1 (13) PRECISERINGAR AV VATTENHANTERINGEN - Vattnets kvalitet från anrikningsverket - Vattnets kvalitet och mängd i sandmagasinet. 1.

Transkript

1 1 (13) PRECISERINGAR AV VATTENHANTERINGEN - Vattnets kvalitet från anrikningsverket - Vattnets kvalitet och mängd i sandmagasinet 1. Inledning Hannukainen Mining Oy har ansökt om miljötillstånd för upptagning av gruvbrytning vid Hannukainens gruva i Kolari. Tillståndsprocessen har fortgått enligt figur 1, inkl. Miljökonsekvensbeskrivning, tillståndsansökan och kompletteringar till denna, samt svaromål, under tiden Preciseringen i denna rapport ersätter beräkningarna för totala sulfatutsläpp och grunderna till dessa, som presenterats i tillståndsprocessens tidigare dokument. Detta, eftersom sulfatutsläppen preciserats i och med anrikningstesterna. Testanrikningsrapporten finns i kompletteringens ( ) bilaga 2. Figur 1. Beräkningarna rörande belastning och inverkan på vattendraget har utvecklats under tillståndsprocessen i flera omgångar. Uppgifterna från MKB:n så när som på sulfat, användes som grund till konsekvensbeskrivningen fram till svaromålet ( ). I och med svaromålet räknades belastningen om i sin helhet, och i denna komplettering har uppgifterna om sulfatoch vattenmängd preciserats ytterligare. (Pöyry)

2 2 (13) Dessutom presenteras förplaneringen av anrikningsverkets vattencirkulation samt vattenbehandling i denna rapport, och nya gränsvärden för belastningen föreslås. Följande uträkningar och uppskattningar har gjorts för belastningsgränsvärdena och för slam som uppkommer i och med vattenhanteringen: - Karakterisering och behandling av gipsavfall så att det inte orsakar metallutsläpp till omgivningen ens på lång sikt. Som bilaga till detta dokument finns Pöyrys memorandum: konceptuell utvärdering av gipslagringens geokemiska inverkan på Rautuvaaras sandmagasin, Sulfatens inverkan på recipienten har utvärderats med nya utsläppsvärden i kompletteringens ( ) kapitel 2 - I vattenbalansuträkningarna har samtidig snösmältning och nederbörd beaktats 2. Anrikningsverkets verksamhet och sandmagasinets vattenkvalitet enligt testanrikningen Anrikningsverkets principdiagram visas i figur 2. För att uppskatta anrikningsverkets verksamhet och vattnets kvalitet, utförde Hannukainen Mining Oy en testanrikning vid GTK (Geologiska Forskningscentralen) på hösten Testanrikningsrapporten finns som bilaga till kompletteringen ( ), bilagan är dock konfidentiell på grund av företagshemligheter. Kvaliteten på vattnet från anrikningsverket till sandmagasinet, samt på det ur sanden frigjorda vattnet, har uppskattats på basis av anrikningsrapporten. De relaterade kalkyleringsprinciperna är presenterade i detta kapitel. Genom att cirkulera vattnet inom anrikningsverket minskas vattenmängden till sandmagasinet och så ser man till att olika vattenfraktioner hålls separat så att färskvattenintaget och kemikalieförbrukningen hålls så liten som möjligt. Nyckelparametrar för planeringen av vattenhanteringen är för anrikningsverkets del: - Sedimenthalt i slammet (anrikningssanden) som pumpas till sandmagasinet - Vattenmängden som binds till slammet (anrikningssanden) i sandmagasinet - Vattenmängden som frigörs från slammet i magasinet - Kvaliteten på vattnet till sandmagasinet samt från slammet - Vattenmängden som cirkulerar från sandmagasinet till anrikningsverket (processvatten) - Mängden färskvatten som behövs i anrikningsverket - Mängden vatten i sandmagasinet (residenstid) som är nödvändig för att halten suspenderade ämnen till anrikningsverket skall kunna kontrolleras

