Uusi murskausmenetelmä säästää vettä ja energiaa kaivoksilla ja tuottaa parempaa akkumateriaalia – jatkotestaukseen myös muille malmeille
Uudentyyppisessä murskausmenetelmässä malmeille ja materiaaleille annetaan aiempaa hitaamman puristuksen aikana aikaa reagoida ja murtua eri mineraalien luonnollisia rajoja pitkin. Uudessa tutkimuksessa menetelmän soveltaminen grafiitin kuivarikastukseen tuotti lupaavia tuloksia. Kaivosalan kehittäminen suuntautuu nyt voimakkaasti kohti kestäviä ratkaisuja.
Kuivassa puristusmurskausmenetelmässä arvomineraalit pyritään erottamaan arvottomista mineraaleista aiempaa puhtaammin hyödyntämällä eri materiaalien raerajoja ja mikrohalkeamia.
Perinteisesti grafiitin käsittelyssä on käytetty runsaasti vettä ja energiaa vaativaa märkäjauhatusta. Arvostetussa Minerals Engineering -tiedelehdessä julkaistussa tutkimuksessa esitellään Continuously Compressing Crushing (CCC) – puristusmurskaustekniikan sovellus grafiitin jalostukseen, mikä lupaa vallankumouksellisia säästöjä veden ja energian käytössä. CCC-menetelmää testattiin ensimmäistä kertaa luonnonmalminäytteillä Oulun yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa, jossa olivat mukana myös Itä-Suomen yliopisto ja Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu (Xamk).
”Kun korkealaatuisen grafiitin kysyntä litiumioniakkujen tuotannossa kasvaa, CCC-menetelmän kyky tuottaa karkeita grafiittihiutaleita on erityisen merkittävä. Karkearakeiset grafiittihiutaleet ovat hyvin haluttuja erilaisissa teollisissa sovelluksissa niiden erinomaisen laadun ja puhtauden vuoksi. Uusi edistysaskel tukee vihreää siirtymää ja esimerkiksi sähköajoneuvojen kehitystä”, arvioi Oulun yliopiston kaivannaisalan yksikkö Oulu Mining Schoolin professori Shenghong Yang.
”CCC-menetelmän tärkeä etu perinteisiin menetelmiin on, että vettä ei tarvita lainkaan, joten menetelmä on täysin vedetön, mikä vähentää haitallisia ympäristövaikutuksia”, kuvaa Oulun yliopiston väitöskirjatutkija Niina Paasovaara. ”Lisäksi jo 1950-luvulla todettiin, että hitaampi kuormitus on energiatehokkain tapa murtaa kivimateriaali, joten on hämmästyttävää, miten nyt jalostettua menetelmää ei ole jo aiemmin otettu käyttöön.”
Perinteisesti kivi hakataan mahdollisimman hienoksi, mikä johtaa helposti hiukkasten ylijauhautumiseen, vaikeuttaa jatkokäsittelyä ja tuottaa paljon haitallista pölyä. Uudella tavalla tuotetussa hienoaineksessa ja puhtaammassa murskaustuotteessa on arvomineraaleilla suurempi pinta-ala, mikä helpottaa monella tavalla seuraavaa vaihetta eli mineraalien rikastusta. Lue lisää tutkimusmurskaimen keksijöistä: Uusi murskain kehitetty kaivosalalle (uutinen, 2020).
”Grafiitin murskausteknologian kehittäminen on askel kohti kestävämpää kaivosalaa. Jatkossa vettä ja energiaa säästävää puristusmurskausmenetelmää testataan myös muille malmityypeille. Murskausmenetelmän soveltaminen teolliseen mittakaavaan vaatii vielä kehitystyötä. Uusien, kestävien menetelmien käyttöönotto vaatii myös uusien osaajien kouluttamista kaivosalalle, jota vaivaa jatkuva työvoimapula”, professori Yang muistuttaa.
”Jatkotutkimuksessa keskitymme puristusmurskausprosessin eri vaiheiden energiatehokkuuden tarkempaan todistamiseen, Paasovaara suunnittelee. Lisäksi menetelmä on yhdistetty vihreän kemian tutkimukseen, jossa uudentyyppisten murskaustuotteiden rikastamiseen käytetään uusia vihreän kemian periaatteiden mukaisia rikastuskemikaaleja, joita tutkitaan yhteistyössä Itä-Suomen yliopiston farmasian laitoksen kanssa. ”Pyrkimyksenä on saada koko malmimineraalien murskaus-, hienonnus- ja rikastusprosessi vettä ja energiaa säästäväksi sekä vähemmän jätettä tuottavaksi. ” Yhdessä uusien rikastuskemikaalien kanssa CCC-menetelmä edistäisi vihreän siirtymän puhtautta kriittisten mineraalien rikastusprosesseissa", Paasovaara jatkaa.
