Uusi murskausmenetelmä säästää vettä ja energiaa kaivoksilla ja tuottaa parempaa akkumateriaalia – jatkotestaukseen myös muille malmeille
Uudentyyppisessä murskausmenetelmässä malmeille ja materiaaleille annetaan aiempaa hitaamman puristuksen aikana aikaa reagoida ja murtua eri mineraalien luonnollisia rajoja pitkin. Uudessa tutkimuksessa menetelmän soveltaminen grafiitin kuivarikastukseen tuotti lupaavia tuloksia. Kaivosalan kehittäminen suuntautuu nyt voimakkaasti kohti kestäviä ratkaisuja.
![Laboratoriomittakaavan CCC-murskauslaite Oulu Mining Schoolissa.](/data/images/public/57858920/70224911/9e2a9f01-1acb-4dd3-85cd-a10405e1a0df-w_720.jpg)
Kuivassa puristusmurskausmenetelmässä arvomineraalit pyritään erottamaan arvottomista mineraaleista aiempaa puhtaammin hyödyntämällä eri materiaalien raerajoja ja mikrohalkeamia.
Perinteisesti grafiitin käsittelyssä on käytetty runsaasti vettä ja energiaa vaativaa märkäjauhatusta. Arvostetussa Minerals Engineering -tiedelehdessä julkaistussa tutkimuksessa esitellään Continuously Compressing Crushing (CCC) – puristusmurskaustekniikan sovellus grafiitin jalostukseen, mikä lupaa vallankumouksellisia säästöjä veden ja energian käytössä. CCC-menetelmää testattiin ensimmäistä kertaa luonnonmalminäytteillä Oulun yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa, jossa olivat mukana myös Itä-Suomen yliopisto ja Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu (Xamk).
”Kun korkealaatuisen grafiitin kysyntä litiumioniakkujen tuotannossa kasvaa, CCC-menetelmän kyky tuottaa karkeita grafiittihiutaleita on erityisen merkittävä. Karkearakeiset grafiittihiutaleet ovat hyvin haluttuja erilaisissa teollisissa sovelluksissa niiden erinomaisen laadun ja puhtauden vuoksi. Uusi edistysaskel tukee vihreää siirtymää ja esimerkiksi sähköajoneuvojen kehitystä”, arvioi Oulun yliopiston kaivannaisalan yksikkö Oulu Mining Schoolin professori Shenghong Yang.
”CCC-menetelmän tärkeä etu perinteisiin menetelmiin on, että vettä ei tarvita lainkaan, joten menetelmä on täysin vedetön, mikä vähentää haitallisia ympäristövaikutuksia”, kuvaa Oulun yliopiston väitöskirjatutkija Niina Paasovaara. ”Lisäksi jo 1950-luvulla todettiin, että hitaampi kuormitus on energiatehokkain tapa murtaa kivimateriaali, joten on hämmästyttävää, miten nyt jalostettua menetelmää ei ole jo aiemmin otettu käyttöön.”
Perinteisesti kivi hakataan mahdollisimman hienoksi, mikä johtaa helposti hiukkasten ylijauhautumiseen, vaikeuttaa jatkokäsittelyä ja tuottaa paljon haitallista pölyä. Uudella tavalla tuotetussa hienoaineksessa ja puhtaammassa murskaustuotteessa on arvomineraaleilla suurempi pinta-ala, mikä helpottaa monella tavalla seuraavaa vaihetta eli mineraalien rikastusta. Lue lisää tutkimusmurskaimen keksijöistä: Uusi murskain kehitetty kaivosalalle (uutinen, 2020).
”Grafiitin murskausteknologian kehittäminen on askel kohti kestävämpää kaivosalaa. Jatkossa vettä ja energiaa säästävää puristusmurskausmenetelmää testataan myös muille malmityypeille. Murskausmenetelmän soveltaminen teolliseen mittakaavaan vaatii vielä kehitystyötä. Uusien, kestävien menetelmien käyttöönotto vaatii myös uusien osaajien kouluttamista kaivosalalle, jota vaivaa jatkuva työvoimapula”, professori Yang muistuttaa.