3 3 (13) Figur 2. Anrikningsverkets vattencirkulation och flöden 2.1. Anrikningsverkets vattenbalans I beräkningarna har använts en malmtillförsel om 825 t/h samt vattenförbrukning om 200 m 3 /h, varav 100 m 3 /h färskvatten och 100 m 3 /h renat vatten från RO (omvänd osmos). Andelen vatten och slam som binds till anrikningssanden, beror på malmens egenskaper, samt på klarningsverksamheten. Vatten binds även till de olika koncentraten, vilket ersätts antingen med färskvatten eller med vatten från sandmagasinet. Allt eftersom malmen förändras, förändras även massflödet till koncentrat och till anrikningssand, samt halten fastsubstans i slammet och mängden frigjort vatten. Vattenbalansberäkningarna som presenteras i texten ovan har utgått ifrån värdena i tabell 1, vilka i sin tur baseras på anrikningsprovet som GTK utförde år I anrikningsverkets vattenbalans har de svavelrika och svavelfattiga magasinens vattenbalans kombinerats, så att det svavelrika sandmagasinets vatten behandlas i samma enhet som det svavelfattiga magasinets vatten, därifrån det går antingen tillbaka till anrikningsverket eller till klarningsmagasinet.

4 4 (13) Tabell 1. Värden som använts som grund för anrikningsverkets vattenbalans Planeringsvärde Min Max Anrikningsverkets tillflöde, t/h 825 Andel fastsubstans i anrikningssanden som pumpas till magasinet, % Vatten som binds till anrikningssanden i magasinet, m 3 /h Vatten som frigörs från anrikningssanden i magasinet, m 3 /h Vatten som cirkulerar tillbaka till anrikningsverket, m 3 /h Anrikningsverkets behov av rent vatten, 200 m 3 /h Nödvändig vattenvolym i sandmagasinet för att de suspenderade ämnena i vattnet som returneras till anrikningsverket skall kunna kontrolleras, m 3 Nödvändig residenstid i sandmagasinet för att de suspenderade ämnena i vattnet som returneras till anrikningsverket skall kunna kontrolleras, h Sandmagasinens vattenkvalitet Sandmagasinets vattenkvalitet är uppskattad på basis av vattenanalyserna som gjordes under anrikningstestet. Under anrikningstestet användes ca 7000 l/h till 750 kg/h malm, vilket ger ett vatten-malm förhållande om 9,3. I tabell 2 presenteras de vid anrikningstestet uppmätta halterna, samt beräknade halter vid det egentliga vatten-malm förhållandet på 0,27 (200 m3/h rent vatten till 825 t/h malm). Halterna är presenterade för de alkali- och jordalkalimetaller som inverkar på sulfatets löslighet eller utfällning som gips. Gipset som fälls ut bland anrikningssanden i anrikningsverket har tagits i beaktande som en sänkning i sulfatoch kalciumhalter.

5 5 (13) Tabell 2. De uppmätta halterna i sandmagasinets vatten enligt testanrikningen, samt uträknade halter baserade på den planerade färskvattenmängden Ämne Halt i testanrikningen [mg/l] Uträknad halt [mg/l] SO Ca K 3,3 116 Mg 17,5 613 Na 14,4 504 De uträknade halterna i tabell 2 har använts både för vattnet som frigörs från anrikningssanden och för hela sandmagasinets vatten. Det har antagits, att vattnet som delvis cirkulerar via magasinet och återvänder till anrikningsverket, blandas med resten av vattnet i magasinet så att regnvattnets spädningseffekt upphävs under större delen av året. Dessutom har man förbisett en möjlig bindande effekt av alkalimetaller till anrikningssanden.