Tutkimus julkaistiin huhtikuussa 2024: Paasovaara, N., Hartikainen, S., Peräniemi, S., Kuopanportti, H., & Yang, S. (2024). Continuously compressing crushing towards a dry processing method, a testing for graphite ore. Minerals Engineering, 212, 108713. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2024.108713
Tutkimusta on tukenut K.H. Renlundin säätiö, ja se on osa Euroopan aluekehitysrahaston rahoittamaa ”HUGGER” – bio- ja kiertotalousmateriaalien energiatehokas murskaus -hanketta| Xamk
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Niina Paasovaara, väitöskirjatutkija, Oulun yliopisto, 0503458253, Niina.Paasovaara@oulu.fi
Shenghong Yang, professori, Oulun yliopisto, 0503507774, shenghong.yang@oulu.fi
Kaisu Koivumäki, viestintäasiantuntija, Oulun yliopisto, 050 4344261, kaisu.koivumaki@oulu.fi
Kuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Oulun yliopisto on monitieteinen, kansainvälisesti toimiva tiedeyliopisto. Tuotamme uutta tietoa ja ratkaisuja kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseksi sekä koulutamme osaajia muuttuvaan maailmaan. Tärkeimmissä yliopistovertailuissa Oulun yliopisto sijoittuu kolmen prosentin kärkeen maailman yliopistojen joukossa. Meitä yliopistolaisia on noin 17 000.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto
Oulun yliopiston opiskelijavalinnan tulokset on julkaistu4.7.2024 11:39:42 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston opiskelijavalinnan tulokset on julkaistu. Syksyllä 2024 yliopiston suomenkielisissä kandidaatti- ja maisteriohjelmissa aloittaa noin 2500 uutta opiskelijaa.
Maan magneettikentän heikentyessä Auringon äärimmäiset hiukkaspurkaukset voivat uhata otsonikerrosta ja DNA:ta4.7.2024 06:04:00 EEST | Tiedote
Auringon hiukkaspurkausten aikana Maan ilmakehään voi kohdistua lyhytaikaisesti erittäin voimakas ja energeettinen hiukkasryöppy. Nykyisellään Maan magneettikenttä torjuu tehokkaasti useimmat hiukkaspurkaukset. Vuosituhansien ajanjaksoilla magneettikentän tiedetään kuitenkin toisinaan häviävän. Tuolloin tapahtuvat Auringon äärimmäiset hiukkaspurkaukset voivat vaikuttaa ilmastoon ja elämään maapallolla, todetaan uudessa kansainvälisessä tutkimuksessa, jossa mukana on myös Oulun yliopisto.
Oulun yliopiston lääketieteen tutkinto-ohjelmaan 16 aloituspaikan lisäys – valitut saavat tiedon 4.7. mennessä26.6.2024 13:34:03 EEST | Tiedote
Oulun, Helsingin, Turun, Tampereen ja Itä-Suomen yliopistot ja opetus- ja kulttuuriministeriö (OKM) ovat sopineet aloituspaikkojen lisäämisestä pysyvästi lääketieteen koulutukseen, ja OKM on myöntänyt aloituspaikkojen lisäykseen lisämäärärahaa. Oulun yliopiston lääketieteen tutkinto-ohjelmaan tulee 16 aloituspaikan lisäys jo vuodelle 2024.
Mikroyritysten liikevaihto edelleen laskussa, kaikkien yritysten liikevaihto jatkoi nousuaan – mikroyritysten tilastokatsaus MY Tilastot päivitetty26.6.2024 08:35:58 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutin vuosittain julkaisema MY Tilastot on päivitetty tuoreimmilla, vuoden 2022 tilastotiedoilla. Katsauksen mukaan mikroyritysten määrä on noussut, mutta liikevaihto ja työpaikat ovat laskussa.
Oulun yliopistossa saavutettiin merkittäviä tuloksia 6G RF -elektroniikassa24.6.2024 06:56:00 EEST | Tiedote
Uraauurtava tulos 6G-teknologian kehityksessä on saavutettu onnistuneesti toteutetulla radiovastaanottimen etupäällä, joka toimii jopa 300 GHz:llä. Korkeataajuisen elektroniikan onnistunut tutkimustulos luo suuntaa huippunopealle langattomalle tiedonsiirrolle ja on yksi konkreettinen saavutus 6G-radion käyttöönoton edistymisessä. Tutkimuksen pääpaino on ollut radiovastaanottimen etuosan suunnittelussa, jossa yhdistyvät analogisen piiriteorian, mikroaaltoteorian ja radiotekniikan periaatteet.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme