Alumiinisilikaattipohjaisten sivuvirtojen alkaliaktivointi: Sovelluskohteina kaivosten suotovesien puhdistaminen ja sedimenttien stabilointi

Teollisuuden sivumateriaaleista on mahdollista valmistaa vedenpuhdistusmateriaaleja, joita voi hyödyntää sekä kaivosten suotovesien puhdistamisessa että kaivosten läheisten järvien sedimenttien metallien sitomisessa. Materiaalin kestävyyttä ja vesikemian vaikutuksia alkaliaktivoitujen materiaalien käyttäytymiseen tulee kuitenkin tutkia vielä lisää.
Teollisuudessa muodostuu kiinteitä sivumateriaaleja ja puhdistusta vaativaa vettä suuria määriä. Tarve erityisesti syntyvien sivumateriaalien hyödyntämiselle uusissa käyttökohteissa on kasvanut voimakkaasti viime vuosien aikana. Samalla ympäristöllisiin kysymyksiin on kiinnitetty tarkempaa huomiota ja tarve saastuneiden alueiden puhdistamiselle tai stabilisoimiselle on tiedostettu.

Haasteena teollisuudessa syntyvien jätevesien, ja erityisesti kaivosvesien kohdalla, on syntyvien vesien vaihtelevuus vesikemian näkökulmasta. Näin ollen kehitettävät puhdistusmenetelmät eivät välttämättä ole suoraan sovellettavissa eri kaivosympäristöissä. Sivuvirtojen käytettävyyden kohdalla haasteena on löytää soveltuvat sivuvirtamateriaalit eri käyttökohteiden hyödynnettäväksi.

Väitöskirjan tarkoitus on ollut tarkastella muutamia erilaisia teollisuudessa sivuvirtana syntyviä materiaaleja ja kartoittaa niiden toimivuutta alkaliaktivoituna materiaalina kaivosten suotovesien puhdistuksessa sekä sedimenttien stabiloimisessa. Molempien sovellusten toimivuutta tutkittiin sekä laboratoriossa että kenttäkokeilla. Suotovedenpuhdistuskoe toteutettiin Hituran suljetussa nikkelikaivoksessa ja sedimenttien stabilointikokeet toteutettiin Kivijärvessä Sotkamossa.

Tärkeänä uutena näkökulmana on arvioitu valmistetun alkaliaktivoidun materiaalin kovettumisajan vaikutusta materiaalin adsorptio-ominaisuuksiin. Tutkimuksen tuloksena voidaan todeta, että masuunikuonapohjainen vedenkäsittelymateriaali poistaa erityisesti nikkeliä kaivosten suotovesistä ja voi soveltua hyvin tulevaisuudessa passiivisten vedenpuhdistusrakenteiden materiaaliksi. Sedimenttien stabilointikokeet olivat myös lupaavia metallien sitomisen suhteen ja voivat mahdollistaa tulevaisuudessa huomattavasti ympäristöystävällisemmän vaihtoehdon järvien ruoppaamiselle.

Tutkimus on ollut hyödyllinen teollisuuden sivuvirtojen uusien käyttökohteiden selvityksen näkökulmasta. Erityisesti valmistettujen materiaalien testaaminen sekä laboratoriomittakaavassa että pilotointimittakaavassa tuo laajempaa ymmärrystä materiaalien toimivuudesta ja mahdollisuuksista teollisessa mittakaavassa.