Suomessa toimivat metallimalmikaivokset

Tämä sivu on ensyklopedia-artikkeli. Sivutunniste: Op_fi2883
Moderaattori:Ei ole (katso kaikki) Kuinka ryhtyä moderaattoriksi? Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa Näytä tulokset

Tämän sivun teksti on alkujaan "Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt"-raportista.

Vuoden 2010 alussa Suomessa oli toiminnassa yhteensä 7 metallimalmikaivosta, joista neljä oli kultakaivosta (Kittilä, Jokisivu, Orivesi, Pahtavaara) ja loput tuottivat perusmetalleja (Kemin kromikaivos, Talvivaaran monimetallikaivos, Pyhäsalmen kupari-sinkki-pyriittikaivos). Hituran nikkeli-kuparikaivos käynnistyi uudelleen vuoden 2010 lopulla. Nikkeliä tuotetaan myös Lahnaslammen talkkikaivokselta talkin tuotannon sivuvirtana. Toiminnassa olevien kaivosten ohella suunnitteilla on useita uusia metallimalmikaivoksia eri puolelle Suomea, kuten esimerkiksi Pampalon kultakaivos (käynnistyi keväällä 2011), Laivan kultakaivos, Kevitsan monimetallikaivos ja Kylylahden kupari-kobolttikaivos sekä Läntän litiumkaivos. Alla olevissa kappaleissa on esitetty kuvaukset v. 2010 toiminnassa olleiden metallimalmikaivosten tuotannosta sisältäen kuvaukset louhinnasta ja käytettävistä rikastusmenetelmistä sekä malmivarannoista. Kappaleen lopussa on kuvattu lyhyesti myös toimintaansa v. 2010 aloitelluita kaivosprojekteja.

Kemin Cr-kaivos

Outokumpu Oyj:n Kemin kromikaivos (Kuva 1) sijaitsee Keminmaan kunnassa noin 10 km etäisyydellä Kemin kaupungista. Se on ainoa kromikaivos EU:n alueella. Kemin kromimalmiesiintymä löytyi vuonna 1959 ja Outokumpu Oy teki päätöksen kromiesiintymän hyödyntämisestä vuonna 1964. Kaivoksen yhteyteen rakennettiin esiintymän hyödyntämiseksi aluksi koerikastamo rikastusmenetelmien tutkimiseksi ja myöhemmin alueelle rakennettiin varsinainen rikastamo sekä Tornioon ferrokromitehdas. Ferrokromituotanto käynnistyi vuonna 1968 koerikastamolla tehdyistä rikasteista ja varsinainen rikastustoiminta alkoi Kemissä vuonna 1969.

Malmin louhinta aloitettiin pengerlouhintana avolouhoksesta, josta kaivoksen pääasiallinen tuotanto tuli vuoden 2005 loppuun saakka. Avolouhoksesta on louhittu pengerlouhintana 12 metrin tasoväleillä kaikkiaan 31 Mt malmia ja 132 Mt sivukiveä. Avolouhoksen syvyys on 185 metriä.

Maanalaisen kaivoksen rakentaminen alkoi vuonna 1999 ja kaivos käynnistyi vuonna 2003. Vuoden 2006 alusta alkaen kaikki tuotanto on tullut maanalaisesta kaivoksesta. Maanalaisen kaivoksen alin tuotantotaso on 475 metrin syvyydellä ja louhoskoko on 25 000 tonnia. Louhintamuotona on kaksivaiheinen pengertäyttölouhinta 25 m tasovälillä. Louhostilat täytetään louhinnan jälkeen avolouhinnan aikana louhitulla sivukivellä sekä palarikastamolta tulevalla palakivellä.

Louhittu malmi ajetaan kaatonousuihin ja murskataan isolla karamurskaimella alle 250 mm:n kappalekokoon. Raudanerotuksen jälkeen murskattu malmi siirretään kahteen kallioon louhittuun siiloon. Siiloista malmi nostetaan kappanostolla maanpinnalla sijaitseviin esimurskesiiloihin, joista malmi siirretään murskaamolle. Murskaamolla malmi murskataan alle 100 mm:n kappalekokoon ja seulotaan.

Malmin rikastus tehdään kaksivaiheisena ominaispainoeroihin perustuvilla rikastusmenetelmillä. Vaiheina ovat palarikastus ja hienorikastus. Murskatun malmin karkeampi fraktio (10–100 mm) rikastetaan murskaamon yhteydessä toimivalla palarikastamolla ja hienofraktio (< 10 mm) toimitetaan jauhettavaksi hienorikastamolle.

Palarikastamolla murskattu malmi rikastetaan kaksivaiheisessa raskasväliainepiirissä, jossa välinaineena käytetään piirauta/vesiseosta. Ensimmäisen vaiheen lietetiheys on 3.2 kg/dm3 ja toisen 3.6 kg/dm3. Ensimmäisessä vaiheessa malmista erotetaan kevyttuotteena saatava palakivi, joka palautetaan kaivostäyttöön. Toisessa vaiheessa malmista erotetaan raskastuotteena palarikaste, joka varastoidaan varastohalleihin. Jäännösmateriaali (kevyt-/välituote) murskataan edelleen alle 25 mm:n kappalekokoon ja siirretään yhdessä alle 10 mm:n hienofraktion kanssa hienorikastamolle. Hienorikastamolla malmi jauhetaan tanko-/kuulajauhatuksella alle 0.7 mm:n raekokoon.

