Upload
others
View
17
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Metallien valmistus
malmin etsintä Perinteisesti uusien malmiesiintymien jäljille on täällä pohjolassa päästy irtokiviä etsimällä. Kun tunnetaan
jääkauden kulkusuunnat, voidaan päätellä, mistä suunnasta arvokas kivi on kulkeutunut nykyiselle
paikalleen.
Kuva1: Louhittua kuparikiisua. Kuparikiisu
sisältää jopa 35% kuparia.
(Kuva:M.Savolainen).
Lopulta geologit saattavat löytää emäkallion,
josta kivi on peräisin. Tällä tavalla löydettiin
aikoinaan mm. Outokummun kuuluisa
kuparikaivos.
Lopulta kaivos alkaa ehtyä. Tällöin
kannattavinta on etsiä uusia esiintymiä
vanhan kaivoksen läheltä. Muinaisten
geologisten mullistusten synnyttämät
esiintymät sijaitsevat usein lähellä toisiaan.
Nykyteknologialla pystytään etsimään ja
louhimaan tehokkaasti myös syvemmällä
kallioperässä olevia esiintymiä. Etsintää
voidaan tehdä suoraan maastossa, lentokoneista ja jopa satelliiteista käsin. Kallioperän magneettisuus
saattaa paljastaa rikkaan esiintymän.
Malmin etsinnästä tehdään ilmoitus viranomaiselle (TUKES). Kaivoksen perustamista varten tarvitaan
kaivoslupa. Kaivoksen teitä ym. toimintoja varten voidaan myös hakea kaivosaluelupaa. Näistä asioista
säädetään kaivoslaissa, joka on vuodelta 2011. Samassa laissa säädetään myös, miten pitää menetellä,
mikäli haluaa huuhtoa kultaa.
Kuva2: Bolidenin kaivoksella
Tarassa tutkitaan koeporausten
tuloksia. Tara sijaitsee Irlannissa ja
sieltä louhitaan sinkkiä ja lyijyä.
(lähde: Boliden Press-images)
kaivos Kaivos voi olla avolouhos tai hyvinkin syvä tunnelien verkosto. Perusperiaate on kuitenkin sama; Kallioon
porataan reikiä, reiät panostetaan, räjäytetään ja syntynyt murske otetaan talteen. Mursketta voidaan
käsitellä edelleen kaivoksella tai se voidaan kuljettaa pitkänkin matkan päähän jatkojalostettavaksi.
Kuva5: Kuva: Atikin kaivoksen työntekijä massiivisen
ajokkinsa vieressä. (kuva: Boliden Press-images.)
Kuva6. Ruotsalaista sinkkimalmia kuljetetaan myös
Kokkolan malmisulattoon jatkojalostettavaksi. Sinkin ohella
saadaan myös hopeaa. (kuva: Boliden Press-images.)
Kuva3: Avolouhos Atikissa Pohjois-Ruotsissa
lähellä Jällivaaraa. Louhoksesta saadaan
kuparia, hopeaa ja kultaa. (kuva: Boliden Press-
images)
Kuva4: Atikin kaivoksessa räjäytetään uusi erä
kuparimalmia. (kuva: Boliden Press-images)
Murskaus, jauhaminen ja rikastus Malmilohkareet murskataan tavallisesti alle 20 cm:n kokoisiksi kappaleiksi. Tämä murske jauhetaan
hiekkamaiseksi, jonka jälkeen se voidaan rikastaa. Rikastuksessa jauhetusta malmista erotetaan arvokkaat
mineraalit (kemialliset yhdisteet, jotka sisältävät haluttua metallia) ja arvoton sivukivi. Rikaste ei vielä ole
valmista metallia vaan se on metallin ja hapen tai metallin ja rikin yhdiste.
Rikastuksessa käytetään yleensä vaahdotusta (flotaatio).
