Kokeellisia ja laskennallisia tutkimuksia sulfaatin poistosta kaivosvesistä tehostetun kalkkisaostuksen avulla

Vaikka kalkkisaostusta on käytetty kaivosten vesienkäsittelyyn useiden vuosikymmenten ajan, tieto olosuhteiden vaikutuksesta käsittelyn tehokkuuteen sulfaatin poiston osalta on puutteellista. Väitöstutkimus käsittelee sulfaatin poistoa kaivosvesistä kalkkisaostuksen avulla neljällä eri osa-alueella: magnesiumin vaikutus kalkkisaostukseen, kalkinpolton sivutuotteiden hyödyntäminen kalkkisaostuksessa, kalkkisaostuksen tehostaminen ja muodostuvan saostuman hyödyntäminen. Ajankohtaista aihetta käsittelevä väitöstutkimus toteutettiin yritysyhteistyössä kaivos- ja kemianteollisuuden kanssa.

Käytetyllä pH:lla havaittiin olevan suuri merkitys magnesiumin vaikutukseen kalkkisaostuksessa. Magnesiumin todettiin kokeellisesti ja laskennallisesti haittaavan sulfaatin poistoa kaivosvedestä kalkkisaostuksessa yleisesti käytetyssä pH:ssa 9,6 pitämällä sulfaattia liukoisessa muodossa. Korkeammassa pH:ssa 11,5 puolestaan kaivosveden luontaisesti sisältämän magnesiumin havaittiin kokeellisesti ja laskennallisesti saostuvan ja jopa tehostavan sulfaatin poistoa.

Kalkinpolton sivutuotteina muodostuu jakeita, joille ei tällä hetkellä ole juurikaan käyttökohteita. Väitöstyössä käytettiin kalkinpolton sivutuotteita korvaamaan kaupallista kalkkia kaivosveden neutraloinnissa. Sivutuotteet poistivat sulfaattia yhtä tehokkaasti kuin kaupalliset kalkkituotteet. Sivutuotteiden välillä havaittiin eroja niiden kulutuksessa sekä muodostuvan lietteen määrässä ja laadussa.

Saostuksella ettringiittinä, joka on tehostettu versio perinteisestä kalkkisaostuksesta, saavutettiin sulfaattipitoisuuden lasku jopa alle Suomessa juomavedelle asetetun suositusarvon. Lisäksi havaittiin muodostuneen ettringiittisaostuman olevan potentiaalinen materiaali uusiokäytettäväksi arsenaatin poistoon vedestä.