Lena Alakangas, Björn Öhlander Luleå Tekniska Universitet Institutionen för Tillämpad kemi och geovetenskap Avdelningen för Geovetenskap

Transkript

1 Lena Alakangas, Björn Öhlander Luleå Tekniska Universitet Institutionen för Tillämpad kemi och geovetenskap Avdelningen för Geovetenskap Avdelning Geovetenskap q Malmgeologi q Geofysik q Landskapsekologi q Hydrologi q Tillämpad geologi (miljögeokemi) Totalt ca 40 personer 7 professorer, 10 seniora forskare, 22 Doktorander

2 The hard rock-heavy metal chain at LTU Find and characterize mineralizations and ores Construction, extraction and maintenance Process and refine minerals and metals Remediation, environemental aspects of mining Applied Geophysics Ore geology Rock mechanics Rock engineering Mineral processing Process metallurgy Chemistry Operation and Maintenance Engineering Industrial production environment Sound and Vibration Fluid mechanics Applied geology Soil Mechanics and Foundation Engineering Utbildningar q q q Industriell miljö- ochprocessteknik Mineralteknik och processmetallurgi Naturresursteknik Malmgeologi &miljögeokemi och Miljöteknik Väg o Vattenbyggnad Jord- och bergbyggnad

3 CAMM- Centre of Advanced Mining and Metallurgy Styrelse för CAMM Ordförande Erik Höglund, prorektor LTU Medlemmar Bo Björkman (LTU) Uday Kumar (LTU) Björn Öhlander (LTU) Seija Forsmo (LKAB) Ulf Marklund (Boliden) Jan-Olof Wikström (MEFOS) Koordinator Pär Weihed q Geometallurgy and 4D geologicalmodelling q Deep mining q Green mining reducing the environmental footprint q Lean mining production systems q Particletechnology qraw materials for future iron- and steelmaking Green Mining q Innovativa efterbehandlingsmetoder (ekonomiska, långsiktiga och naturresurs besparande) q Naturlig vittring i mineraliserade områden q Dammsäkerhet

4 ROMEO (Reserch on Mining and the Environment) Gruvforskningsprogrammet (Vinnova+gruvindustrin) LTU prof Björn Öhlander (Föreståndare) LTU Lena Alakangas Umu Lars Lövgren Boliden Mineral AB Pia Lindström Northland Resources INC. Manfred Lindvall LKAB Tina Hedlund Nitrogen effluents from mine sites in Northern Sweden environmental effects and removal of nitrogen in recipients ( ) Bakgrund q Stora volymer av vatten med höga halter av kväve och fosfor pumpades ut till recepienten Potentiella problem q -Övergödning q -NH 3 giftigt för levande organismer Studierna genomförsi Kiruna (NO 3 -N dominerar) och Boliden (NH 4 -N dominerar)

5 Kväveutsläpp från gruvområden Konceptuell och numerisk modell av kväve transformationer i sjöar To atmosphere Året runt provtagning av vatten och flöde Provtagning av vattenprover för δ 15 N-and δ 18 O-isotoper Provtagning av sediment Studier av utsläpp av fosfater från sedimentkärnor Använda acetylen hämningsmetod för att uppskatta denitrifikationskapacitet i sjösediment. (Pågående) To sediments Undersöka den relativa betydelsen av N och P som begränsande näringsämne. (pågående) Projektledare: Björn Öhlander Senior forskare: Anders Widerlund Doktorand: Sara Chlot Målområde LKABs processvatten; speciering och massbalanser av metaller Ökad recirkulering av processvatten ger ökade salthalter (Ca, Mg, sulfat) Ca och Mg m.fl. finns på magnetitytorna när magnetit går in i pelletsverken vilket kan påverka kvaliten Fältområde Kiruna Doktorand: Magnus Westerstrand Handledare: Björn Öhlander Handledare: Allan Holmgren

6 Projekt 1. Användning av rötslam i gruvområden Sulfidisk anrikningssand med rötslam Ingen synlig oxidation under rötslams lagret Ingen minskning avlagrets tjocklek Anrikningszon i profilen Hög buffringskapacitet, neutral ph Inget syre har nått anrikningssanden Provtagningsområde C3 Torrtäckning med rötslam Gillervattnet Magasin 1, Kristineberg Provtagning och analys Lakvattnets Geokemi Tailings Geochemistry Paste ph, ph, syrehalt ( ) Sulfidisk anrikningssand 0.34m oxidation zon, vittring av mineral Karbonater buffrar fortfarande Höga metallkoncentrationer i jämförelsemed SS (10 2 ) Doktorand: Peter Nason Huvudhandledare: Björn Öhlander Biträdande handledare: Lena Alakangas Uppföljning av efterbehandlingen i igenfyllt dagbrott, Skelleftefältet Vattenkvaliten i recipienten och i i öppna dagbrott (2009) Modell över vatten och metallbalans före och efter efterbehandling (2010) Geofysiska mätmetoder (2010) Tracer (2010) Fe(II)/Fe(III) bestämning (2010) 84-85: partial backfilling of both pits, liming Cu (mg/l) ph : additional backfilling of the western pit 96: complete backfilling of both pits, application of a composite cover Cu ph Zn Zn (mg/l) 2 Resultat Vattenkvaliteten har förbättrats mycket sedan början på efterbehandlingen Year Doktorand: Lucile Villain Huvudhandledare: Björn Öhlander Biträdande handledare: Lena Alakangas

