Teksti on kirjoitettu muistinvaraisesti ja sitä ei ole faktatarkastettu. Tämä on yhden henkilön mielikuva aiheesta ja jos
faktaa tarvitaan se kannattaa pyytää Terrafamelta.

Kajaanin Teknillinen Seura järjesti excursion Talvivaaraan Terrafamen tuotantolaitoksille ja kaivokselle 18.3.2024 ja kutsui myös Pohjois-Karjalan Teknillisen Seuran jäseniä osallistumaan vierailuun. Kaikkiaan kuusi henkilöä PKTS:stä ”tarttui tarjoukseen” ja osallistui vierailulle. Kiitokset Kajaanin Teknillinen Seura/Jukka Nokelaiselle kutsusta mielenkiintoiselle tehdasvierailulle.

Vierailun ohjelmana oli tutustuminen käyttöön otettavaan Uraanin talteenottolaitokseen, jonka on lupaehtojen mukaisesti käynnistettävä 24.6.2024 mennessä, jotta lupa ei raukea. Samalla meille esiteltiin koko tehdaslaitoksen prosessi aina kaivoksesta jätevesien käsittelyyn saakka. Uraanin talteenotossa oli käynnissä vesikoeajot, jolloin laitokseen pystyi vielä tutustumaan ”turistijoukolla”. Kun kaivoksessa aletaan käsittelemään Uraania, ei vastaava vierailu ole enää mahdollinen turvamääräysten voimaanastumisen vuoksi – pääsimme tutustumaan laitokseen ”viime hetkellä”.

Tehdasesittelyn piti Uraanin talteenottolaitoksen päällikkö Jarmo Reunanen – joka oli muutamille tuttu LTTK:n kemianlaitokselta (nykyisin LUT-yliopisto). Jarmo on työskennellyt kaivoksen eri tehtailla ja ympäristönsuojelussa pitkään ja tuntui tuntevan prosessin ja alueen syvällisesti ja esitteli asiat mielenkiintoisesti. Meille annettiin syvällinen tietopaketti eritehtaiden toiminnasta ja liiketoiminnasta Talvivaarassa. Myös laitoksen historiaa sivuttiin. Jarmolle/Terrafamelle kiitokset erinomaisesta esittelystä.

Talvivaara pähkinänkuoressa

• Malmivaranto 1451 Mton (mm. Zn 0,50%, Ni 0,22 %, Co 0,02 %, U 0,002 %)
• Tuotteet: Nikkeli-, Sinkki-, Koboltti- ja Kuparisulfidi, akkumetallit Nikkeli- ja Kobolttisulfaatti sekä lisäksi Ammoniumsulfaatti. Uutena tulossa Uraanioksidi. Metallit noin 2/3 liikevaihdosta. Akkumetallit 1/3.Liikevaihto 2023 oli 561 M€ – riippuu vahvasti metallien maailmanmarkkinahinnasta.
• Liikevoitto 38,4 M€ (tästä 16 M€ ennallistamisrahastoon – siellä nyt 250 M€)
• Oma henkilöstö 842 pääasiassa metallitehtailla ja sen lisäksi noin 1000 urakoitsijaa kaivoksella ja kiven käsittelyssä. Välillisesti vaikutukset noin 5000 henkeen – merkittävin työantaja alueella.
• Liiketoiminta alkoi metallien talteenotolla – akkumateriaaleja tehty muutama vuosi
• Uraanin talteenottolaitos on rakennettu vuosia sitten, mutta sen käyttöönotto on viivästynyt lupa- ja valistusprosessien takia.

Käytössä oleva alue on mittakaavaltaan valtava. Avolouhos kuvassa oikeassa reunassa. Läjitysalueet näkyvät neliskanttisina vaaleina alueina keskellä. Vasemmalla puolella saostusaltaat. Metallien talteenottotehtaat keskellä läjitysalueiden kulmassa.