Jauhatuksen tuote luokitellaan sykloneilla kahteen fraktioon, joista alle 80 mikronin materiaali siirretään liejupiiriin, ja 80–700 mikronin fraktio rikastetaan ominaispainoeroihin perustuvilla Reichert-kartioerottimilla ja spiraaleilla. Valmis hienorikaste kuivataan Topfeed-rumpusuotimella alle 4 %:n kosteuteen ja varastoidaan homogenisoiden varastohalleihin, joista rikasteet siirretään kuorma-autoilla Tornion ferrokromitehtaalle. Prosessissa muodostunut rikastushiekkaliete pumpataan rikastushiekka-altaalle, jossa kiintoaines laskeutetaan ja vesi johdetaan selkeytysaltaisiin. Selkeytysaltaissa kirkastunut vesi pumpataan takaisin rikastamolle. Rikastamon vesikierto on täysin suljettu.

Malmia louhitaan noin 1.3 Mt vuodessa ja sen keskimääräinen Cr2O3-pitoisuus on 26.5 %. Vuosittain tuotetaan noin 200 000 tonnia palarikastetta, jonka Cr2O3-pitoisuus on 36 %, ja 400 000 tonnia hienorikastetta, jossa Cr2O3-pitoisuus on 45 %. Kemin kaivoksen tämän hetkiset (v. 2010) malmivarat ovat noin 37 Mt ja mineraalivarannot 87 Mt. Seismisten tutkimusten mukaan malmiesiintymä jatkuu useiden kilometrien syvyyteen, joten mineraalivarannot voivat osoittautua paljon oletettua suuremmiksi.

Kaivos työllistää 160 henkilöä sekä lisäksi noin 100 urakoitsijoiden palveluksessa olevaa henkilöä. Kemin kaivos on ensimmäinen vaihe Outokumpu Tornio Worksin integroidussa tuotantoketjussa, jonka kapasiteetti on noin 1.2 Mt ruostumatonta terästä vuodessa.

Kittilän Au-kaivos

Agnico-Eagle Mines Ltd:n omistama Kittilän kultakaivos (Kuva 2) sijaitsee noin 35 km Kittilän kuntakeskuksesta koilliseen. Suurikuusikon alueella tehtiin ensimmäinen kultalöytö vuonna 1986, jonka jälkeen alueella jatkettiin tarkempia tutkimuksia vuosina 1987–1997. Kittilän kultakaivokselle myönnettiin ympäristö- ja vesitalouslupa vuonna 2002 ja kaivoksen rakentaminen käynnistyi vuonna 2006. Malmin louhinta aloitettiin Suurikuusikon avolouhoksesta keväällä 2008 ja kultarikasteen tuotanto käynnistyi rikastamolla saman vuoden syksyllä. Ensimmäinen kultaharkko valettiin tammikuussa 2009.

Malmia louhitaan Suurikuusikon avolouhoksesta 7.5 metrin penkereinä yhdessä sivukiven kanssa paikalleen räjäyttämällä, ja malmi ja sivukivi erotellaan lastausvaiheessa. Avolouhoksesta tulee lopulta noin 160 m syvä. Malmia syötetään rikastamolle 3 000 tonnia päivässä. Avolouhinnan ohessa valmistellaan maanalaista kaivosta tuotantovalmiuteen. Maanalaisen tuotannon on tarkoitus alkaa vuonna 2010. Maan alla louhintamenetelmänä on pengerlouhinta. Louhokset ovat 25–40 metriä korkeita ja keskimääräinen louhoskoko on 10 000 tonnia malmia. Lastauksen jälkeen tyhjät louhokset täytetään kovettuvalla täytteellä, jolloin viereiset malmit voidaan louhia tehokkaasti ja turvallisesti.

Malmi kuljetetaan kaivokselta rikastamolle ja murskataan leukamurskaimella. Murskattu malmi siirretään hihnakuljettimella välisiiloon, josta malmi kuljetetaan edelleen jauhettavaksi. Malmi jauhetaan semiautogeenisessa jauhatuksessa ja hienoksi jauhettu malmi jatkaa matkaansa vaahdotuspiiriin, jossa vaahdotus tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa vaahdotetaan orgaaninen hiili pois rikastettavasta lietteestä. Toisessa vaiheessa kultapitoiset sulfidimineraalit otetaan talteen. Vaahdotuksen jälkeen liete hapetetaan autoklaavissa 190 °C asteen lämpötilassa ja noin 1 900 kPa paineessa. Tämän jälkeen hapetettu rikaste käsitellään kullan liuotuspiirissä. Rikaste viipyy 24 tunnin ajan kuudessa liuotustankissa (CIL-tankissa), jossa kulta erotetaan. Liuennut kulta otetaan talteen aktiivihiilen avulla. Kultaa sisältävä aktiivihiili stripataan eli kulta uutetaan takaisin nesteeseen. Nesteestä kulta saostetaan elektrolyysillä. Saostunut kulta sulatetaan ja valetaan kultaharkoiksi. Tämän jälkeen harkot lähetetään ulkopuoliseen yritykseen jatkojalostettavaksi, jonka jälkeen tuotteen kultapitoisuus on 99.99 %.

Malmin rikastusprosessissa syntyvä rikastushiekka läjitetään vesitiiviisiin rikastushiekka-altaisiin. Rikastushiekkaa syntyy käytännössä yhtä paljon kuin malmia toimitetaan rikastamolle, koska malmista erotetaan ainoastaan kulta. Malmin louhinnan yhteydessä louhittava sivukivi läjitetään kaivosalueella sijaitseville sivukiven läjitysalueille.

