Artikel
Cirkulär ekonomiMiljöRåvarorVattentillgångar

Varför blir en stor del av gruvsektorns sidoströmmar outnyttjade och hur kan vi utnyttja det minerala råmaterialet bättre?

I Finland satsar man på att utnyttja geologiska naturresurser och det finns stor potential att utveckla utnyttjandet av utvinningsavfall och sidoströmmar. Avfallskompetens och annan kompetens om sidoströmmar samt nödvändig information finns redan, men trots det är återvinningsgraden fortfarande låg. Päivi Kauppila, ledande expert vid Geologiska forskningscentralen, berättar vad detta beror på och hur situationen kunde förbättras.

Tre manniskor jobbar i fabriken.
GTK Mintecs provfabrik och laboratorier erbjuder en möjlighet att omsätta det övergripande råvarutänkandet i praktiken redan från och med verksamhetens planeringsskede.

I EU-länderna är avfallshanteringen och återvinningen av avfall i förhållande till avfallsmängden liten i de länder där största delen av avfallsflödet är utvinningsavfall. Sådana länder är förutom Finland Rumänien, Bulgarien och Sverige.

Enligt Eurostat-statistiken bearbetades i genomsnitt 60 % av allt avfall i EU 2020: 39 % återanvändes, 15 % användes för gruvfyllning och 6 % för energiutvinning. De resterande 40 % placerades på deponier för utvinningsavfall och på avstjälpningsplatser.

År 2020 utnyttjades cirka 16 % av alla avfallsflöden i Finland och 84 % av den totala avfallsmängden deponerades på avstjälpningsplatser och deponier för utvinningsavfall. I Finland var mängden mineraliskt avfall sammanlagt över 100 miljoner ton och endast cirka 7,5 % av det återanvändes.

I Finland återvinns utvinningsavfall huvudsakligen vid gruvområdenas markbyggnad och vid återfyllning av gruvor

Det är ofta lättare att utnyttja utvinningsavfall från naturstensproduktion och gruvor där industrimineral utvinns i t.ex. miljöbyggande än att utnyttja utvinningsavfall från metallmalmsgruvor, eftersom utvinningsavfall från metallmalmsgruvor oftare innehåller metaller eller mineraler som är skadliga för miljön.

Gråberg som bildas vid brytning av malm används i gruvområdena huvudsakligen vid markbyggnad i dammar och vägar samt vid återfyllning av gruvor. Dessutom kan gråberg utnyttjas i viss mån vid markbyggnad utanför gruvor.

Anrikningssand som bildas i anrikningsprocessen används för att höja dammarna i anrikningsområdet och för gruvfyllning. Det används i viss mån utanför gruvorna t.ex. som jordförbättringsmedel, i tegel samt som fyllnadsmaterial för färger och betong samt i viss mån även vid framställning av svavelsyra.

Till exempel har anrikningssand från Pyhäsalmi Mine Oy:s zink-koppargruva använts vid framställningen av svavelsyra, och Nordkalk Oy Ab:s produktionsanläggning i Villmanstrand utnyttjar bl.a. återvunnen kalcit från produktionen av wollastonit som jordförbättringsmedel.

Yara Suomi Oy:s fosforgruva och fosforfabrik i Siilinjärvi separerar många olika ämnen från anrikningssand. Kalcit används för att neutralisera vatten, biotit används t.ex. som råvara för gödselmedel som lämpar sig för ekologisk odling och flogopit lämpar sig som mineralfyllnadsmedel i polymerer och beläggningar. Gipset från Yaras gödselproduktion binder fosfor på åkrarna.

Keliber Oy:s litiumprojekt i Kaustby planerar att separera fältspat och kvarts från anrikningssand för produkter som kan användas av keramik- och glasindustrin. Kvarts kan dessutom användas som gjutsand. Anrikningssandens lämplighet har också undersökts för tillverkning av betong och asfaltbeläggning. Muskovit som separeras från anrikningssand kan användas som fyllmedel inom plastindustrin och av gråberg kan biotit tas till vara som råvara för gödselmedel samt för avlägsnande eller kvarhållande av fosfor i avloppsvatten.

Varför är det viktigt att öka återvinningen av utvinningsavfall?

En övergripande minskning av avfallsmängden är ett mål på EU-nivå som i Finland har skrivits in i avfallslagen. Det primära målet är att minska avfallets mängd och skadlighet. Följande mål är att öka återanvändningen, återvinningen och nyttoanvändningen.

Eftersom gruvdriften är energiintensiv och producerar många sidoströmmar bör den göras så hållbart som möjligt. Fördelen med att utnyttja sidoströmmar är att jungfruliga material sparas. Dessutom sparas energi och koldioxidutsläppen minskar när stenmaterial som redan brutits och krossats eller finfördelats, till exempel anrikningssand, utnyttjas på ett effektivare sätt. Dessa ökar gruvverksamhetens hållbarhet och stöder den cirkulära ekonomin.

Utnyttjandet av utvinningsavfall minskar också mängden utvinningsavfall som slutdeponeras i gruvområdena och underlättar samtidigt hanteringen av avfallet samt minskar kostnaderna för verksamheten och minskar miljöriskerna. Åtgärder som minskar på riskerna ökar också gruvdriftens godtagbarhet och skapar därmed mervärde för både gruvbolagen och samhället.

