Mining Project Development and Evaluation of Potential Concentrates Based on Mineralogical Analyses

Abstract

Tässä opinnäytetyössä perehdytään kriittisten raaka-aineiden toimitusketjujen haasteisiin sekä toimitusvarmuuteen, kaivoskehitysprojektin vaiheisiin, rikastusprosessin kehittämiseen hyödyntäen mineralogisten tutkimusten tuloksia. Työn kokeellisessa osiossa esitetään laskukaavoin miten mineralogisia tuloksia voi hyödyntää prosessikehittämisen alkuvaiheessa sekä prosessikehityksen edetessä. Kriittiset raaka-aineet ovat välttämättömiä vihreän siirtymän, uusiutuvan energian, digitalisaation, strategisten tek-nologioiden sekä teollisten arvoketjujen kehittämisessä ja ylläpidossa. Euroopan unioni (EU) on riippuvainen kriittisten raaka-aineiden hankinnasta. EU käynnisti ensimmäisen raaka-ainealoitteen vuonna 2008 tavoitteenaan luoda puitteet strategian määrittelemiselle kriittisten raaka-aineiden saannin varmistamiseksi. Viimeisimmän raaka-aineiden kriittisyyden arvioinnin jälkeen kriittisten raaka-aineiden määrä on 34. Harvinaiset maametallit jaetaan kahteen kategoriaan, kevyet harvinaiset maametallit ja raskaat harvinaiset maametallit. Niiden roolin muun muassa sähkö-ajoneuvojen, tuuliturbiinien ja sotilassovellusten tuotannossa odotetaan kasvavan nopeasti tulevina vuosikymmeninä. Kaivosprojektit ovat pitkäaikaisia hankkeita, jotka koostuvat useista päävaiheista. Aikajana ennen varsinaista louhin-taa ja prosessointia voi olla kymmeniä vuosia. Kaivoshankkeiden kehittämiseen kuuluu lisätä tietoa malmin mineralisaatiosta, pitoisuuksista ja niiden jakautumisesta esiintymässä. Kaivosprojektit sisältävät useita erilaisia teknistaloudellisia tutkimusvaiheita. Tietoa ja ymmärrystä malmin laajuudesta ja pitoisuuksista sekä prosessoitavuudesta lisätään vaiheittain. Jokainen malmi on erilainen, joten rikastusprosessi on kehitettävä ja räätälöitävä kullekin malmille erikseen. Rikastusprosessien kehittäminen perustuu malmin mineralogiaan. Mineralogiset tutkimukset ovat ensimmäinen askel rikastustutkimuksessa, tutkimustulokset ohjaavat rikastustutkimuksen testityösuunnitelman kehittämistä. Useat mineraalit voivat kantaa samoja arvokkaita alkuaineita, joten on tärkeä selvittää alkuaineiden jakautuminen mineraalien välillä ennen rikastuskokeiden aloittamista. Mineraalisten analyysien perusteella on mahdollista luoda erilaisia skenaarioita rikasteille ja laskea niille teoreettiset maksimipitoisuudet ja -saannit haluttujen elementtien osalta. Mineraalien esiintyminen ja alkuainejakauma vaihtelevat tyypillisesti malmion sisällä. Rikastustutkimukset keskittyvät tyypillisesti yhteen tai useampaan pääkomposiittiin, jotka valitaan tarkasti edustamaan odotettua rikastamon syötettä. Mineraalien prosessointitestien tavoitteita ovat sopivien prosessointimenetelmien tunnistaminen, esiintymien vaihteluiden ymmärtäminen, saavutettavissa olevien metallien tai mineraalien talteenottoasteen määrittämi-nen myyntikelpoisille tuotteille, mineraalien kovuuden ja jauhautuvuusominaisuuksien määrittäminen sekä reagenssien ja niiden kulutuksien määrittäminen.