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
Ylipaino nuorena voi lisätä aivoinfarktin riskiä naisilla ennen 55 vuoden ikää17.6.2024 06:50:00 EEST | Tiedote
Naisilla, joilla on ylipainoa teini-ikäisenä tai nuorena aikuisena, näyttää olevan kohonnut aivoinfarktin riski ennen 55 vuoden ikää, selviää Oulun yliopiston uudesta tutkimuksesta, joka on julkaistu korkeatasoisessa Stroke-tiedelehdessä. Miehillä vastaavaa riskiä ei havaittu.
Oulun normaalikoulun uuden koulurakennuksen hankesuunnittelu alkaa14.6.2024 10:44:16 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston hallitus hyväksyi kokouksessaan 13.6.2024 Oulun yliopiston harjoittelukoulun uudisrakennusta koskevan hankesuunnittelun aloittamisen Suomen Yliopistokiinteistöjen (SYK) kanssa. SYK, jolta Oulun yliopisto vuokraa Oulun normaalikoulun tiloja, arvioi, että uusi 600 oppilaan peruskoulu voisi valmistua käyttöön vuonna 2028.
Jalavat vaarassa – uusi haitallinen vieraslaji löytyi Suomesta14.6.2024 05:07:00 EEST | Tiedote
Jalavanhankapistiäinen on uusi ja haitallinen vieraslaji Suomessa. Hyönteisen toukat syövät helposti erottuvia ja tunnistettavia siksak-kuvioita jalavien lehtiin, ja riekaleiksi syödyt lehdet altistavat puun tuholaisille, mikä hidastaa kasvua ja lopulta puut voivat tuhoutua. Pistiäinen ei ole vaaraksi muulle ympäristölle, eläimille tai ihmisille.
Nuorten päätöksessä lähteä yrittäjäksi vaikuttaa yhä useammin halu ratkaista ongelmia13.6.2024 09:43:50 EEST | Tiedote
Mikä saa nuoren yrittäjän tielle? Ratkaiseeko raha vai työn mielekkyys? Nuorten yrittäjyyshalukkuus on noussut selvästi viime vuosina ja nyt yli puolet nuorista haluaa kokeilla yritystoimintaa jossain työuran vaiheessa. Nuoret eivät välttämättä enää ensisijaisesti halua tehdä yrittäjänä rahaa, vaan toteuttaa itseään ja unelmiaan merkityksellisellä tavalla. Aiheesta keskustellaan Porin SuomiAreenalla 27. kesäkuuta.
Nuorten kanssa kehitetyn pelin avulla kirjoitustaidot haltuun13.6.2024 07:07:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston INTERACT- ja OASIS -tutkimusyksiköt, yhteistyössä Lapin yliopiston Pelaa, keksi & kirjoita -hankkeen ja Oulun ammattikorkeakoulun kanssa ovat kehittäneet teknologian ja motivaatiotutkimuksen innoittamana virtuaalisen pelioppimisympäristön tukemaan lasten ja nuorten luku- ja kirjoitustaitoja. Tarinatalo -hanke on monitieteellinen tutkimusprojekti, jossa yhdistyy Lapin yliopiston pedagoginen asiantuntijuus, Oulun ammattikorkeakoulun ohjelmointiosaaminen sekä Oulun yliopiston käyttäjälähtöisen teknologian ja hyötypelien suunnittelutaidot.
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