|
|
|
Hankekoodi: A72190
Hankkeen nimi: Rautalammin skandium-rikkaan malmion kokonaisvaltaisen hyödyntämisen pilotointi
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.10.2016 ja päättyy 30.9.2018
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pohjois-Savon liitto
Hakijan virallinen nimi: Itä-Suomen yliopisto
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 2285733-9
Jakeluosoite: PL 1627
Puhelinnumero: 0403553252
Postinumero: 70211
Postitoimipaikka: Kuopio
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: VEPSÄLÄINEN JOUKO JUHANI
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Professori
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: Jouko.Vepsalainen(at)uef.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0403553256
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Tarve: Rautalammin Kiviniemessä on Pohjois-Euroopan suurin skandiumesiintymä, joka sisältää vähintään 13,4 miljoonaa tonnia malmikiveä. Esiintymässä on keskimäärin 163 g skandiumia, 1726 g zirkoniumia ja 81 g yttriumia yhtä malmikivitonnia kohden. Esiintymän kaupallinen arvo näiden metallien nykyhinnoilla on n. 34 miljardia euroa, josta määrästä skandiumin arvo on n. 96 %. Lisäksi esiintymässä on muita arvokkaita kiviaineksia, kuten apatiittia, ilmeniittiä ja hiomakiviteollisuudessa käytettävää granaattia. Suurimpana ongelmana tämän arvokkaan esiintymän hyödyntämisessä on skandium sitoutuminen rautasilikaattimineraalien kidehilaan. GTK:n MinTec:in tekemien esiselvitysten mukaan tämän esiintymän arvokkaimman metallin kaupallisesti kannattava hyödyntäminen perinteisillä rikastusmenetelmillä on erittäin haasteellista.
Tavoite: Hankkeen ensisijaisena tavoitteen on selvittää, onko Itä-Suomen yliopistossa kehitetyllä uudella skandiumin rikastusmenetelmä edellytyksiä toimia isommassa mittakaavassa teollisesti kannattavana prosessina. Lisäksi selvitetään, kuinka hyvin muut arvokkaat kiviainekset voidaan erottaa toisistaan perustuen perinteisiin magneetti- ja painovoimaerotuksiin. Hankkeen kolmantena merkittävänä tavoitteena on markkinoida Rautalammin esiintymän ainutlaatuisuutta ja kehitettävää täysin uutta rikastusmenetelmää kansainvälisesti.
Tulokset: Hankkeen tärkein tulos normaalin loppuraportin lisäksi on julkinen selvitys suomeksi ja englanniksi menetelmän soveltuvuudesta isomman mittakaavan tuotantoon. Lisäksi selvityksessä otetaan kantaa, millä edellytyksin malmio kokonaisuudessaan sisältäen muut arvokkaat jakeet olisi parhaiten hyödynnettävissä. Hankkeessa kehittään ympäristöä mahdollisimman vähän rasittava suoraviivainen skandiumin talteenottomenetelmä perustuen uuteen ionivaihtomateriaaliin. Lisäksi hankkeessa selvitetään miten tehokkaasti muut arvokkaat jakeet (zirkonium, granaatti, ilmeniitti ja apatiitti) voidaan erotella omiksi jakeiksi ja löytyykö niille hyödyntäjiä lähialueilta.
