Monitieteinen tutkimus Kiviniemen rautapitoisen skandiumesiintymän hyödyntämismahdollisuuksista

Väitöstyössä on tutkittu Kiviniemen rautapitoisen skandiumesiintymän hyödyntämismahdollisuuksiin liittyviä ilmiöitä laboratoriomittakaavassa. Kiviniemen skandiumesiintymä on EU:n alueella merkittävä potentiaalinen raaka-ainelähde odotusarvoltaan kasvaville Sc-markkinoille. GTK:n alustavan malmiarvion mukaan se sisältää 13,4 miljoonaa tonnia skandiumpitoista kiveä, jossa keskipitoisuus on 163 g/t skandiumia. Skandium on Kiviniemen mineralisaatiossa sitoutunut rautapitoisten silikaattimineraalien, pyrokseenin ja amfibolin kidehilaan, mikä tekee skandiumin erottamisesta erittäin haastavaa. Kiviniemen-tyyppisen lähtömateriaalin prosessoimiseksi tutkittiin menetelmäketjua, jossa 1) malmi rikastetaan perinteisillä magneettisilla menetelmillä pyrokseeni-amfibolirikasteeksi; 2) korkean rautapitoisuuden vuoksi rikasteen sisältämä rautaoksidikomponentti pelkistetään pyrometallurgisin menetelmin metalliseksi raudaksi skandiumin konsentroituessa kuonafaasiin; 3) skandium liuotetaan tuotetusta kuonasta.
Magneettisilla erotusmenetelmillä pystytään poistamaan merkittävä määrä (32–45 massa-%) alkaleja sisältäviä, diamagneettisia harmemineraaleja skandiumin saannin pysyessä korkealla tasolla. Tuotetun, rautapitoisen rikasteen pelkistystutkimuksissa todettiin maltillisen CaO-lisäyksen parantavan metallisen raudan erottumista happamasta kuonasta. Kuonan liuotuksessa käytetyillä rikkihappopohjaisilla menetelmillä haitallisen piihappogeelin muodostuminen vältettiin, mutta skandiumin saanti liuokseen jäi 40–50 %:iin. Tutkimus on tuottanut lisää hyödyllistä tietoa Kiviniemen-tyyppisen materiaalin hyödyntämisvaihtoehtojen kartoittamiseen ja mahdollisia jatkotutkimuksia varten. Jatkotutkimuksissa voitaisiin tarkastella joko sulapelkistyksellä muodostetun kuonan lisämodifiointia liuotuksen selektiivisyyden parantamiseksi, ja/tai selvittää mahdollisuuksia rikasteen suoralle hydrometallurgiselle prosessoinnille, mikäli raudan liukeneminen ja sen erotus saataisiin hallintaan.