Suurikuusikon kultaesiintymä on Keski-Lapin vihreäkivivyöhykkeen keskiosassa ja esiintymä on suurin tunnettu kultaesiintymä Pohjois-Euroopassa. Esiintymän tunnetut malmivarat ovat 21.4 Mt ja kultaesiintymän keskipitoisuus on 4.7 g/t. Totaalikullasta 75 % on sitoutunut arseenikiisun ja 23 % arseenipitoisen rikkikiisun hilaan atomitasolla. Vain 2 % totaalikullasta on vapaata kultaa. Kaivoksen suunniteltu vuosittainen kullan tuotanto on 5 000 kg kultaa.

Pyhäsalmen Zn-Cu-S-kaivos

Pyhäsalmi Mine Oy:n sinkki-kupari-rikkikaivos (Kuva 3) sijaitsee Pyhäjärvellä. Malmi löydettiin vuonna 1958 ja vuoden 1959 keväällä Outokumpu Oy teki päätöksen kaivoksen avaamisesta. Kaivos aloitti toimintansa vuonna 1962, ja siirtyi vuonna 2002 nykyisen omistajansa, Inmet Mining Corporation:in, omistukseen.

Malmia louhittiin aluksi avolouhoksesta. Maanalainen louhinta käynnistyi avolouhinnan rinnalla vuonna 1967, ja kaivos siirtyi kokonaan maanalaiseen louhintaan vuonna 1975. Tällä hetkellä louhinta tapahtuu kokonaisuudessaan tason +1050 alapuolelta ja syvin tuotantotaso on +1410. Malmi louhitaan välitaso- ja pengerlouhinnalla. Louhosten korkeus on 25–50 m ja leveys 15–25 m. Tunnelit lujitetaan pultituksella ja ruiskubetonoinnilla, ja louhokset vaijeripultituksella. Tyhjät louhokset täytetään sivukivellä, ja sivukivitäyte kovetetaan rikastushiekan, kuonan, lentotuhkan ja betonin sekoituksella.

Irrotettu malmi murskataan leukamurskaimella yksivaiheisesti maanalaisessa murskaamossa, josta malmi nostetaan kaivostornin kautta maan pinnalle kalliosiiloon. Malmi seulotaan kaivostornissa kolmeen fraktioon, ja kuljetetaan edelleen kalliosiilosta hihnakuljettimilla rikastamon siiloihin. Rikastamolla malmi jauhetaan ns. semiautogeeni-jauhatuksella, jossa hienoa ja karkeaa malmia jauhetaan yhdessä. Malmista rikastetaan vaahdottamalla kuparirikaste, sinkkirikaste ja pyriittirikaste kolmessa vaiheessa. Rikasteista poistetaan ylimääräinen vesi sakeuttamalla ja suodattamalla, minkä jälkeen rikasteet varastoidaan kaivosalueelle kuljetusta varten. Kupari- ja sinkkirikasteet kuljetetaan rautateitse kotimaisille sulatoille jatkojalostukseen ja pyriittirikaste myydään sekä kotimaan että ulkomaan markkinoille.

Rikastuksessa muodostuvasta rikastushiekasta erotetaan karkein aines kaivokseen louhostäytteeksi ja hienoaines pumpataan lietteenä rikastushiekka-altaaseen. Rikastushiekka-altaassa prosessivesi neutraloidaan ja siitä laskeutetaan kiintoaines. Selkiytynyt vesi johdetaan Pyhäjärven vesistöön.

Malmia louhitaan Pyhäsalmella noin 1.4 Mt vuodessa, ja vuosittain tuotetaan 13 400 t kuparia, 31 300 t sinkkiä ja 420 000 t rikkikiisua (v. 2009). Malmiesiintymä on massiivinen Zn-Cu-rikkikiisuesiintymä, jossa on sulfidimineraaleja noin 75 %. Joulukuussa 2009 kaivoksen malmivarat olivat 11.8 Mt sisältäen 1.1 % Cu, 2.2 % Zn, 41 % S, 0.4 g/t Au ja 14 g/t Ag. Nykyvarannoilla kaivostoiminnan on arvioitu jatkuvan Pyhäsalmessa vuoteen 2018 asti. Kaivos työllistää yhteensä 218 henkeä ja 53 urakoitsijaa.

Talvivaaran monimetallikaivos

Talvivaara Sotkamo Oy:n kaivos sijaitsee noin 30 km Kajaanin keskustasta kaakkoon ja 25 km Sotkamon keskustasta lounaaseen. Kuusilammen ja Kolmisopen malmiesiintymät sekä laitosalue ovat kokonaisuudessaan Sotkamon kunnan alueella. Kaivospiirin läntinen osa sijoittuu Kajaanin kaupungin alueelle.

Malminetsintää on tehty Etelä-Sotkamon alueella eri yhtiöiden toimesta 1930-luvulta alkaen. Suomen Malmi Oy löysi ensimmäiset nikkelipitoiset näytteet Talvivaaran alueelta 1960-luvun alkupuolella ja GTK paikansi Kolmisopen esiintymän vuonna 1977 ja Kuusilammen esiintymän 1978. Outokumpu teki malmitutkimuksia vuosina 1989–1992 ja Talvivaara on jatkanut tutkimuksia vuodesta 2004 alkaen. Talvivaaran kaivokselle myönnettiin ympäristö- ja vesitalouslupa maaliskuussa 2007 ja huhtikuun alussa käynnistyi kaivoksen rakentaminen.