Vaikutukset: Merkittävin osa tämän hankkeen vaikutuksista näkyy vasta pitkällä tähtäimellä 5-30 vuoden päästä, sillä tämä hanke on vain yksi, mutta erittäin merkittävä askel kohti mahdollista kaivostoiminnan aloittamista Rautalammin Kivinimen malmiolle. Laskennallisesti esiintymä sisältää n. 2000 tonnia puhdasta skandiumia, joka mahdollistaisi aivan uudentyyppisten innovaatioiden ja tuotteiden kehittämisen, esimerkiksi liittyen polttokennoihin, kun metallia olisi riittävästä saatavilla laajamittaiseen tuotantoon. Hankkeen lopussa selviää voidaanko pilotoitavalla uudella menetelmällä jalostaa tämän tyyppisiä muuten erittäin vaikeasti rikastettavia skandiumesiintymiä. Tämä puolestaan avaisi kehitysmahdollisuuksia tämän uuden tekniikan ja osaamisen teolliselle kehittämiselle Suomessa ja edelleen viennille maailmanlaajuisesti. Lyhyellä tähtäimellä merkittävin vaikutus liittyy edellä mainittujen muiden arvokkaiden jakeiden hyödyntämiseen. Mikäli ne onnistutaan jaottelemaan riittävän tehokkaasti omiksi jakeiksi, olisi ne hyödynnettävissä lähialueilla mahdollistaen uuden pienimuotoisen yritystoiminnan perustamisen. Itse hankkeen aikana merkittävimmät vaikutukset kohdistuvat Rautalammin alueen lisääntyneeseen näkyvyyteen tiedotusvälineissä jopa maan rajojen ulkopuolella, joka puolestaan edistää ainakin alueelle tapahtuvaa matkailua. Tutkimusryhmälle onnistunut hanke takaisi puolestaan kansallisen ja kansainvälisen arvostuksen lisääntymisen mahdollistaen rahoitusedellytysten merkittävän paranemisen esimerkiksi H2020 hauissa. Lisäksi arvometallien talteenotto on EU merkittävässä asemassa, jolloin osallistuminen EIT-kokonaisuuteen parantaisi merkittävästi hankkeen näkyvyyttä Euroopan alueella.
Horisontaaliset periaatteet: Hankkeesta on tehty toimintaympäristöanalyysi sukupuolinäkökulmasta. Kyseessä on tutkimus- ja kehityshanke, jossa vain osaamisella on merkitystä ja toimijoina voi olla sekä miehiä että naisia. Sukupuolinäkökulma huomioidaan hankkeen kaikissa vaiheissa.
Hankkeen aikana varsinaisia hyötyjiä on vähän, sillä merkittävimmät tulokset kiteytyvät pilotointien jälkeiseen loppuselvitykseen. Hankkeen aikana suurin hyötyjä on Rautalammen kunta ja sen lähialueet, sillä hankeen valmistelu on jo herättänyt merkittävää positiivista kiinnostusta tiedotusvälineissä. Lisäksi arvokkaita sivukivijakeita hyödyntävät yritykset (esim. Yara, KWH Mirka, Bet-Ker Oy) saavat käyttöönsä hankkeen aikana haluamiaan jakeita omaan tuotekehitykseensä.
Hankkeen varsinainen kohderyhmänä ovat isot joko kotimaiset tai kansainväliset kaivosalan yritykset ja rahoittajat. Kaivoksen perustaminen vaatii aina suhteellisen paljon pääomaa (vähintään > 10 MEur) ja riittävän ison sekä luotettavan toimijan. Tällä hetkellä Suomesta on hankala löytää edellä kuvattua kokonaisuutta ja tyypillisesti Suomessa tapahtuva kaivostoimintaa tekevät ulkomaiset yhtiöt, kuten kanadalaiset Agnico Eagle (Kittilä) ja First Quantum Minerals (Pyhäsalmi) sekä ruotsalainen Boliden (Kylylahti).
Sen sijaan arvokkaiden sivukivijakeiden hyötykäyttäjiä löytyy Suomesta paljon, joita ovat yllä mainittujen lisäksi mm. Keliber Oy ja Kemira Oy. Lisäksi osa louhittavasta kivestä voisi soveltua rakennuskiveksi (GTK Tapio Halkoahon arvio).
Muutoshakemus: Ei muutoksia.
Hankkeen välilliset kohderyhmät jakautuvat usealle eri tasolle alkaen paikallisista toimijoista ja päätyen maailmanlaajuisiin kaivoskonserneihin. Mikäli tämä uusi menetelmä etenee skandiumin hyödyntämiseen edellä kuvatulla uudella tekniikalla, edellyttää se myös uudentyyppistä laitekehitystä. Tällöin Suomen tasolla hankkeen kohderyhmiä ovat erilaiset kaivoslaitteita ja – koneita valmistamat yritykset, kuten Outotec, Normet Oy ja Filterit Oy. Ulkomaisista toimijoista kohderyhmänä olisi esimerkiksi saksalainen laitosrakentaja (MEAB), jolla on kokemusta Turkkiin rakennettavasta skandium-laitoksesta.