En av de största utmaningarna för utnyttjandet av gråberg och anrikningssand ansågs vara transportkostnaderna i förhållande till utvinningsavfallets kommersiella värde enligt ANM:s förstudie som kartlade möjligheterna att återvinna gråberg och anrikningssand i gruvor.

Det finns också lagstiftningsmässiga hinder och utmaningar, särskilt om materialet redan har klassificerats som avfall. En avveckling av dessa utmaningar skulle förbättra främjandet av nyttoanvändningen.

Flera mineraliska råvaror blir outnyttjade – ett hjälpmedel är ett helhetsbetonat tänkande med en twist enligt cirkulär ekonomi

I Finland har man under de senaste åren satsat mycket på att utreda möjligheterna till återvinning – och även hittat nya möjligheter. Forskningsidéerna har dock till en del konkretiserats till ny verksamhet och nya produkter relativt långsamt.

Det är viktigt att lansera ett mer övergripande tänkande. När man planerar en gruva är målet ofta att ta tillvara de värdefullaste värdeämnen som förekommer mest i området, såsom nickel, koppar, guld eller litium. I förekomsten finns ofta utöver de huvudsakliga värdeämnena även andra råvaror som kan utnyttjas och som hamnar i utvinningsavfallet, om möjligheterna att utnyttja dem inte beaktas i planeringen av verksamheten. Utnyttjandet av avfall efter deponeringen är svårt.

Utnyttjandet av utvinningsavfall ökar och underlättas när den cirkulära ekonomin redan från början tas som ett av planeringskriterierna för verksamheten och man strävar efter en så hög återvinningsgrad som möjligt för det material som ska brytas och bearbetas. Då kan man till exempel bearbeta anrikningsprocessen så att mängden fraktioner som blir avfall minskar eller sortera gråberg med kriterier som stöder återvinning. På så sätt minskar mängden avfall som deponeras.

Gruvsektorn har fortfarande modellen med en aktör som begränsar möjligheterna till återvinning. Man skulle få större nytta av materialflödet genom att samarbeta med andra aktörer som partners. Outokumpu Mining Hub, som är under arbete i Outokumpu, börjar utveckla och pröva olika samarbetsmodeller för gruvbranschen mellan små och stora aktörer.

Inom skogsindustrin finns det bra exempel på hur man på plats utnyttjar olika affärskoncept och utnyttjar trä på ett mångsidigt sätt samt möjliggör affärsverksamhet även för andra. Ett exempel på detta är Metsä Group.

GTK effektiviserar processerna och möjliggör cirkulär ekonomi

GTK har en bred förståelse för och kunskap om mineralbaserade material och deras forskning, bearbetning och hantering av utvinningsavfall. GTK upprätthåller en omfattande databas över mineralförekomster och samlar in material om sekundära mineralråvaror. Som ett forskningstema utreder GTK återvinningspotentialen för gamla deponier för utvinningsavfall.

GTK Mintecs provfabrik och laboratorier erbjuder en möjlighet att omsätta det övergripande råvarutänkandet i praktiken redan från och med verksamhetens planeringsskede. I GTK Mintec har man till exempel bearbetat anrikningsprocessen så att det är möjligt att separera den skadligaste fraktionen från den slutliga anrikningssanden, såsom mineraler som innehåller arsenik. På så sätt kan man producera anrikningssand som har fler återvinningsmöjligheter eller som är miljövänligare att deponera.

I GTK har man dessutom undersökt till exempel: tillverkning av keramik från utvinningsavfall, utnyttjande av anrikningssanden och andra sidoströmmar i återfyllning av gruvor och, utnyttjande av sidoströmmar och biokol i lösningar för att täcka över utvinningsavfall.

Det krävs mycket energi och arbetsskeden för att separera både skadliga ämnen och värdeämnen. Det behövs en makroekonomisk bedömning av kostnader och nyttan för både processen och miljön. Faktum är att allt mineralavfall inte kan återvinnas, åtminstone inte för tillfället. Det finns dock många möjligheter.

För GTK byggs som bäst ett provområde i GTK Mintec i Outokumpu, där man kommer att testa möjligheterna att utnyttja olika sidoströmmar för hantering av utvinningsavfall. Ett av de kommande forskningsämnena är dessutom utnyttjandet av utvinningsavfall i växtunderlag.

För artikeln intervjuades Päivi Kauppila, ledande expert vid Geologiska forskningscentralen. Hon fokuserar på frågor som gäller gruvmiljö och cirkulär ekonomi samt forskningsfrågor som gäller hantering och utnyttjande av utvinningsavfall.

Mer information

Päivi Kauppila, ledande expert
email paivi.kauppila@gtk.fi

GTK Mintecs provfabrik och laboratorier

Tillverkning av keramik från utvinningsavfall

Utnyttjande av anrikningssanden och andra sidoströmmar i återfyllning av gruvor

Utnyttjande av sidoströmmar och biokol i lösningar för att täcka över utvinningsavfall