Malmin louhinta aloitettiin Kuusilammen avolouhoksesta keväällä 2008, malmin kasaus primäärikasalle kesällä 2008 ja ensimmäinen saostus toteutettiin syksyllä 2008. Malmin louhinta toteutetaan pengerlouhintana, jossa tasoväli on 15 metriä. Suunniteltu malminlouhinta on vuodesta 2011 alkaen 24 Mt/v ja sivukiveä louhitaan sama määrä. Avolouhoksen arvioitu leveys tulee olemaan 1 500 m, pituus 3 500 m ja syvyys 500 metriä.

Louhittu malmi kuljetetaan kiviautoilla karkeamurskaamolle, jossa malmi murskataan alle 250 mm:n kappalekokoon. Karkeamurskaamolta malmi siirretään Kuusilampi-kuljetinta pitkin malmin välivarastoon ja siitä edelleen hienomurskaamoihin ja seulomoon. Hienomurskauksen jälkeen malmiaines on raekooltaan alle 8 mm:ä. Sen jälkeen malmiainesta käsitellään agglomerointiasemalla liuoksella hienoaineksen kiinnittämiseksi rakeiden pintaan ennen kasausta. Malmi kasataan primäärikentälle neljäksi 400 metriä leveäksi, 1 200 metriä pitkäksi ja noin 8 metriä korkeaksi kasaksi.

Malmi rikastetaan bioliuotuksella. Jokaista primäärikasaa kastellaan liuoksella, jota kierrätetään kasan läpi. Metallien liukenemista tehostetaan kastelun ohella ilmastamalla kasaa pohjan kautta. Kun liuoksen metallipitoisuus on riittävän suuri, johdetaan osa liuoksesta metallien talteenottolaitokselle. Metallien talteenotossa kupari, sinkki ja nikkeli-koboltti saostetaan liuoksesta sulfideina pois. Jäännösliuos puhdistetaan ja palautetaan takaisin kasan kasteluun. Liuoksen puhdistuksen yhteydessä syntyvä kipsi- ja rautasakka johdetaan kipsisakka-altaaseen.

Primäärikentän kasoja kastellaan noin 1.5 vuotta, jonka jälkeen kasat puretaan ja liuotettu malmiaines siirretään kuljettimella sekundäärikasalle. Siellä suoritetaan malmin loppuliuotus, joka kestää noin 3,5 vuotta. Sekundäärikasa on myös malmin loppusijoituspaikka. Sekundäärikasa tulee olemaan 1 500 m leveä, 2 500 m pitkä ja noin 60–70 metriä korkea.

Talvivaaran kaivoksen malmiaines sisältää uraania hivenainepitoisuutena. Liuoksessa uraanin määrä on noin 25 mg/l. Talvivaara suunnittelee uraanin talteenottamista liuoksesta uuttomenetelmällä. Uraanin talteenottolaitos tulee toimimaan kiinteänä osana tuotantoprosessia. Uraani uutetaan pois prosessiliuoksesta sinkkisulfidi- ja nikkeli-kobolttisulfidisaostusvaiheiden välissä. Uuttoprosessilla saadaan talteen yli 90 % syöttöliuoksen sisältämästä uraanipitoisuudesta. Lopputuotteena on uraaniperoksidi, joka tuotetaan yellow-cake -asteelle. Uraaniperoksidin tuotantomäärän on arvioitu olevan noin 350–500 tonnia vuodessa.

Dragon Mining Oy:n kultakaivokset

Dragon Mining Oy (ent. Polar Mining Oy) louhii kultaa Jokisivun ja Oriveden kaivoksilta. Molemmat malmit kuljetetaan rikastettavaksi Dragon Mining Oy:n rikastamolle Sastamalaan.

Oriveden kultakaivos

Oriveden kultakaivos sijaitsee Oriveden kunnassa lähellä Tamperetta. Kultamineralisaatio löytyi alueelta vuonna 1982, ja Outokumpu Oy louhi kaivoksesta kultamalmia vuosien 1994–2003 aikana. Dragon Mining Oy:lle kaivos siirtyi vuonna 2003 ja kultamalmin louhinta käynnistettiin Kutemajärven esiintymästä uudelleen vuonna 2007 aikaisemmin louhitun alueen ulkopuolelta löytyneestä Sarvisuon esiintymästä. Kutemajärven malmimuodostuma koostuu useista pystysuuntaisista malmipiipuista, joita on louhittu 720 metrin syvyyteen saakka. Osa malmipiipuista jatkuu yli 1000 metrin syvyyteen.

Malmi louhitaan maanalaisesta kaivoksesta pengerlouhintamenetelmää soveltaen ja kaikki louhitut tilat täytetään kaivoksesta louhitulla sivukivellä. Kaivoksen tuotantomäärä on noin 200 000 t/v. Malmi kuljetetaan lohkareina rekka-autoilla murskattavaksi ja rikastettavaksi Sastamalan rikastamolle.

Jokisivun kultakaivos

Jokisivun kaivos sijaitsee Huittisten Jokisivulla, noin 8 km Huittisten keskustasta lounaaseen. Ensimmäiset viitteet malmiesiintymästä löydettiin vuonna 1964, ja useissa vaiheissa tehtyjen tutkimustöiden jälkeen malmin louhinta käynnistyi Polar Mining Oy:n toimesta Kujankallion avolouhoksessa vuonna 2009. Kaivoksen ympäristölupahakemus jätettiin vuonna 2003 ja lopullinen lupapäätös saatiin korkeimmasta hallinto-oikeudesta vuoden 2007 lopussa.