Paikallisella tasolla kohderyhmiä ovat ainakin maanrakennukseen, rakentamiseen (konttien valmistus) ja kuljetukseen erikoistuneet yritykset. Pitkällä tähtäimellä hankkeen hyötyjiä ovat myös skandiumia lopputuotteena käyttävät yritykset, kuten Al-Sc-lejeerinkejä ja metallista skandiumia käyttävä teollisuus sekä muut skandiumia tuotteissaan käyttävät tahot.
Mikäli kaivos aikoinaan perustettaisiin perustuen ainakin osiltaan tämän hankkeen tuloksiin, suurin välitön hyötyjä hankkeesta olisi Rautalammin alue. Perustettava kaivos tarjoaisi merkittävän määrän uusia työpaikkoja alueen yrittäjille ja tarjoaisi samalla erinomaisen mahdollisuuden luoda uutta yritystoimintaa alueelle. Lisäksi alueen tarkempi tutkimus ennen louhinnan aloittamista hyödyntäisi kairausyrityksiä, kuten Kati Oy.
Muutoshakemus: Ei muutoksia.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 230 343
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 230 343
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 279 146
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 279 146
Maakunnat: Pohjois-Savo
Seutukunnat: Kuopion, Sisä-Savon
Kunnat: Kuopio, Rautalampi
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 2, joihin työllistyvät naiset 1
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 2 | 5 |
| Kehitettävä periaatteessa kolmivaiheinen menetelmä käyttää merkittävästi vähemmän luonnonvaroja verrattaessa perintesiin rikastumenetelmiin, joissa voi olla jopa 20 vaihetta. Lisäksi pyritään hyödyntämään kaikki malmion komponentit, jolloin jättieden ja sivukiven määrä on mahdollisimman pieni. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 0 | 5 |
| Hankkeen avulla mahdollsitetaan skandiumin tehokas talteenotto joka puolestaan edesauttaa uuden ympäristöystävällisemmän tekniikan kehittymistä. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 1 |
| Pitkällä tähtäyksellä hankkeesta on jonkin verran hyötyä monimuotoisuudelle johtuen ympäristöä säästävien innovaatioista. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | -1 | 4 |
| Hanke tuottaa jonkin verran jätteitä, mutta mahdollistaa samalla uusien innovaatioiden kehityksen, jotka vähentävät energiankulutusta. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 2 | 5 |
| Kehitettävä menetelmä on nopea, kolmivaiheinen ja ainakin osa prosessissa käytetyista materiaaleista voidaan kierrättää tai niille pyritään löytämään uusikäyttöä. Menetelmä tuottaa merkittävästi vähemmän jätettä kun vastaavan malmion hyödyntäminen perinteisin menetlemin. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 1 |
| Energia kohteeseen voidaan tuottaa tuuli tai aurinkosähkön avulla | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 1 | 4 |
| Pitkällä tähtäimellä hankkeesta odotetaan merkittävää piristysruisketta paikkakunnan yrityselämään ja työttömyyden vähenemiseen. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 0 | 0 |
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 1 |
| Logistiikalla on merkitystä, jos kaivos rupeaa tuottamaan eri puolilla Suomea hyödyntäviä jakeita. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 3 |
| Hanke on saamassa paljon julkisuutta - toivottavasti positiivista, jolla on suuri merkitys kunnan asukkaiden mielialoihin ja samalla ainakin henkiseen hyvinvointiin. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Kulttuuriympäristö | -1 | 1 |
| Pitkällä tähtäimellä perustettava kaivos turmelee ympäristöä pieneltä alueelta, mutta syntyvä monttu voidaan hyödyntää esimerkiksi louhosteatterina. | ||
| Ympäristöosaaminen | 3 | 3 |
| Hankkeessa ei kehitetä vain uutta menetelmää rikastaa skansiumia vaan pyritään hyödyntämään malmikiven kaikki komponenetit tehokkaasti etsimällä eri jakeille sopiva jatkohyödyntäjä. Uusi menetelmä on nopeampi j akäyttää vähemmän mm. orgaanisia reagenseja verrattuna perinteisiin menetelmiin. Prosessissa käytetyt apuaineet pyritään joko kierrättämään tai niille pyritään löytämään uusikäyttöä. | ||
Tarve ja tavoite:
Skandium (Sc) on harvinainen metallinen alkuaine, joka on Euroopan kriittisten raaka-aineiden listalla. Rautalammin Kiviniemessä on Pohjois-Euroopan suurin skandiumesiintymä, joka sisältää myös muita arvokkaita kiviaineksia, kuten apatiittia, ilmeniittiä ja granaattia. Suurimpana ongelmana esiintymän hyödyntämisessä on skandium sitoutuminen mineraaleihin, joille ei tähän mennessä ole kehitetty kaupallisesti kannattava hyödyntämismenetelmää. Ensisijaisena tavoitteena hankkeessa oli selvittää soveltuuko Itä-Suomen yliopistolla kehitetty uusi skandiumin talteenottome¬ne¬telmä esiintymän hyödyntämiseen n. 10 kg pilot-mittakaavassa. Lisäksi selvitettiin voidaanko muut arvokkaat mineraalit hyödyntää samanaikaisesti.
