Julkaisu: Uusia keinoja teollisten sivuvirtojen hyödyntämiseen vesien puhdistusmateriaaleissa
Tutkimus toteutettiin osittain laboratoriossa ja osittain Nivalassa sijaitsevalla suljetulla Hituran nikkelikaivoksella. Kaivosalueelle rakennettiin pilotointialue, jossa testattiin passiivista vedenpuhdistusmenetelmää yhteistyössä useiden kumppaneiden kanssa. Tämä pilottihanke keskittyi kaivosten suotovesien puhdistamiseen käyttämällä masuunikuonapohjaista vedenpuhdistus adsorbenttia, joka tutkimusten mukaan sitoo tehokkaasti raskasmetalleja, kuten nikkeliä, rautaa ja mangaania, puhdistaen näin kaivoksella syntyvää suotovettä.
Teollisuuden sivuvirrat osana ratkaisua
Tutkimuksen keskeinen innovaatio on hyödyntää teollisuuden sivuvirtamateriaaleja, kuten masuunikuonaa, metakaoliinia, rikastushiekkaa ja zeoliittia, vedenpuhdistusmateriaaleina. Näistä materiaaleista valmistetaan alkaliaktivoituja granuleja eli adsorbentteja, jotka pystyvät sitomaan epäpuhtauksia kaivosalueiden suotovesistä. Tutkimuksessa käytettiin eri materiaalien yhdistelmiä geopolymeerien valmistamiseksi, joista laboratoriokokeissa masuunikuonapohjainen vedenpuhdistusmateriaali osoittautui lupaavimmaksi. Tämä materiaali valittiin myös pilottitutkimuksen päämateriaaliksi.
Adsorbentit toimivat siten, että ne sitovat haitta-aineita, kuten raskasmetalleja, pintaansa, puhdistaen veden ja mahdollistaa näin ollen veden vapauttamisen takaisin ympäristöön. Tämä vähentää merkittävästi tarvetta veden uudelleenkierrätykselle ja käsittelylle, mikä voi tuoda suuria säästöjä teollisuuden vedenpuhdistuskustannuksiin.
Tärkeitä vaikutuksia erityisesti kaivosalaan
”Kaivosalueilla ja muilla teollisuusalueilla suotovesien määrä on valtava, ja niiden tehokas käsittely on ympäristön kannalta kriittistä. Jos passiivisia puhdistusmenetelmiä voidaan kehittää edelleen, niillä voi olla merkittävä rooli ympäristönsuojelussa. Tämä tutkimus tarjoaa konkreettisia ratkaisuja, joiden avulla teollisuus voi pienentää ympäristöjalanjälkeään samalla, kun se mahdollisesti säästää kustannuksia”, sanoo tutkijatohtori Johanna Laukkanen.
Tutkijaryhmän mukaan yksi menetelmän erityisistä eduista on mahdollisuus hyödyntää suotovedestä talteenotettuja metalleja uudelleen, mikä tuo lisäarvoa prosessiin. Tämä voi tulevaisuudessa mahdollistaa metallien uudelleen käytön ja auttaa osaltaan kiertotalouden toteutumisessa.
Johanna Laukkasen johdolla toteutettu tutkimus on osa laajempaa pyrkimystä kehittää kestävämpiä ja ympäristöystävällisempiä tapoja hallita teollisuuden jätevesiä ja sivuvirtoja. Hänen mukaansa tällaiset passiiviset vedenpuhdistusmenetelmät voivat mullistaa osaltaan vedenkäsittelyprosessia erityisesti suuria vesimassoja käsittelevien teollisuuden alojen, kuten kaivosalan osalta, jossa vedenkäsittely on erityisen haasteellista ja kallistakin.
Uusien ympäristöä säästävien menetelmien äärellä
Laukkasen ja hänen kollegoidensa tutkimus avaa ovia uudenlaisille sovelluksille teollisuuden sivuvirtojen hyödyntämisessä. Ratkaisua voidaan jatkossa soveltaa muillakin teollisuuden aloilla, joissa vesien puhdistaminen ja resurssitehokkuus ovat keskeisiä kysymyksiä.
Tutkimuksen tulokset osoittavat, että kaivosten suotovesien käsittely voidaan toteuttaa tehokkaasti ja ympäristöystävällisesti käyttämällä helposti saatavilla olevia sivuvirtamateriaaleja. Tämä voisi vähentää merkittävästi perinteisten vedenpuhdistusmenetelmien tarvetta, jotka usein vaativat suuria energiamääriä ja kemikaalien käyttöä.
Julkaisu:
Alkali-activated materials containing mine tailings and zeolite for seepage water treatment in a closed nickel mine. Johanna Laukkanen, Hanna Runtti, Isabella Lan-cellotti, Tero Luukkonen, Cristina Leonelli ja Ulla Lassi. International Journal of Environmental Science and Technology 2024.
Kuva: Ulla Nisonen
Aiheeseen liittyvää:
Uusia ratkaisuja kaivostoiminnan ympäristöllisiin kysymyksiin. Suomen Kulttuurirahasto.