsitellä joko pyro- tai
hydrometallurgisesti (tai molemmat)
•eniten käytettyjä malmin
rikastustekniikoita ovat vaahdotus,
liuotus/saostus
•lisäksi neste-nesteuutto, ioninvaihto
(liuospuhdistus, konsentrointi, metallin
talteenotto)
Pyrometallurgia
• Malmin käsittely korkeassa
pelkistävässä olosuhteessa
• Metallin lisäksi syntyy paljon
CO2 ja SO2 (H2SO4), jotka on
otettava talteen.
• Kuluttaa lisäksi paljon
energiaa
~ 900 - 1500 Co
Pasutus: MeS + 1.5O2
MeO + SO2
~ 1400 - 1600 Co
Pelkistys: 2MeO + C
2Me + CO2
Masuuni
Hydrometallurgia
• Malmin (bio)liuotus ja kemiallinen
liuospuhdistus (saostus, nestenesteuutto, ioninvaihto)
~ 40 - 60 Co
liuotus: MeS + 0.5O2 + H2SO4
MeSO4 + H2O
~ 40 - 60 Co
• Suljetut liuoskierrot
päästöt ympäristöön hyvin pienet
IX: 2RH + Me2+
• Kustannuksia lisää suurien liuosmäärien siirtäminen
(pumppaus), pH:n ja lämpötilan muuttaminen.
• Laimeat liuokset
alhainen ajava voima!
- Toisaalta energiaa säästyy kun prosessit ajetaan
alhaisessa lämpötilassa
2RMe + 2H+
http://www.talvivaara.com/files/talvivaara/Uranium/Talvivaara_Uranium_presentation_09_02_2010_ENG.pdf
KIITOKSET
MIELENKIINNOSTANNE!