Tulokset:
Hankkeen tulosten perusteella skandiumin erottaminen Kiviniemen malmista onnistuu perinteisten ja uusien rikastusmenetelmien yhdistelmällä. Hankkeessa saatiin kehitettyä menetelmä kahteen Rautalammin Kiviniemen esiintymän hyödyntämistä vaikeuttavaan tekniseen ongelmaan: 1) skandiumin liuotukseen malmion mineraaleista sekä 2) skandiumin valikoivaan talteenottoon malmista saadusta happoliuoksesta. Kehitetty skandiumin liuotusmenetelmä perustuu malmin osittaiseen liuotukseen rikkihapolla. Liuotusmenetelmässä saadaan 80-90% skandiumista liukenemaan ilman silikaattien merkittävää geeliytymistä happomäärällä, joka on n. 5% ennen hanketta tehtyjen liuotuskokeiden happomäärästä.
Hankkeessa kehitetyssä valikoivassa skandiumin talteenottomenetelmässä skandium saadaan esipuhdistettua tehokkaasti malmin happoliuoksen sisältämistä metalleista. Skandiumin valikoivan talteenoton jälkeen happoliuoksesta on mahdollista saada vaiheittaisen neutraloinnin avulla kaksi sivutuotetta: alumiinipitoinen, helposti erotettava sakka sekä rautapitoinen helposti erotettava sakka. Happoliuoksen loppuneutraloinnin jälkeen (loppu raudasta poistettu) jäljelle jäävä suolaliuos on potentiaali lannoiteraaka-aine.
Hankkeessa tulokset tukevat malmion kokonaisvaltaista hyödyntämistä: saatujen tulosten perusteella apatiitin ja hyvin todennäköisesti myös ilmeniitin ja zirkonin erottaminen malmista ennen liuotusta on mahdollista. Nyt tehdyt kokeet ovat rohkaisevia ja suuntaa antavia, vaikkakin kokeiden mittakaava on kaivosteollisuudessa vielä oikeastaan ”laboratoriomittakaavaa”. Hankkeen tuloksena saatiin selville myös lisätyötä vaativia esiintymän hyödyntämiseen liittyviä kehityskohteita.
Vaikutukset:
Tässä hankkeessa saadut tulokset osoittavat, että skandiumin talteenotto Kiviniemen malmista on mahdollista suhteellisen yksinkertaisilla menetelmillä. Lisäksi tulokset tukevat malmion kokonaisvaltaisen hyödyntämisen mahdollisuutta. Hankkeessa hankittua tietotaitoa hyödynnetään jo Itä-Suomen yliopistolla mm. juuri alkaneessa GTK:n koordinoimassa Morecovery-hankkeessa. Se, kuinka Rautalammin Kiviniemen skandium-esiintymän valtauksen nykyinen omistaja, Scandium International Mining Corporation hyödyntää hankkeen tuloksia malmion jatkokehityksessä jää nähtäväksi.
Hankkeen yksityiskohdista lisätietoa saatavilla vastuuhenkilöltä suomeksi ja englanniksi.