Prosessi – uraanin talteenoton kannalta

• Avolouhos, joka avattu 2008 – maanpinta tasolla +215 m – nyt kaivetaan tasolla -15 m meren pinnasta. Malmio jatkuu edelleen ja Kolmisopen järven alueella toinen maan pinnalle asti nouseva esiintymä. Avolouhoksesta kiviaines siirretään dumppreilla (170 ton) murskaukseen.

Avolouhosta on kaivettu vuodesta 2008 lähtien. Lähtötasolta on edetty 230 m ja sen silmämääräisesti arvioiden 1 km * 3 km kokoinen – ja syvenee lisää. Vastapäisessä rinteessä liikkeellä 170 ton dumppreita – näyttivät leluilta. Louhoksen seinässä näkyy malmi tummana alueena alaosassa. Sivukivi on punertavan ruskeaa – monta kymmentä metriä on sivukiveä poistettu ennen kuin on malmiin päästy käsiksi.

• Murskaus useassa vaiheessa – lopullinen raekoko 8 mm ja pintaan sidotaan noin millin paksuinen murskauspölykerros. Merkittävä energiansäästö verrattuna vaahdotukseen tai muihin vastaaviin tekniikoihin, kun ei tarvitse murskata pienemmäksi. Sivukivi hyödynnetään maarakenteissa.
• Läjitys primääri-liuotukseen – tällä hetkellä alueen koko noin 1,0 km * 2,6 km kerroksen paksuus 9 m. Malmiin johdetaan vettä (pH 2), johon lisätty hieman rikkihappoliuosta, päältä ja ilmaa alta. Tämä luo olosuhteet, jossa malmissa olevat bakteerit alkavat käyttää tehokkaasti malmissa olevia metalleja ravintonaan ja ”ruuansulatuksen rejekti” saadaan happoliuokseen ja jatkokäsittelyyn. Bakteeritoiminta tuottaa lämpöä sivutuotteenaan. Primääriliuotus vaihe kestää luokkaa 15 kk ja sen jälkeen malmi siirretään sekundääriliotukseen, joka on käytetyn malmin loppusijoituspaikka, mutta siellä edelleen kerätään metalleja talteen. Sekundääriläjitys tehdään useammassa kerroksessa ja lopullinen kasan korkeus on luokkaa 56 m. Materiaalin käsittelyssä oli tällä hetkellä käytössä 13 km kuljettimia

Koko kaivoksen ja tehtaiden alue 20 km². Kaivos, vesienkäsittelyaltaat ja malmin läjitys vievät paljon tilaa – varsinainen tehdas näkyy valaistuna alueena oikealla. Primääriliuotusalue kuvan vasemmasta reunasta kolme kilometriä eteenpäin.

• Metallien talteenotto tehdään saostamalla rikkivedyllä ja sen jälkeen puhdistamalla useissa eri vaiheissa. Tässä vaiheessa Uraania ei saada vielä erilleen, vaan se on tähän saakka rikastunut kiertoon. Metallien talteenoton jälkeen osa happoliuoksesta johdetaan Uraanintalteenottoon – määrä luokkaa 1300 m³/d.
• Uraanin talteenotossa poistetaan aluksi rikkivetyjäämät, jonka jälkeen erotetaan mahdolliset muut metallit, jotka voisivat haitata Uraanin talteenottoa. Menetelmät perustuivat uuttoon. Varsinaisessa Uraanin talteenotossa vesiliuokseen lisättiin orgaaninen faasi (pitkäketjuisia alkaaneja) ja ”metallisieppari”. Orgaaninen faasi sekoitetaan pieniksi pisaroiksi vesiliuokseen, jolloin syntyy suuri pinta-ala ja ”siepparit” muodostavat metallikompleksin uraanin kanssa ja Uraani saadaan siirtymään orgaanisen faasin mukana pois vesiliuoksesta selkeytysaltaissa, joissa orgaanisen faasin pisarat yhdistyvät ja muodostavat altaan pintaan patjan, joka voidaan erottaa pohjalle painuvasta vesiliuoksesta.

