Kan gruvavfall utgöra en resurs? Lena Alakangas Avdelningen för Geovetenskap och Miljöteknik Luleå Tekniska Universitet

Transkript

1 Kan gruvavfall utgöra en resurs? Lena Alakangas Avdelningen för Geovetenskap och Miljöteknik Luleå Tekniska Universitet

2 Avfallsmängder per ton bruten malm Gråberg 0.4ton Gråberg 1 ton Anrikningssand 150kg Anrikningssand 990kg

3 Gruvor 2015 Iron ore mined (Geovista, 2011) Total amount ore mined: 105.1Mton/ year Total amount of waste: Waste rock 42Mton (40%), tailings 11Mton=>53Mton/ year Base metal mines (Cu, Zn, Ni, Pb, Au, Ag) (Geovista, 2011) Total amount ore mined: 47.2Mton/ år (Aitik 36Mton) Beviljad bearbetningskoncession: Rönnbäcken och Laver (30+30Mton) Total amount of waste: Waste rock 47Mton, tailings 45Mton (95%) => 92Mton/ year TOT:150Mton/ year Källa: SGU.se

4 GRÅBERG Berg som bryts för att nå malmen Definition mellan gråberg och malm är en ekonomisk term och kan variera över tid. Mixade partikelstorlekar från ler till block Mängden beror av djup och typ av brytning Deponering i högar nära gruvan Om möjligt återfyllnad underjord eller till dagbrott (efter brytning) Konstruktionsmaterial om inert ex. Dotterbolaget LKAB grus och betong säljer gråberg som byggmaterial i olika fraktioner (Begränsat till Kiruna)

5 Sulfidhalten är ca 40%, högt (mest pyrit FeS 2 ) Inga buffrande karbonater finns Basmetaller såsom Cu, Pb and Zn As, Hg och Sb är relativt högt Ex. Vittring av sulfidrikt gråberg Sulfider vittrar vid exponering för syre och vatten Surt metallhaltigt lakvatten neutraliseras med kalk => gips och hydroxidslam innehållande spårmetaller/ metalloider

6 ph 1,1 Fe 53g/ l S 43g/ l As 65mg/ l Cu 13mg/ l Hg 0,3µg/ l Pb 30µg/ l Sb 1mg/ L Zn 149 mg/ l Ce 6,9mg/ L Kemisk sammansättning av lakvatten Om lakningen forceras så kan spårmetaller som Cu och Zn utvinnas Utlakning av As, Hg och Sb kan kontrolleras och stabiliseras Gråberget om inert kan användas som byggnadsmaterial Miljömässig vinst? - Slam med As och Hg produceras som måste omhändertas - Stora mängder slam pga. den höga sulfidhalten - Svårt att laka all pyrit => efterbehandling av gråberg

7 Neutralisering av surt lakvatten Stora mängder kalk konsumeras vid neutralisering Spårmetaller ackumuleras i slam vilka skulle kunna tas tillvara Gips hög löslighet => utlakning av svavel (gips som produkt kräver avsättning samt speciell separering) Fe-hydroxider kan utgöra produkt (färgpigment ) Photos: Application of the coatings (left) and coal wagon after application of the coatings (right). Promine.GTK.fi

8 Möjligt att extrahera? Historiskt gråberg Kan innehålla höga halter basmetaller pga. dåtidens bristfälliga sortering och olönsamhet Innehåll av kritiska metaller Redan brutet berg Utgöra ett miljöproblem Begränsningar - ekonomi - kulturhistoriskt - avsaknad av lämplig separation och/ eller extraktionsprocess

9 ANRIKNINGSSAND Residual efter krossning, malning och separation av värdemetaller Partikelstorlek- silt till sand Deponering i magasin (oftast med dammvallar), sjöar, fjordar Återfyllnad underjord (pasta)

10 Anrikningssand- fallande Ekonomisk vinst - Separera sulfider=>minska mängden avfall som behöver efterbehandlas - Avsulfidiserat material kan användas som sand eller byggnadsmaterial - Värdefulla spårmetaller/ metalloider kan finnas bundna i silikater (ex. Au) - Mineral kan utvinnas om avsättning finns ex. glimmer Miljövinst - Minska mängden avfall som behöver deponeras - Toxiska spårmetaller/ metalloider kan utvinnas och deponeras som stabila residualer

11 AVSVAVLING - Lågsvavlig anrikningssand: Kan klassificeras som inert <0.1% S (om inga buffrande mineral finns). Kan användas i täckningskonstruktioner. - Pyritkoncentrat: Utvinning av spårelement som Au och Co. Syran från lakningen måste neutraliseras, vilket ger ett slam. Begränsningar: Mineraltekniska för effektiv avsvavling. Ekonomi.

12 (Lottermoser, 2008) SPÅRELEMENT I SULFIDER

13 Historiskt anrikningssand - Avfall från 1000-talet - Mineralteknik och metallurgi har förbättrats - Berg redan krossat och malt - Metaller som kan vara värdefulla ex. Au, Co, Cu, REE, W - Mineral kan utvinnas

14 Ex. Nedre Skärsjön Ur ett utvinningsperspektiv - Höga Cu, Co och kan finnas andra metaller av värde som inte analyserats Från SGI rapport: Översiktliga miljötekniska undersökningar Nedre Skärsjön, Riddarhyttan, Skinnskattebergs kommun. Av Märta Ländell och Michael Pettersson, SGI

15 Historiskt gruvavfall Exempel: Bäckegruvan Höga halter av arsenik vid Bäckegruvan i Riddarhyttan. Avfallet har legat länge i marken och området tillhör ett av de mest förorenade i Västmanlands län. - Miljövinst att omprocessera - Utvinna Au, Co, Cu, Mo, REE, W - Stabilisera As - Minska avfall som behöver omhändertas

16 Begränsningar för gruvavfall som resurs Ekonomiska Miljömässiga Mineraltekniska Kulturhistoriska Avsättningsmöjligheter Alternativ- Parallell utvinningsmetoder - Fast extraction (snabbt ekonomiskt) - Slow extraction (miljö och ekonomiskt på sikt)