Malmijauhe johdetaan kuplivaan altaaseen, jolloin haluttu
mineraali tarttuu kupliin ja nousee altaan pinnalle, josta se
kerätään talteen. Sivukivi eli ei toivottu mineraaliseos jää
altaan pohjalle.
Magneettiset mineraalit voidaan rikastaa magneetin avulla
ja hyvin raskaat mineraalit rikastetaan huuhtomalla.
Kuva9: Vaahdotuslaitteisto (Garpenberg 2014). Lukuisia
tankkeja vieri vieressä. Tankkien yläosaan kertyy vaahtoa
arvokkaine mineraaleineen. (kuva: Boliden Press-images)
Kuva7: Malmin murskausta Garpenbergin kaivoksella. (kuva:
Boliden Press-images).
Kuva8: Tällä laitteella malmimurske
jauhetaan. (kuva: Boliden Press-
images)
Pelkistys
Kuva10: Kuparia pelkistetään Bolidenin Harjavallan sulatossa (lähellä Poria). Pelkistyksessä käytetään alun
perin suomalaista menetelmää (liekkisulatus), jossa suurin osa tarvittavasta energiasta saadaan rikasteen
reaktiosta hapen kanssa. Menetelmä on käytössä ympäri maailmaa. (kuva: Boliden Press-images)
Kuparirikaste ei ole puhdasta kuparia vaan se sisältää tavallisesti kuparisulfidia ja rautasulfidia. Sulfidit ovat
ioniyhdisteitä. Kupari on siis hapettuneessa muodossa. Kupari pitää pelkistää, eli sille pitää antaa
elektroneja, jotta siitä tulisi metallia. Kilosta rikastetta saatetaan saada jopa 300 g puhdasta kuparia.
Rautaa valmistettaessa rikaste pelkistetään masuunissa (blast furnace). Pelkistys tapahtuu hiilen avulla.
Puhdistus Kuparin tulee olla puhdasta, jotta siitä voitaisiin valmistaa elektroniikan komponentteja. Pelkistetty
raakakupari valetaan anodeiksi. Kupari puhdistetaan eloktrolyyttisesti.
Kuva11: Raakakupari-anodi (vasemmalla) hapetetaan sähkön avulla
kupari(II)-ioniksi. Ioni kulkeutuu teräslevyn pinnalle (oikealla), jossa se
pelkistyy puhtaaksi kupariksi. Kuparianodin alapuolelle kertyy pieniä
määriä kultaa ja hopeaa ”epäpuhtautena”.
Rautaa valmistettaessa epäpuhtautena on usein hiiltä. Liika hiili voidaan
poistaa mellottamalla, eli kuumentamalla rautaa hapen kanssa
laitteessa nimeltä konvertteri.
Sulaton jälkeen Puhdistetuista metalleista voidaan valmistaa tuotteita. Tavallista on valaa metallit harkoiksi, prässätä
levyiksi tai vetää tangoiksi tai langoiksi. Seuraavissa kuvissa on valmiita kaivosteollisuuden tuotteita.
Työllisyysvaikutus Kaivosteollisuus työllistää Suomessa suoraan tuhansia ihmisiä. Työpaikat
sijaitsevat usein Pohjois-Suomessa ja Itä-Suomessa, joissa yleisesti on
pulaa työpaikoista. Kaivosyhtiöt toimivat yleensä kansainvälisesti.
Kaivokset omistaa yksityinen yritys, jonka osakkeita voi hankkia
pörssistä. Kaivosten kannattavuus riippuu metallien
maailmanmarkkinahinnoista.
Kuva16: Kesätyöntekijä Kokkolan sulatolla. (kuva:
Boliden Press-images, Päivi Karjalainen)
Kuva12: Kuparinvalmistuksessa
saadaan sivutuotteena hopeaa. (kuva:
Boliden Press-images)
Kuva13: Kultaharkkoa
leimataan. (kuva:
Boliden Press-images)
Kuva14: Sinkkiharkkoja. (kuva:
Boliden Press-images)
Kuva15: Lyijyä. (kuva:
Boliden Press-images)