Kujankallion avolouhoksesta tullaan louhimaan noin 100 000 tonnia malmia, jolloin louhos on 45 metriä syvä, 400 m pitkä ja 100 m leveä. Malmi louhitaan 5 metrin penkereinä (Kuva 5). Louhittu malmi kuljetetaan lohkareina rekka-autoilla Sastamalan rikastamolle murskattavaksi ja rikastettavaksi. Avolouhoksen alapuolelle on suunniteltu maanalainen kaivos ja lisäksi alueelta tunnetaan Arpolan malmiesiintymä, johon on myöhemmin suunniteltu tehtäväksi pienempi avolouhos. Jokisivun kaivoksen ympäristölupa edellyttää, että Kujankallion ja Arpolan louhokset louhitaan eriaikaisesti.

Jokisivun kultaesiintymä koostuu kapeista gneissien ja vulkaniittien ympäröimistä kvartsijuonista. Esiintymän tunnetut malmivarat ovat 1.3 Mt sisältäen kultaa keskimäärin 6 g/t. Kulta esiintyy pääosin vapaana kultana kvartsijuonivyöhykkeissä, mutta osa on myös arseenikiisusulkeumina.

Kultamalmien murskaus ja rikastus Sastamalan rikastamolla

Jokisivun ja Oriveden kultamalmit murskataan Sastamalan rikastamon murskaamossa kolmessa vaiheessa leuka-, kara- ja kartiomurskaimilla. Murskattu malmi seulotaan ja 20 mm:n murske siirretään hihnakuljettimilla välisiiloon, josta se syötetään rumpusyöttimillä jauhettavaksi. Jauhatus aloitetaan tankomyllyllä, jonka jälkeen Jokisivun malmista erotetaan sykloniluokituksella karkeampi fraktio erilleen ja hienoaines johdetaan suoraan vaahdotukseen. Karkeammasta fraktiosta erotetaan edelleen ominaispainoltaan raskaampi materiaali Reichertin kartiolla erilliseen painovoimapiiriin ja muu osa palautetaan kuulamyllyjauhatuksen kautta vaahdotukseen. Painovoimapiiri käsittää Reichertin kartion lisäksi spiraaliluokittimet ja tärypöydän. Vaahdotuksessa erotettu rikaste selkeytetään sakeuttimessa ja siitä poistetaan vettä painesuotimella. Rikastusprosessissa käytetään ainoastaan vähän kemikaaleja, sillä vaahdotus tapahtuu malmin luontaisessa pH:ssa.

Vaahdotusrikasteen pitoisuus on noin 200 g/t Au ja puhdistetun tärypöytärikasteen noin 90 % Au. Oriveden malmista ei voida valmistaa painovoimarikastetta, joten malmi rikastetaan ainoastaan vaahdottamalla.

Rikastuksessa kultamalmista talteen saatavat arvoaineet kattavat noin 5 % rikastukseen syötetystä malmista. Rikastuksen jäännösmateriaali, rikastushiekka, pumpataan lietteenä rikastushiekka-alueelle, jossa lietteestä erotetaan vesi laskeuttamalla. Selkeytetty vesi palautetaan rikastamolle prosessivedeksi. Prosessiin otetaan tarvittaessa lisävettä Stormin suljetusta nikkelikaivoksesta, jonne ylijäämävedet myös palautetaan.

Ni-tuotanto Lahnaslammen talkkikaivoksella

Mondo Mineralsin Lahnaslammen talkkikaivos sijaitsee Sotkamon kunnassa noin 20 km:n etäisyydellä Sotkamon keskustasta. Kaivos ja sen vieressä sijaitseva rikastamo ja hienojauhatuslaitos muodostavat yhdessä maailman suurimman talkin tuotantoyksikön. Esiintymä on ollut tunnettu jo 1900-luvun alussa ja kehitystyö talkin hyödyntämiseksi alkoi 1950-luvulla. Kaivostoiminta Lahnaslammen kaivospiirin alueella on alkanut vuonna 1968 ja varsinainen tuotanto 1969. Nikkeliä Lahnaslammella on rikastettu talkin sivutuotteena vuodesta 1974 alkaen. Vuotuinen louhinta on noin 0,5 Mt malmia.

Malmia louhitaan avolouhintana nykyisin 20 metrin tasoväleillä. Lahnaslammen kaivoksen tuotanto tulee päättymään vuonna 2010. Tuotantoa jatketaan Punasuon avolouhoksesta, joka sijaitsee vajaan kilometrin Lahnaslammelta etelään ja on Lahnaslammen kanssa samaa muodostumaa. Louhinnan päätyttyä avolouhos täytetään Punasuon sivukivillä ja tuotannossa syntyvällä rikastushiekalla. Lahnaslammelta tullaan louhimaan vajaat 18 Mt malmia ja noin 33 Mt sivukiveä. Avolouhoksen syvyys on 180 metriä.

