Rikastuskemikaalipäästöt

Opasnet Suomista
Siirry navigaatioon Siirry hakuun


Vastuuhenkilö: Lauri Solismaa

Kysymys

Minkälaisia kemikaaleja rikastusprosesseissa käytetään, kuinka suuri osa käytetyistä kemikaaleista normaalisti kulkeutuu prosessin ulkopuolelle ja sitä kautta mahdollisesti ympäristöön?

Vastaus

Rikastuskemikaalien käytön perusteella rikastusprosessit voidaan jakaa karkeasti kahteen ryhmään. Ryhmään jossa käytetään merkittäviä määriä rikastuskemikaaleja ja ryhmään jossa ei käytetä. Menetelmiä, joissa ei juurikaan tarvita kemikaaleja, ovat mm. mineraalien magneettisuuteen ja tiheyseroihin perustuvat menetelmät. Kemikaali-intensiivisempiä menetelmiä ovat vaahdotus ja liuotus. [1].


Vaahdotus

Taulukko 1. Esimerkkejä sulfidimalmien vaahdotuksessa yleisimmin käytettävistä kemikaaleista. [2].
Kemikaaliryhmä Esimerkkikemikaaleja
Kokoojakemikaalit Ksantaatit, kemiallinen yleiskaava R-O-CS2-Me, jossa hiilivetyryhmä yleensä etyyli-, isopropyyli-,

isobutyyli-, tai amyyliryhmä ja metalliryhmänä Na tai K Ditiofosfaatit, kemiallinen yleiskaava (RO)2 = P = S2-M, esim. Danafloat Ditiofosfinaatit, kemiallinen yleiskaava esim. Aeorphine (C4H9)2-P-(S)-S-Na

Vaahdotteet Terpeeniyhdisteet, joita saadaan puunjalostusteollisuudesta terpeenin tislausprosessista

sivutuotteena (esim. Sylvapine) Pitkäketjuiset alkoholit, esim. Montanol Eetterit, esim. Dowfroth vaahdotteet kuten esim. polypropyleeni-glykooli-metyylieettereitä [CH3- (OC3H6)n -OH]

pH:n säätäjät Rikkihappo (H2SO4)

Kalkki joko hienokalkkina Ca(OH)2 tai poltettuna kalkkina CaO

Redox-potentiaalin säätäjät Rikkihappo, jolla potentiaalia säädetään positiiviseen suuntaan (hapetus)

Natriumsulfidi, jolla potentiaalia säädetään negatiiviseen suuntaan (pelkistys)

Aktivaattorit Aktivaattorit Kuparisulfaatti, jota käytetään sinkkivälkkeen ja rautakiisujen aktivointiin
Painajat Sinkkisulfaatti, jota käytetään erityisesti sinkin painamiseen kuparivaahdotuksessa

CMC eli karboksimetyyliselluloosa, jota käytetään silikaattimineraalien painamiseen sulfidien vaahdotuksessa Tärkkelys, jota käytetään silikaattimineraalien painamiseen sulfidien vaahdotuksessa Na-dikromaatti, jota käytetään esim. lyijyn painamiseen kupari-lyijyerotuksessa (voimakas ja myrkyllinen hapettava kemikaali) Natriumsyanidi, jota käytetään esim. sinkin painamiseen kuparivaahdotuksessa. Käyttö perustuu sen taipumukseen muodostaa helposti kompleksiyhdisteitä. Kullan rikastuksessa syanidi toimii kullan liuottimena (erittäin myrkyllinen kemikaali)

Apuaineet Flokkulantit, joita käytetään sakeutuksen ja selkeytyksen apuaineina (esim. polyakryyliamidit)

Vaahdonestoaineet, joita käytetään vaahdon tappamiseen esim. pumpuilta Suodatuksen apuaineet (yleisin Al-sulfaatti)


Liuotusmenetelmät

• Bioliuotus (bakteerit)

• Kemiallinen liuotus (hapot tai syanidi)


Kulkeutuminen ympäristöön


Rikastuskemikaaleista päätyy karkeasti arvioiden rikastehiekka-alueelle noin 1-5% [2] [3]. Se, kuinka paljon kemikaaleista päätyy jätevesien mukana suljetun vesikierron ulkopuolelle, riippuu rikastuskemikaalien ominaisuuksista, sekä olosuhteista joihin ne joutuvat rikastushiekka/saostusaltaalla sekä poistuessaan kierrosta. Rikastuskemikaaleista kokoojakemikaalit ja flokkulantit ovat tyypillisesti sellaisia, joista ei aiheudu kovin merkittävää päästöä vesiin, koska valtaosa kemikaalista tarttuu rikasteeseen, mikäli annostelumäärä on sopiva [2]. Esimerkiksi yleisesti kokoojina käytetyt ksantaatit hajoavat rikastushiekka-alueella hydrolyyttisesti rikkihiileksi (CS2), joka haihtuu ilmaan. Päästölaskennassa voidaan olettaa että kaikki rikkihiilipäästöt tapahtuvat ilmaan. Lämpö ja alhainen pH kiihdyttävät prosessia.[4] Ksantaattien ja mäntyöljyn on todettu olevan vesieliöille haitallisia jo suhteellisen pieninä pitoisuuksina. Liukoiset metallit (esim. Cu, Cd, Pb) lisäävät edelleen ksantaattien haitallisuutta [5] [6] ja mäntyöljy voi lisätä veden biologista hapenkulutusta, mikä voi johtaa kalakuolemiin.

