Hur påverkar gruvdriften vår mijlö och vad kan man göra för att lösa problemen somuppstår? Björn Öhlander från LTU går igenom detta och Maria Mäkitalo går igenom försöken med restprodukter och avfall för efterbehandling av gruvavfall.

1. Gruvindustrin och miljön
Björn Öhlander
Tillämpad geologi
Luleå tekniska universitet

3. Gruvdriftens miljöpåverkan
All mänsklig verksamhet påverkar miljön, även produktion av
mineral och metaller.
Modern gruvdrift har betydligt mindre mindre påverkan på
miljön än historisk gruvdrift.
Mycket stora förbättringar i att begränsa gruvindustrins
miljöpåverkan har skett de senaste trettio-fyrtio åren;
forskning och utveckling pågår ständigt.

4. Själva markanvändningen, kan det finnas
konkurrerande intressen?

5. Aitikgruvan; mycket stor koppargruva I Norrbottens län (Boliden)

6. Stockholm

9. Gruvdriftens miljöpåverkan
Gruvdrift kan påverka miljön; vatten, sediment, jord och
biota. Gruvindustrin i Sverige använder nästan 2 % av
elenergin, fossila bränslen används och nitrösa gaser och
andra gaser släpps ut.
Läckage av näringsämnet kväve från odetonerade
sprängämnen och cyanidlakning av guld förekommer. Buller
och damning är vanligt vid gruvområden.
Dessa effekter finns bara så länge en gruva är aktiv.
Den potentiellt största miljöpåverkan av gruvdrift är
uppkomsten av sura, metallhaltiga lakvatten i gruvavfall som
innehåller järnsulfider, vilket kan förekomma i hundratals år
eller ännu längre i ett visst avfallsupplag.

10. Avfallshantering
Två huvudtyper av avfall (eller restprodukter, som ibland kan
användas för andra ändamål). Grovkornigt avfall, gråberg,
som bryts för att komma åt en malm. Finkornigt avfall, som
kommer efter krossning, malning och processering.
Järnmalmer har ofta en Fe-halt på mer än 50 %.
Cu-Zn-Pb-malmer har ofta en metallhalt på mindre än 5%.
Stora Cu-malmer (som porphyry copper, t ex Aitik) har ofta
Cu-halt << 1 %, dvs mer än 99 % avfall.
Guldmalmer har en guldhalt på 3-4 gram per ton. Nästan allt
som bryts blir avfall
Det bildas alltså mycket avfall; bara i Sverige nästan 100
miljoner ton per år, globalt 15 000 - 20 000 millioner ton per
år.

11. Problemet
FeS2(s) + 15/4 O2(g) + 7/2 H2O(l) => Fe(OH)3 (s) + 2SO4 2- + 4H+
Järnsulfider oxideras och sura lakvatten med höga
halter av metaller och andra ämnen kan bildas om
buffringskapaciteten är för låg

18. Sandmagasinet vid Lavergruvan
Oxiderad zon
Ooxiderad zon
Oxidationsfrontens rörelse
2-3 cm/år

19. I Sverige är målet att hantering och efterbehandling
av gruvavfall ska inriktas på att förhindra
uppkomsten av sura lakvatten, även i mycket långa
tidsperspektiv (nästa istid).
Efter att en gruva har stängts ska det vara möjligt
att lämna det efterbehandlade gruvområdet utan
kontinuerligt underhåll.
Behandlingsmetoder som att kalka ”för alltid” eller
åtminstone under lång tid är ingen möjlighet.

20. Vad kan man göra för att lösa
problemet?
Vanliga efterbehandlingsmetoder
baseras på att lösligheten och
diffusiviteten av syre är mycket lägre i
vatten än i luft

21. Löslighet vid 25°C Diffusivitet
(g/m3) (m2/s)
I luft 256 1,78 x 10-5
I vatten 8.6 1 x 10-9

22. Tailings management

23. Olika typer av
jordtäckning
B är vanligt i Sverig,
ofta med lering morän som
tätskikt och överst ett
skyddsskikt av oklassificerad
morän

24. På senare tid har vi och andra börjat studera om
avfall från andra industrier och aktiviteter kan
användas som tätskikt eller på annat sätt i
efterbehandling/behandling av gruvavfall. Två
avfallsproblem blir lösta samtidigt.
Exempel är rötslam, askor, slagg och avfall från
pappersindustrin (grönlutslam, mesakalk,
fiberslam).

25. Exempel
Grönlutslam, alkalisk restprodukt från
papperindustrin

26. Grönlutslam för
efterbehandling av gruvavfall
Maria Mäkitalo

27. Resultat från karaktäriseringen
GLS Lerig morän
Partikelstorlek(d50) 9,5 μm 60μm
Densitet 2,57g/cm3 2,19g/cm3
Porositet 74% 22%
Hydraulisk 3x10-9m/s 3-7x10-10m/s
konduktivitet
pH 10-12 4,5-5,5
Zetapotential Neg. vid alla N.A.
pH-värden
Spec. ytarea 17,1 m2/g N.A.

28. Vattenhållningsförmåga
GLS
Morän

29. SEM bilder

30. Åldrandestudier: Provborrningar på
Iggesunds deponi- nov 2010

31. Grävning på Rönnskärsverken,
okt 2011

32. Tätskikt på Rönnskärsverken
Aska
Grönlutslam

33. Slutsats av forskningen hittills:
Det finns stor potential att använda
andra restprodukter och avfall för
efterbehandling av gruvavfalldeponier.

34. När en gruva stängs så kan positiva effekter uppnås
med kreativ planering. Exempel:
Turistattraktioner
Attraktiva ytor för rekreation och friluftsliv
Ökad biodiversitet

35. Nitrogen removal – Vision 2020
Municipal sewage
Greenhous
Carbon phosphorus es
Constructed
wetland
eat
Ligh Excess h
t
Ligh
t
Denitrification Ligh Denitrificatio
t
test
d denit rification n
mesocosms Enhance barrier

36. Till sist, pyrit och magnetkis orsakar problemen,
ska vi forsätta att deponera dem som avfall även i
de fall när de är krossade och malda
(anrikningssand)?
Bortsett från möjligheten att göras svavelsyra kan
de innehålla skapliga halter av olika metaller. Det
varierar mycket mellan olika fyndigheter.

37. ppm eller wt. %
Spårelement max common
Se 300 10-50
i pyrit (FeS2) Ni 2,5 % 10-500
Cu 6 % 10-1%
(från Levinson, 1974) Co >2,5 % 200-5000
V 1000 10-50
Pb 5000 200-500
As 5 % 500-1000
Ti 600 200-500
Mn 1 % 10-50
Ag 200 <10
Sn 400 10-50
Zn 4,5 % 1000-5000
Tl 100 50-100
Bi 100 10-50
Sb 700 100-200
Au kan förekomma