Louhittu malmi ajetaan esimurskaamolle, jossa se murskataan alle 200 mm:n palakokoon. Esimurskauksesta malmi siirretään kuljettimilla seulan kautta välivarastohalliin. Välivarastosta esimurskattu malmi kulkee kuljetinta pitkin jälkimurskaamolle, jossa malmi murskataan kartiomurskaimella alle 25 mm:n raekokoon. Murskattu malmi jauhetaan vaahdotushienouteen (raekoko alle 0.1 mm) vesilietteessä kuulamyllyillä, joissa käytetään jauhinkappaleina teräskuulia. Jauhettu talkkimalmi erotetaan vaahdotusprosessiin sykloneilla, ja karkeampi syklonien alite palautetaan uudelleen jauhatukseen.

Jauhettu malmi rikastetaan vaahdottamalla useassa vaiheessa. Esivaahdotusvaiheessa jauhetusta malmista syntyvä jäännös (magnesiittihiekka ja Ni-sulfidit) pumpataan nikkelivaahdotukseen ja erotettu talkin esirikaste pumpataan kertausvaahdotuksien kautta sakeuttimeen. Prosessin lopputuotteena talkkimalmista (talkkipitoisuus 45–55 %) saadaan talkkirikastetta, jonka talkkipitoisuus on 96–98 %. Sakeuttimen jälkeen rikaste suodatetaan ja kuivataan, ja siirretään mikrotalkkitehtaalle jatkojalostettavaksi.

Nikkelirikaste erotetaan talkkimalmin esivaahdotuksen jäännöksestä monivaiheisessa vaahdotuksessa. Saatu nikkelirikaste suodatetaan kiekkosuodattimella ja siirretään varastoon. Rikastusjäännös pumpataan rikastushiekka-altaille. Nikkelirikaste toimitetaan asiakkaille kosteana rikasteena. Rikasteen nikkelipitoisuus on keskimäärin 8 % ja rikkipitoisuus 32 %.

Rikastushiekka koostuu pääosin magnesiitista ja se on läjitetty tehdasalueen itäpuolella sijaitseville rikastushiekka-altaille. Altailla selkeytynyt vesi johdetaan takaisin rikastamolle prosessivedeksi. Louhinnassa syntyvät sivukivet on läjitetty läjitysalueelle. Ne koostuvat pääosin mustaliuskeesta, kiilleliuskeesta ja heikkolaatuisesta talkkimalmista. Läjitysalueen suotovedet kerätään ja käsitellään ennen niiden juoksuttamista eteenpäin.

Pahtavaaran Au-kaivos

Lappland Goldminers AB aloitti kultamalmin louhinnan vuoden 2008 lopussa Pahtavaaran kultaesiintymästä Sodankylässä (Kuva 7). Jatkuva tuotanto Pahtavaaran rikastamolla käynnistettiin huhtikuussa 2009 (Lappland Goldminers AB 2010). Pahtavaaran kultaesiintymä löydettiin vuonna 1985, ja sitä ovat aiemmin hyödyntäneet Terra Mining Oy (1996–2000) ja Scan Mining Oy (2003–2007).

Malmia louhitaan maanalaisesta kaivoksesta pengerlouhintana, ja se rikastetaan Pahtavaaran rikastamolla. Rikastamon kapasiteetti on noin 1500 t raakamalmia päivässä. Rikastusta varten malmi murskataan leukamurskaimella alle 200 mm:n kappalekokoon ja kuljetetaan hihnakuljettimella välivaraston kautta jauhettavaksi. Malmi jauhetaan autogeenisesti märkäprosessissa 1.5 mm:n raekokoon. Jauhatuksesta raskaampi jae johdetaan luokitussyklonin kautta painovoimaerotukseen ja kevyempi jae vaahdotukseen.

Painovoimarikastuspiiri koostuu Reichertin kartiosta, magneettierottimista, spiraaleista ja tärypöydästä. Reichertin kartiossa erotetusta painavammasta jakeesta poistetaan magneettierottimilla magneettinen aines, jonka jälkeen ei-magneettinen aines jaetaan spiraaleilla raskaaseen ja kevyeen jakeeseen. Raskas jae johdetaan edelleen tärypöydälle, jossa aineksesta erotetaan kertausrikastuksella GM-kultarikaste (gravity middling concentrate). Kevyempi jae palautetaan vedenpoistosyklonin kautta takaisin jauhatukseen ja uudelleen painovoimapiiriin (Pohjois-Suomen ympäristölupavirasto 2006, Lappland Goldminers AB 2010).

Syklonierotuksesta saatavan kevyemmän jakeen vaahdotuspiiri käsittää esivaahdotuksen, ripevaahdotuksen ja rikasteen pesun. Pesty rikasteliete (F-rikaste ts. flotation concentrate) kuivataan edelleen sakeuttimella ja suodattimella. Vaahdotuksessa muodostuva rikastushiekka pumpataan vesilietteenä rikastushiekka-altaalle (Pohjois-Suomen ympäristölupavirasto 2006, Lappland Goldminers AB 2010).

Pahtavaaran kaivoksen vuosituotanto oli noin 600 kg kultaa vuonna 2009 ja vuonna 2010, kun tuotanto oli jatkuvasti käynnissä, tuotanto oli 740 kg. Vuoden 2011 alussa Pahtavaaran malmivarat olivat noin 577 000 t sisältäen kultaa noin 2.74 g/t (Lappland Goldminers AB 2011).

Hituran nikkelikuparikaivos

Hituran nikkelikuparikaivos sijaitsee Keski-Pohjanmaalla noin 130 kilometriä Oulusta etelään ja noin 12 kilometriä kaakkoon Nivalan keskustasta. Kaivos aloitti toimintansa vuonna 1969 Outokumpu Oy:n toimesta. Vuonna 1990 kaivoskirja siirrettiin Outokumpu Finnmines Oy:lle, vuonna 2007 Hitura Mining Oy:lle ja vuonna 2008 Finn Nickel Oy:lle. Kaivos oli suljettuna vuodesta 2009 vuoteen 2010, jolloin kaivostoiminta käynnistettiin uudelleen Beldevere Mining Oy:n toimesta (Pohjois-Suomen aluehallintovirasto 2010).

Vuoden 2008 alussa kaivoksen oman sisäisen arvion mukaan Hituran malmivarat olivat 2.35 Mt, nikkelipitoisuuden ollessa keskimäärin 0.62 %. Mahdollisesti hyödynnettävät resurssit ovat 1.45 Mt nikkelipitoisuuden ollessa keskimäärin 0.69 %.

Hituran kaivoksella louhitaan ja rikastetaan nikkelipitoista sulfidimalmia. Kaivos on varautunut rikastamaan myös muualta tuotua malmia. Kaivoksen tuotantokapasiteetti on 620 000 t/v ja se on tarkoitus nostaa 1 Mt:iin vuodessa aikaisintaan vuonna 2012. Malmista syntyy nikkeli-kuparirikastetta noin 4–8 % käsitellystä malmista. Jäännös on rikastushiekkaa, joka sijoitetaan rikastushiekka-alueelle. Nikkelikuparikaste koostuu pentlandiitista, kuparikiisusta, magneettikiisusta ja silikaateista. Rikastetta tuotetaan 30 000–35 000 t/v nikkelisisällön ollessa 2 200-3000 t. Tuotannossa muodostuu rikastushiekkaa noin 650 000 t/v. (Pohjois-Suomen aluehallintovirasto 2010)

Malmin louhinta aloitettiin avolouhoksena. Vuonna 1991 siirryttiin maanalaiseen louhintaan. Avolouhoksen reunalta, tasolta 40 m, alkava vinotunneli johtaa maanalaisiin tiloihin. Sen kautta tapahtuu kaivosliikenne. Vinotunneli jakaantuu malmion läntisiin ja itäisiin osiin johtaviksi tunneleiksi. Malmin louhinnan työvaiheita ovat poraus, kiven irrotus räjäyttämällä, irrotetun kiven lastaus ja poiskuljetus sekä kalliotilojen tuenta. Työhön liittyy keskeisesti maanalaisten tilojen tuuletus ja niihin valuvien sade- ja pohjavesien poisto. Räjäyttämällä irrotettu malmi samoin kuin sivukivi lastataan kuormaajilla kuorma-autoihin, joilla malmi kuljetetaan maanpinnalla sijaitsevaan murskaamoon tai välivarastoidaan murskaamon kentälle. Sivukivi ajetaan louhostäytteeksi eri puolille maanalaista kaivosta tai avolouhokselle tasolle +40 m, josta se kipataan avolouhoksen täytteeksi. (Pohjois-Suomen aluehallintovirasto 2010)

Malmikiven rikastusprosessin vaiheet ovat malmin murskaus, jauhatus, vaahdotus ja veden poisto sekä varastointi ja lastaus. Rikastusprosessit tapahtuvat normaalissa paineessa ja lämpötilassa monivaiheisesti. Lopputuotteen, nikkelikuparirikasteen kosteusprosentti on 10 % ja se toimitetaan asiakkaille autoilla. Rikastamon toimintoihin kuuluu lisäksi prosessi- ja raakaveden hankinta sekä kemikaalien valmistus ja syöttö. (Pohjois-Suomen aluehallintovirasto 2010)

Toimintaansa aloittavia kaivoshankkeita

Vuonna 2010 Suomessa oli edellä kuvattujen metallimalmikaivosten ohella aloittamassa toimintaansa mm. kaksi kultakaivosta (Pampalo ja Laiva), kaksi monimetallikaivosta (Kylylahti, Kevitsa) ja yksi litiumkaivos (Länttä). Alla on esitetty niiden toiminnasta lyhyet yhteenvedot. Näiden lisäksi vireillä oli useita eri vaiheissa olevia kaivoshankkeita, esimerkiksi Northland Resources AB:n Hannukaisen rauta-kupari-kultakaivoshanke, Gold Fields Arctic Platinum Oy:n Suhangon palladium-platina-kaivoshanke (Kilvenjärven kaivospiiri), Altona Mining Ltd:n Hautalammen nikkeli-kupari-kobolttiesiintymän hyödyntäminen, Adriana Resources Inc:n vanadiinikaivoshanke Mustavaarassa sekä Silver Resources Oy:n hopeakaivoshanke Sotkamossa.

Kultakaivokset

Laivakankaan kultaesiintymä löydettiin Raahen läheltä vuonna 1980. Nordic Mines AB on tehnyt kohteellista kullanetsintää alueella vuodesta 2005. Vuoden 2010 alussa valmistuneen kannattavuustutkimuksen mukaan Laiva-esiintymän malmivarannot olivat yhteensä 11.7 Mt, joten se on yksi Pohjoismaiden suurimpia kultaesiintymiä. Kullantuotannon on arvioitu alkavan alueella vuonna 2011 (Nordic Mines 2010). Kaivos toteutetaan avolouhoksena, josta on suunniteltu louhittavaksi vuosittain noin 2 Mt malmia. Arvioitujen malmivarojen kultapitoisuus on 2.09–2.4 g/t. B-malmia, jonka kultapitoisuus on noin 0.6 g/t, louhitaan noin 750 000 t vuodessa. Laivakankaan kaivoksen tuotantoprosessi tulee koostumaan seuraavista päävaiheista: louhinta, murskaus leukamurskaimella, kaksivaiheinen jauhatus, vaahdotus, painovoimaerotus, syanidirikastus ja rikastushiekan käsittely (Pohjois-Suomen ympäristölupavirasto 2009).