Fosforipitoisia kokoojia käytettäessä voi ylimääräisestä kokoojan käytöstä aiheutua vesiin ravinnekuormitusta. Rikkihapon käyttö voi aiheuttaa merkittäviä sulfaattipäästöjä [7] [8]. Sulfaatti ei hajoa eikä useinkaan saostu rikastushiekka-altaassa.


Kemiallisessa liuotusprosessissa käytetty syanidi hajoaa helposti mm. hapen vaikutuksesta ja se hajotetaan pois jätevesistä, joten sitä voi joutua jätevesien mukana ympäristöön vain pieniä määriä [2].


Koska rikastamoiden tarkat prosessikuvaukset ovat luottamuksellista tietoa, johon ainoastaan viranomaiset pääsevät käsiksi, on riskin arviointi tehtävä saatuja tietoja käyttäen ja hyödyntäen esim. kemikaalien riskinarviointiin kehitettyjä ohjelmia kuten EUSES[9] [10].


Taulukko 2. Kemikaalitietolähteitä [11].
Tietokanta Mitä tietoa erityisesti www-osoite
BIODEG Biologista hajoamistietoa www.syrres.com/esc/efdb.htm
CHEMFATE Kemiallista hajoamistietoa www.syrres.com/esc/efdb.htm
CERI/MITI Hajoaminen ja kertyminen http://qsar.cerij.or.jp/cgi-bin/DEGACC/index.cgi?E
ECOTOX Vaikutukset eliöihin, kasveihin ja luontoon http://epa.gov/ecotox
Hazardous Substances Data Bank (HSDB) Terveys- ja ympäristövaikutukset http://toxnet.nlm.nih.gov/
Kemikaalien ympäristötietorekisteri Fys.-kem.tiedot, ekotoksisuus, pysyvyys, kertyvyys www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=59366&lan=fi
Onnettomuuden vaaraa aiheuttavat aineet Fys.-kem.tiedot, terveysvaara, ympäristövaikutukset www.ttl.fi/internet/ova/index.html
IUCLID* ja EU asetuksen 793/93EEC mukaiset riskinarviot Fys.-kem.tiedot, käyttäytyminen ympäristössä, terveys- ja ympäristövaikutukset http://ecb.jrc.it/esis/
Environmental Health Criteria Arvioitua tietoa kemikaalien käyttäytymisestä ympäristössä, terveys- ja ymp.vaikutukset www.inchem.org/pages/ehc.html
Käyttöturvallisuustiedote Fys.-kem.tiedot, ekotoksisuus, pysyvyys, liikkuvuus Käyttöturvallisuustiedotteet saatavissa kemikaalien valmistajilta tai jälleenmyyjiltä.

Katso myös

Minera-malli: Ohjeistusta kaivostoiminnan ympäristö- ja terveysriskien arviointiin.
Osa linkeistä vie ohjeistuksiin eri vaikutusarvioinnin osien tekemisestä, osa taas valmiisiin laskentamalleihin (lihavoitu).
Kaivostoiminta

Kohdekohtaisen arvioinnin esimerkkisivu · Rikastus · Kaivosprosessit

Pölyn ja hiukkasten päästöt

Pöly (ohje) · Lähteet · Pintamaan poisto! · Tarvekivi ! · Louhinta ! · Murskaus · Lastaus ja pudotus · Kuljetuksen pakokaasupäästöt! · Kuljetuksen pölypäästöt! · Työkoneet · Hihnakuljetus · Energiantuotanto · Polttomoottorit! · Sähköntuotanto ! · Boilerit ! · Varastointi · Kaivannaisjäte · Sivukivi · Rikastushiekka

Muut päästöt

Haju · Kaasut · Typpi · Säteily! · Tärinä · Jätevesi · Varastoinnin vesipäästö · Mallinnusohjelmat · Rikastuskemikaalipäästöt · Melu

Pitoisuus ympäristössä

Pohjavesi · Pintavesi · Kulkeutuminen vedessä! · Sedimentit · Sedimentit (mittaukset) · Sedimentit (huokosvedet) · Maaperä! · Maaperän terveysriskinarvio

Ihmiset Ympäristö ja ekologia
Altistuminen

Altistumisen arviointi

Nisäkkäät ja linnut · Kasvit! · Maaselkärangattomat! · Ravinto!