Sekoitinsäiliöt, joissa orgaanien faasi pisaroidaan veiliuoksen sekaan. Komposiittia käytetty sekä säiliöissä, että hoitotasoissa korroosioriskin takia. Liuosten kanssa tekemisissä olevat komposiittiosat on pinnoitettu grafiitilla, että saadaan staattinen sähkö purettua pois. Duplex materiaaleja käytetty putkistoissa. 

Selkeytysaltaat, joissa orgaanisen faasin pisarat yhdistyvät ja muodostat patjan pintaan – faasi erotetaan ylijuoksutuksella vesikierrosta. Vesi otetaan talteen altaan pohjalta. Allastus on monivaiheinen.

• Uraani erotetaan orgaanisesta liuoksesta vetyperoksidin avulla ja se jälkeen se saostetaan ja puhdistetaan siten, että lopputuotteena syntyy keltainen kiinteä Uraanioksidijauhe ”yellow cake”, joka pakataan suljetulla automaattilaitteella 200 litran tynnyriin – tynnyrin paino 350 kg. Uraanin määrä 80 % oksidissa. Valmistusmäärä lupaehdoissa 200 tn/a.
• Kaikki koko alueelta tuleva vesi käsitellään ennen purkuputkeen laskemista – myös kaivokseen valuva/tuleva vesi. Kaivokseen tulee vettä keskimäärin luokkaa 250 m³/d – keväällä lumen sulamisen aikaan moninkertainen määrä.
• Alueella on käytössä kaikki kemianteollisuudessa käytössä olevat yksikköprosessit ja jopa saniteettivesille on oma puhdistuslaitos.
• Talvivaaran kaivos ajautui aikanaan konkurssiin primääriliuotukseen liittyvien ongelmien takia. Salaojaputket, joita käytettiin liuoksen kokoojaputkina, menivät tukkoon ja kasan alaosassa oli liikaa vettä, ja yläosaan ei voinut laittaa tarpeeksi vettä, jolloin metallien tuotanto väheni/romahti. Ongelman takia vesitase häiriintyi ja yhdistettynä sateiseen vuoteen altaat täyttyivät liiaksi ja alkoivat vuotaa ja syntyi suuri ympäristöongelma. Monet suuret samanaikaiset ongelmat johtivat yrityksen konkurssiin.
• Sulfaatti jätevesissä on Terrafamen merkittävin ympäristökysymys. Sulfaatti on haitallista siksi, että se suuremman tiheytensä vuoksi painuu syvänteisiin. Tiheyden takia se estää kaksi kertaa vuodessa tapahtuvan (kevät/syksy) veden pystykierron, jonka vuoksi syvänteisiin voi syntyä happivaje. Happivajeen seurauksena sedimenttiin varastoitunut fosfori ja muut ravinteet alkavat liueta, joka aiheuttaa rehevöitymistä koko vesistöön. Terrafamen lupaehtoja on kiristetty jatkuvasti ja tällä hetkellä lupaehdot täyttyvät toiminnassa hyvin. Lupaehdoissa sulfaattipitoisuus on 2000 ppm – nykyään tehdas pääsee jo noin 1200 ppm tasolle. Vesi lasketaan Nuasjärveen. Luonto on jo alkanut toipua ja Nuasjärven (pohjoinen) sekä Ylä-lumijärven (etelä) syvänteiden suuremman sulfaattikonsentraation omaavat alueet pienenevät hitaasti mutta varmasti.
• Sitten vastaukset kaikkia askarruttaneisiin kysymyksiin
  • Montako tulipaloa-autoa – 5 kpl
  • Miten korkea savupiippu – Uraanin talteenotossa 25 m

Prosessin oheislaitteita 

”Urakkalapio” – 4 m * 3 m * 3 m 

”Tohvelinpussituskone” – käsin koskematta ”blue shoe” jalkaan

Teksti ja kuvat Jari Koskinen.