Ilomantsissa sijaitseva Pampalon kultamalmiesiintymä löydettiin vuonna 1990. Esiintymä on ollut Endomines AB:n hallussa vuodesta 2006 alkaen ja yhtiö sai kaivostoiminnalle ympäristöluvan vuonna 2008. Kullan tuotanto käynnistyi täysimääräisenä vuoden 2011 keväällä. Malmia tullaan louhimaan maanalaisesta kaivoksesta noin 200 000 t/v. Malmin käsittely tulee sisältämään murskauksen, jauhatuksen sekä rikastuksen ominaispainoerotuksella (karkea fraktio) ja vaahdotuksella (hieno fraktio) (Itä-Suomen ympäristölupavirasto 2008). Malmivaroja on arviolta noin 1.3 Mt. Arvioitujen malmivarojen kultapitoisuus on 4.1–6.1 g/t (Endomines 2010).

Monimetallikaivokset

Sodankylässä sijaitseva Kevitsan Ni-Cu-malmiesiintymä löydettiin vuonna 1985, ja se sisältää nikkelin ja kuparin ohella myös kultaa, kobolttia ja platinaryhmän metalleja. Kaivoksen omistaa First Quantum Minerals Ltd, joka teki päätöksen kaivoksen avaamisesta vuonna 2009. Kaivoksen rakentaminen käynnistyy keväällä 2010 ja tuotanto alkaa vuonna 2012. Malmia tullaan louhimaan avolouhoksesta arviolta noin 5 Mt/v. Se rikastetaan paikan päällä murskauksen ja jauhatuksen jälkeen selektiivisellä vaahdotuksella, jossa erotetaan ensin kuparirikaste ja sitten nikkelirikaste. Arvioidut tuotantomäärät ovat nikkelirikasteelle noin 85 000 t/v ja kuparirikasteelle 55 000 t/v. Kaivoksen arvioidut mineraalivarannot olivat vuoden 2009 lopussa yhteensä noin 165 Mt, jossa nikkelipitoisuus oli 0.30 % ja kuparipitoisuus 0.27 %. Kaivoksen eliniäksi on arvioitu 20 vuotta (FQML 2009).

Altona Mining Ltd:n Kylylahden monimetalliesiintymä sijaitsee Polvijärvellä. Se löydettiin vuonna 1984, ja kaivos aloittaa tuotannon vuoden 2012 alussa. Louhinta tullaan tekemään maanalaisena ja malmi kuljetetaan Luikonlahden rikastamolle rikastettavaksi. Rikastusmenetelmänä tullaan käyttämään vaahdotusta. Esiintymän arvioidut malmivarat ovat 8.4 Mt sisältäen 1.25 % Cu, 0.24 % Co, 0.20 % Ni, 0.54 % Zn ja 0.68 g/t Au. Altona Mining Ltd:llä on kaivospiiri myös Outokummussa Hautalammen Ni-Cu-Co esiintymään, jonka hyödyntäminen on lupavaiheessa. Lisäksi Altona Mining Ltd tutkii tällä hetkellä Kotalahden alueen nikkeliesiintymien (Valkeisenranta, Särkiniemi) hyödyntämismahdollisuuksia.

Litiumkaivos

Keliber Oy aikoo käynnistää lähivuosina litiumin louhinnan ja tuotannon Kokkolassa Ullavassa sijaitsevasta Läntän spodumeenipegmatiittiesiintymästä. Esiintymä löydettiin 1960-luvun alkupuolella. Kaivospiiri siirtyi vuonna 1999 Keliber Oy:lle (aiemmin Keliber Resources Ltd Oy). Toiminta sai ympäristöluvan vuonna 2006 (Länsi-Suomen ympäristölupavirasto 2006b). Kaivostoiminta tullaan aloittamaan avolouhintana ja myöhemmin siirrytään mahdollisesti maanalaiseen louhintaan. Vuosilouhinnan on arvioitu olevan noin 125 000 – 200 000 t/v. Malmi kuljetetaan louheena, esimurskattuna tai murskeena rikastettavaksi Kaustiselle, jossa litium erotetaan spodumeenista kuumennusta (kiderakenteen muuttaminen) ja paineliuotusta käyttäen, ja saostetaan karbonaatiksi (Länsi-Suomen ympäristölupavirasto 2006a, b, Keliber Oy 2010). Litiumkarbonaatin ohella Läntän esiintymästä tullaan tuottamaan myös niobi-tantaalirikastetta, kvartsi-maasälpärikastetta, mursketta sekä mahdollisesti myös natriumzeoliittia (analsiimia). Läntän esiintymän arvioidut malmivarat ovat noin 3 Mt sisältäen 0.92 paino-% Li2O, 79 ppm Ta2O5 ja 80.3 paino-% kvartsi-maasälpäseosta (Keliber Oy 2010). Keliber Oy:llä on Läntän esiintymän lähellä useita muita litiumvaltauksia, esimerkiksi Emmes ja Jänislampi, joiden hyödyntämismahdollisuuksia yhtiö parhaillaan tutkii.