6 6 (13) 3. Vattenhanteringens förplaneringsmaterial och belastning Gruvindustrin har uppmanats att utveckla vattenhanteringen genom att öka återvinningen samt genom att separera vatten med bra kvalitet från salt- och metallhaltiga vattenfraktioner, och samtidigt minska på andelen magasinerat vatten. Denna princip har tillämpats också i planeringen av vattenhanteringen i Hannukainens gruva. Planen inkluderar minst två processhelheter för vattenhantering, där den ena har att göra med cirkulationen av sandmagasinets överloppsvatten tillbaka till processen (I) och den andra (II) med reningen av sandmagasinets överskottsvatten, gruvans samt den möjligen syrabildande gråbergsdeponins insippringsvatten (figur 3). Dessutom inkluderar planerna byggandet av ett separat reningssystem (III) för gråbergsdeponins insippringsvatten vid Hannukainens gruvområde. Vattenhantering I inbegriper en omvänd osmosanläggning, inklusive förbehandling av rent vatten tillbaka till processen, samt utfällning av sulfat. Vattenhantering II och III inbegriper en traditionell kalciumhydroksidutfällning för surare gruvvatten eller gråbergsdeponins insippringsvatten, och dessa inverkar inte på sulfatbelastningen eller halterna såsom vattenhantering I. Sandmagasinets överskottsvatten kan ledas via vattenhantering II för reducering av metaller och utjämning av ph, till klarningsmagasinet. Vid dimensioneringen av vattenbehandlingens maximiflöde, används samtidig snösmältning och hög månadsnederbörd. Figur 3. Vattenhanteringsprocesserna i Hannukainens gruva och anrikningsverk

7 7 (13) Nedan har följande beskrivits noggrannare - Anrikningsverkets vattencirkulationssystem, - Kvalitetsförändringar i sandmagasinets anrikningssand som följd av gipsutfällning, samt - Förändringar i sulfathalter samt -belastning, som följd av förändringar i nederbörden och sandmagasinets areal Hantering av vattnet från sandmagasinet och anrikningsverket Som grund för planeringen av vattenhanteringen, är att färskvattenförbrukningen är så liten som möjligt, och att processvattnet cirkuleras och återanvänds inom anrikningsverket med hjälp av klarning och förtjockning. Dessutom tillsätts ett återvinnings-steg där man med hjälp av omvänd osmosteknik producerar färskvatten från sandmagasinets vatten. Det av sulfat koncentrerade flödet leds till en separat anläggning för sulfatborttagning, där halten återställs med hjälp av kalciumhydroxid i högt ph. Flödesschemat för vattnets återvinning är presenterad i figur 4, då nederbörden till sandmagasinet är ca 1,3 Mm 3 i året. Figur 4. Preliminärt flödesschema samt vattenbalans vid genomsnittlig nederbörd för processvattens återvinning vid anrikningsverket. RO=omvänd osmosteknik

8 8 (13) 3.2. Förändringar i anrikningssandens kvalitet som följd av gipsets utfällning På basis av anrikningstesterna, anrikningsverkets behov av ph-justering, samt den planerade vattenhanteringsprocessen till sandmagasinet, fälls det ut gips i anrikningssanden. Gipsets andel av anrikningssanden är kalkylmässigt: Anrikningssandens mängd ca 400 t/h Utfällt gips vid anrikningsverket ca 3 t/h Utfällt gips vid sulfatborttagningen ca 0,8 t/h Gipsets andel av anrikningssanden 0,5 1,5 % En jämförelse med tidigare uträkningar finns i bilaga Nederbörds- och arealförändringar i sandmagasinet, och hur de påverkar sulfatets totala belastning En variation i nederbörden till sandmagasinen förändrar anrikningsverksområdets sulfatutsläppsnivå. Detta beror på anrikningssandens och vattenfraktionens kvalitet, samt på den kontinuerliga blandningen av vattnen då de cirkulerar tillbaka till anrikningsverket. Om nederbörden växer till en sådan nivå att det inte längre går att cirkulera allt som processvatten, betyder det att sulfathaltiga vatten från sandmagasinet till större del leds genom kalkutfällning till klarningsmagasinet. Som det framgår ur figur 4, binds ca 1,3 1,5 Mm 3 vatten till sandmagasinet. Om överloppsvatten tillkommer t.ex. i form av nederbörd, kommer det att behandlas och ledas bort från sandmagasinet via klarning, för att undvika en överfyllning av sandmagasinet. I figur 5 framgår det att både en förstoring av sandmagasinets areal och en ökning av nederbörden, höjer vattnens mängd till nivån 0,2 1,5 Mm 3. I figur 6 har det räknats ut hur förändringarna påverkar sulfatutsläppsnivån som helhet. Till utsläppen i figur 6 har även gråbergsdeponiernas och gruvans sulfatutsläpp tillkommit. De utgör ca en tredjedel av den totala belastningen, och varierar mellan ca 2000 t/a och 4000 t/a, då anrikningsverkets belastningsandel är mellan 2000 t/a och 6000 t/a beroende på nederbörd.