Vaikutus

Terveysriskinarvioinnin rakenne · Riskinarviointiohjeet: · Pohjavesi · Pintavesi · Pöly · Kaasumaiset ilman epäpuhtaudet · Maaperä · Tärinä · Haju · Säteily! · Maaperän terveysriski · Kaasut · Melu · Pienhiukkasvaikutukset! · Terveysriskin kuvaus

Vesistöt · Maaperä · Sedimentti · Ekologinen riskinarviointi: · Ekologisten vaikutusten arviointi · Kohdekohtaisen mallin vaiheet · Alustus · Kohdetutkimukset · Vaikutusten arviointi · Mittauksiin perustuva arvio · Luonnehdinta

Integroitu riskinarvio

Integroitu riskinarvio · Viitearvoja

Muita Minera-projektin tuotoksia
Minera-mallin sovelluksia

· Luikonlahden tapaustutkimus · Luikonlahden sienitutkimusraportti

Muut

· Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt · Minera-hanke · MINERA Loppuseminaari · Kauppila T, Makkonen S, Komulainen H, Tuomisto JT: Metallikaivosalueiden ympäristöriskinarviointiosaamisen kehittäminen: MINERA-hankkeen loppuraportti. · Lehdistötiedote 15.4.2013 · Kohdekohtainen esimerkki · Lyhenteet ja määritelmät · Loppuraportti kokonaismalli · Kaivostoiminnan ympäristöterveysriskien arviointi (suojattu sivu) · Mallinnusohjelmat päästöjen arvioinnissa · Viitearvot · Talvivaaran kaivoksen terveysvaikutukset · Loppuraportti · Raportti · Yaran tapaustutkimus

Muita kaivostoimintaan liittyvää

· Vesijalanjälki · Hyvä kaivos pohjoisessa · Yhteiskuntatieteellinen kaivostutkimus Itä-Suomen yliopistossa · Teemasivu:Kaivostoiminnan vaikutusarviointi


Viitteet

  1. Lukkarinen, T. (1987): Mineraalitekniikka. Osa 2: Mineraalien rikastus. Helsinki, Insinööritieto Oy. 442 s. ISBN 951-795-147-7
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt, 2011
  3. Pasanen, A., Lyytikäinen, M., Solismaa L., Keronen J., 2011. Nonyylifenolietoksylaatin kulkeutuminen ja haitallisuuden arviointi Yara Suomi Oy:n Siilinjärven tehdas- ja kaivosalueella. Tutkimusraportti.
  4. 2001 National Pollutant Inventory: Emission Estimation Technique Manual for mining, Version 2.3
  5. Bertills, U., Björklund, I., Borg, H. & Hörnström, E. 1986. Biological effects of xanthates. Report no 3112 from the National Swedish Environment Protection Board, Solna, Sweden.
  6. Arizona Chemical 2008. SylvapineTM421. Safety data sheet. http://www.arizonachemical.com/Global/MSDS/EU_MSDS/SYLVAPINE%e2%84%a2%20421_English.pdf. Accessed 26.5.2010.
  7. Heikkinen, P. M., Korkka-Niemi, K., Lahti, M., Salonen, V.-P. 2002. Groundwater and surface water contamination in the area of the Hitura nickel mine, western Finland. Environmental Geology 42 (4), 313-329
  8. Heikkinen, P. M., Räisänen, M. L., Johnson, R. H. 2009. Geochemical characterization of seepage and drainage water quality from two sulphide mine tailings impoundments: Acid mine drainage vs. neutral mine drainage. Mine Water and the Environment 28:30-49.
  9. EC, 2004, European Union System for the Evaluation of Substances 2.0 (EUSES 2.0). http://ecb.jrc.it, Kehitetty Euroopan Kemikaalivirastolle RIVM:n (National Institute of Public Health and the Environment Bilthoven, Alankomaat) toimesta (RIVM Report no. 601900005).
  10. Kemikaalin häiriöpäästön ympäristöriskinarviointi EUSES-mallilla. Sirkka Koskela, Jyri Seppälä, Marja-Riitta Hiltunen ja Tuomas Mattila, 2006. Suomen ymparistökeskuksen raportteja 5/2006, 31 s.URN:ISBN:9521122579, ISBN 952-11-2257-9 (PDF)
  11. Kemikaalin häiriöpäästön ympäristöriskinarviointi EUSES-mallilla. Sirkka Koskela, Jyri Seppälä, Marja-Riitta Hiltunen ja Tuomas Mattila, 2006. Suomen ymparistökeskuksen raportteja 5/2006, 31 s.URN:ISBN:9521122579, ISBN 952-11-2257-9 (PDF)

Katso myös

<mfanonymousfilelist></mfanonymousfilelist>