7 IMWA 2010 Mine Water and Innovative Thinking Nova scotia Tio i Topp student presentation Peter Nason Lucile Villain Projekt 3. Långtidsstudier Kristineberg Grundvatten i efterbehandlat område ( ) Effekter av rötslam 2009 C1- Avpyitiserad anrikningssand/ pyritrik anrikningssand (2010) C5 Reaktivt gråberg vattenmättat/ Reaktivt gråberg (2010) C5 C1 Magasin 1 (1998-) Cellerna (2001-)

8 Användning av skogsindustrin restprodukter (grönlutslam) i efterbehandling ( ) Doktorand: Maria Mäkitalo Huvudhandledare: Björn Öhlander Biträdande handledare: Christian Maurice Provtagning och analys (2009) - Fysikaliska egenskaper (2009) - Kemiska egenskaper (2009) - Kolonnförsök (barriär) Geotekniska egenskaper (2011) Finansiär: Formas, EU Strukturfond: MCN- MarksaneringsCentrum Norr Using MicroBes for the REgulation of heavy metalmobility at ecosystem and landscape scale ( ) Doktorand: Natalie Perez Huvudhandledare: Björn Öhlander Biträdande handledare: Lena Alakangas Provtagning och analys Sediment profil Laver Sediment profil - Cell 6 Isotopfraktionering EU. FP7. Umbrella Friedrich Schiller University, Germany Casaccia ResearchCentre ENEA, Italy Bangor University, United Kingdom Luleå University of Technology, Sweden University of Bucharest, Romania JagiellonianUniversity, Krakow, Poland University of ViennaAustri Forschungszentrum Dresden-Germany Örebro Universitet, Sweden University of Valladolid, Spain University of Cagliari, Italy Aberystwyth University, United Kingdom Soluzioni Ambientali, Italy Council of Chrzanów, Poland

9 Flygfotografering, inventering av den ekologiska statusen över gruvområden ( ) Doktorand: Eva Husson Huvudhandledare: Frauke Ecke Biträdande handledare: Lena Alakangas Provtagning och analys Flygfotografering (2011) EU. FP7. Impact Monitoring of Mineral Resources Exploitation (ImpactMin) Project consortium: 1. Geonardo Environmental Technologies Hungary 2. Geosense NL The Netherlands 3. Camborne School of Mines UK 4. Luleå University of Technology Sweden 5. Photonsplit Croatia 6. University of Mostar Bosnia & Herzegovina 7. Institute of Miner., Russian Acad. of Science Russia 8. Bolyai University Romania 9. Ukrainian Land and Resource Management Center 10. DMT GmbH & Co.KG Germany 11. VITO Belgium MIFU Mine of the Future (Vinnova, ) q Vision om framtidens (2030) gruvdrift, och att definiera behoven av forskning och utveckling som behövs för att nå dit q Deltagare: Boliden, LKAB, MITU, LTU, KGHM, Atlas Copco, Sandvik Mining, Metso, NCC, ÅF och Georange q Arbetsgrupp: Projektledare; Göran Bäckblom (RTC), LTU Erik Forsberg, Jan Johansson LTU, Björn Öhlander LTU, LKAB Torbjörn Narttijärvi, Boliden Mineral AB Sunniva Haugen

10 MIFU Mine of the Future (Vinnova) Wp 1: Setting the scene WP 2: Conceptualise the Mine of the Future WP 3: The attractive workplace WP 4: Lean mining WP 5: New production processes and -technology (revolutionary) WP 6: Green mining reducing the environmental footprint WP 7: Integration of results, the way forward and final deliverable Resultat Mine of the future Green mining q Fortsättning kväve (minska utsläpp, rening av vatten) q Återfyllning av pyrit eller separat deponi. q Forcera pyrit oxidation eller inhibera, utvinn metaller ur pyrit q Utveckla produkter av avfall, lantanoider ur LKABs apatit, gråberg som konstruktionsmaterial, pyritfri sand som filler i betong osv q Använd restprodukter från andra industrier för efterbehandling av gruvavfall q Studera naturliga bakgrundsnivåer q Skapa helhetsyn och integrera geokemi och ekologi q Tillför mervärden till gruvområdet efter avslutat gruvdrift