9 9 (13) Figur 5. Nederbörd till sandmagasinet (min-genomsnittlig-max) Figur 6. Nederbördens inverkan på gruvans totala belastning, t SO 4 /a

10 10 (13) 4. Gruvans totala belastning, och nederbördens inverkan på denna Gruvans totala sulfatbelastning är presenterad i figur 6. Nederbördsvariationerna förändrar på motsvarande sätt även halterna, eftersom avloppsvattnets halt stiger då vattenmängden minskar. Dessa förändringar är beräknade i figur 7. De första åren är det möjligt att sulfathalten på utgående vatten stiger till 3300 mg/l, ifall nederbörden är på en miniminivå. Efter de första åren sjunker halterna allt eftersom mängderna uppsamlat vatten ökar. Figur 7. Sulfathalten i utloppet, ett genomsnittligt hydrologiskt år, 1/100 torrt år och 1/100 regnigt år Vid en jämförelse av förändringar i sulfatutsläpp och halter, med bedömningen som gjordes i MKBn, är det väsentligt att ta i beaktande och granska huruvida de nyligen presenterade utsläppsvärdena har sådana miljökonsekvenser som påverkar miljökonsekvenserna på lång sikt. Processplaneringen tar nederbördstoppar i beaktande genom att dimensionera vattenbehandlingskapaciteten (vattenhantering II och III) så att de kan behandla smältvatten och regn samtidigt. Med dessa åtgärder kan en vattenkvalitet som uppfyller utsläppsbestämmelserna säkerställas.

11 11 (13) 5. Förslag till gränsvärde, halt- och belastning På basis av uträkningarna föreslås nya utsläppsgränsvärden som följer: Gränsvärde för halt Gränsvärde för halt under verksamhetsåren Y0-Y3 Gränsvärde för halt under verksamhethsåren Y4-> 2500 mg/l 1500 mg/l Gränsvärde för belastning Belastningens gränsvärde föreslås följa den årliga nederbörden enligt följande: Belastningens gränsvärde räknas enligt den årliga nederbörden. Nederbördsmängden följs månadsvis, och enligt denna ändras belastningsgränsvärdet löpande enligt formeln belastningsgränsvärde (t SO4/a) = 0,0363 x 2-26,316x+9772,7, där x är nederbörd (mm) Figur 8. Gränsvärdet för belastning förändras med den årliga nederbördsmängden

12 12 (13) 6. Sammanfattning Hannukainen Mining Oy har ansökt om miljötillstånd för en återstart av gruvdriften vid Hannukainens gruva i Kolari, Finland. Tillståndsprocessen har framskridit enligt figur 1, inklusive MKB, den egentliga tillståndsansökan samt kompletteringar och svaromål till denna, under tiden Dessa uträkningar har gjorts för att ersätta de uträkningar av och grunder för sulfatets totala utsläpp, som redovisats för i tillståndsprocessens tidigare dokument, på grund av att sulfatutsläppen från anrikningsverket har preciserats enligt de anrikningstester som gjorts. Ett så lågt intag av färskvatten som möjligt, samt cirkulation och återanvändning av processvatten inom anrikningsverket med hjälp av klarning och förtjockning, ligger som grund för vattenhanteringens planering. Dessutom ökas cirkulationen genom att producera färskvatten av sandmagasinets vatten med hjälp av omvänd osmos. Koncentratflödets sulfat fälls ut i en separat sulfatborttagningsanläggning, där halten återgår med hjälp av kalciumhydroxid i högt ph. Som årsgränsvärde för belastning av sulfat föreslås en löpande gräns mellan 4000 ton per år, upp till ton per år, beroende på årsnederbörden.

13 13 (13) Bilagor Bilaga 1 Konceptuell bedömning av gipsets geokemiska inverkan på Rautuvaaras sandmagasin (Käsitteellinen arvio kipsin läjityksen geokemiallisista vaikutuksista Rautuvaaran rikastushiekka-altaalla) Pöyry (ej översatt till svenska)