”Jatkotutkimuksessa keskitymme puristusmurskausprosessin eri vaiheiden energiatehokkuuden tarkempaan todistamiseen, Paasovaara suunnittelee. Lisäksi menetelmä on yhdistetty vihreän kemian tutkimukseen, jossa uudentyyppisten murskaustuotteiden rikastamiseen käytetään uusia vihreän kemian periaatteiden mukaisia rikastuskemikaaleja, joita tutkitaan yhteistyössä Itä-Suomen yliopiston farmasian laitoksen kanssa. ”Pyrkimyksenä on saada koko malmimineraalien murskaus-, hienonnus- ja rikastusprosessi vettä ja energiaa säästäväksi sekä vähemmän jätettä tuottavaksi. ” Yhdessä uusien rikastuskemikaalien kanssa CCC-menetelmä edistäisi vihreän siirtymän puhtautta kriittisten mineraalien rikastusprosesseissa", Paasovaara jatkaa.
Tutkimus julkaistiin huhtikuussa 2024: Paasovaara, N., Hartikainen, S., Peräniemi, S., Kuopanportti, H., & Yang, S. (2024). Continuously compressing crushing towards a dry processing method, a testing for graphite ore. Minerals Engineering, 212, 108713. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2024.108713
Tutkimusta on tukenut K.H. Renlundin säätiö, ja se on osa Euroopan aluekehitysrahaston rahoittamaa ”HUGGER” – bio- ja kiertotalousmateriaalien energiatehokas murskaus -hanketta| Xamk
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Niina Paasovaara, väitöskirjatutkija, Oulun yliopisto, 0503458253, Niina.Paasovaara@oulu.fi
Shenghong Yang, professori, Oulun yliopisto, 0503507774, shenghong.yang@oulu.fi
Kaisu Koivumäki, viestintäasiantuntija, Oulun yliopisto, 050 4344261, kaisu.koivumaki@oulu.fi
Kuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Oulun yliopisto on monitieteinen, kansainvälisesti toimiva tiedeyliopisto. Tuotamme uutta tietoa ja ratkaisuja kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseksi sekä koulutamme osaajia muuttuvaan maailmaan. Tärkeimmissä yliopistovertailuissa Oulun yliopisto sijoittuu kolmen prosentin kärkeen maailman yliopistojen joukossa. Meitä yliopistolaisia on noin 17 000.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto
Alle 16-vuotiaiden kuolleisuus puolittunut Suomessa 2000-luvulla30.8.2024 06:45:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston tutkimuksen mukaan alle 16-vuotiaiden lasten ja nuorten kuolleisuus laski 50 prosenttia vuosien 2005 ja 2020 välillä.
Työnjako avainasemassa elämän kehityksessä – suuremmissa muurahaisyhteiskunnissa kehittyy erilaisia työläisryhmiä29.8.2024 06:14:00 EEST | Tiedote
Aivan kuten ihmisyhteisöissä, myös muurahaisyhteiskunnissa on työnjako. Jotkut yksilöt ruokkivat poikasia, kun taas toiset ovat sotilaita, jotka suojelevat kekoa. Uusi, 794 muurahaislajia koskeva tutkimus paljastaa, että yhteiskunnan koko määrää, kehittyykö työnjako vai ei.
Oulun yliopiston ensimmäinen vastuullisuusraportti on julkaistu28.8.2024 09:40:16 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston vastuullisuusraportissa tarkastellaan yliopiston toimintaa kestävän kehityksen ja vastuullisuuden näkökulmasta kattaen kaikki osa-alueet: tutkimuksen, koulutuksen, yhteiskunnallisen vuorovaikutuksen sekä yliopiston omat toiminnot.
Pienvesien eliöstö toipunee – hitaasti27.8.2024 06:39:00 EEST | Tiedote
Eri puolilla Pohjois-Pohjanmaata sijaitsevien turvetuotannosta poistuneiden alueiden ennallistamisen ympäristövaikutuksia arvioidaan tulevien kahden vuoden ajan. Pitkäaikaisia vaikutuksia alueiden alapuolisen vesistön ekologiseen tilaan tarkastellaan veden laadun, vesistön päällyslevien, vesimikrobien ja pohjaeläimistön seurannalla. Toimittajat voivat osallistua ennallistetuille turvetuotantoalueille tehtäville maastoretkille Iissä ja Oulussa 29.8. ja Sievissä 11.9.
Vastuullisuustestistä kilpailuetua mikro- ja pk-yrityksille26.8.2024 06:51:00 EEST | Tiedote
Uusi vastuullisuuden arviointiin tarkoitettu työkalu auttaa tukemaan mikro- ja pk-yritysten vastuullisuustyötä, ja samalla se tuottaa yrityksille kilpailuetua. Pohjois-Suomen Yrittäjyysviikolla syyskuun alussa Oulussa lanseerattava vastuullisuustesti tarjoaa yrityksille helpon tavan arvioida vastuullisuuden nykytilaa ja tunnistaa kehityskohteita sen eri osa-alueilla.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme