Oulun yliopisto

Suolavedet kiven sisään Oulun yliopistossa kehitetyllä uudella menetelmällä

Jaa

Teollisuuden ja kaivosten suolavedet voitaisiin sekoittaa sementtiä korvaavaan massaan, jonka lujuus riittää useisiin käyttökohteisiin, kuten kaivosten täyttömateriaaleihin. Näin suolavedet saataisiin turvallisesti kiven sisään, ja samalla säästettäisiin ympäristöä ja kustannuksia.

Uudella menetelmällä voitaisiin uudeksi materiaaliksi yhdistää kaksi haasteellista jätevirtaa: kaivosten suolavedet ja rikastushiekka. Uusia materiaaleja rakennusalalle ja ympäristötekniikkaan kehitetään Oulun yliopiston laboratorioissa. Kuva Oulun yliopisto
Uudella menetelmällä voitaisiin uudeksi materiaaliksi yhdistää kaksi haasteellista jätevirtaa: kaivosten suolavedet ja rikastushiekka. Uusia materiaaleja rakennusalalle ja ympäristötekniikkaan kehitetään Oulun yliopiston laboratorioissa. Kuva Oulun yliopisto

Useat vihreän ja digitaalisen siirtymän vaatimat teollisuuden alat, kuten akkumateriaalien tuotanto, kaivostoiminta tai tuhkien jalostaminen, tuottavat runsaasti suolapitoisia jätevesiä. Näissä jätevesissä pääkomponentteina ovat yleensä natrium, sulfaatti ja kloridi. Nämä suolat eivät ole varsinaisesti myrkyllisiä tai ympäristölle haitallisia – samoja suoloja on merivedessä. Ne voivat kuitenkin aiheuttaa ongelmia eliöstölle vähäsuolaisessa Itämeressä ja erityisesti sisävesistöissä. Esimerkiksi Talvivaaran kaivosonnettomuuden (2012) jälkeen havaittiin suoloilla saastuneissa järvissä pysyvää veden kerrostuneisuutta, mikä voi aiheuttaa pohjaan happikatoa.

Oulun yliopistossa  kehitetyssä uudessa käsittelymenetelmässä väkevät suolavedet voidaan stabiloida käyttäen niin sanottua alkaliaktivointia eli yhdistää suolavedet osaksi uutta materiaalia. Tutkija Sima Kamalin väitöskirjatyössä kehitetyssä menetelmässä kalsium-, pii- ja alumiinipitoista raaka-ainetta sekoitetaan suolaveden ja pienen määrän natriumhydroksidia kanssa. Lopputuloksena muodostuu massaa, jota voidaan käyttää betonin sideaineena, sillä se saavuttaa useisiin käyttötarkoituksiin riittävän lujuuden.

Menetelmää tarkasteltiin tuoreessa tutkimuksessa, jossa raaka-aineena käytettiin metalliteollisuuden kuonaa. Tutkimuksessa havaittiin, että väkevöidyn suolaveden pääkomponentit – natrium, sulfaatti ja kloridi – stabiloituvat uuteen, betonin kaltaiseen rakenteeseen erityisen hyvin, eivätkä enää liukene veteen. Lisäksi yllättävä tulos tutkimuksessa oli, että korkea suolapitoisuus paransi alkaliaktivoidun massan ominaisuuksia, esimerkiksi lujuutta. Rajoituksena kuitenkin on, että raudoituksia tämäntyyppisessä betonissa ei voida käyttää suolan aiheuttaman ruostumisriskin vuoksi.

”Kehitetty menetelmä voisi olla erityisen kiinnostava kaivosympäristöihin, missä stabilointimateriaalin raaka-aineena voitaisiin käyttää kaivoksen rikastushiekkaa”, ehdottaa Oulun yliopiston apulaisprofessori Tero Luukkonen. Rikastushiekka on kaivoksen jätemateriaali, joka jää jäljelle, kun arvokkaat malmit on otettu talteen. Rikastusjäte varastoidaan rikastushiekka-altaisiin. ”Usein rikastushiekat sisältävät suuria määriä juuri alkaliaktivoinnissa tarvittavia kalsiumia, piitä ja alumiinia”, Luukkonen kertoo.

”Uudella menetelmällä voitaisiin siis yhdistää kaksi haasteellista jätevirtaa: kaivosten suolavedet ja rikastushiekka, ja näin saada aikaan hyödyllistä materiaalia esimerkiksi kaivostäyttöihin. Tällä hetkellä kaivostäytöissä käytetään usein tavallista sementtiä, joka voitaisiin korvata alkaliaktivoidulla materiaalilla", summaa Oulun yliopiston yliopistotutkija Katja Kilpimaa.

Kiinnostus rikastushiekkojen hyödyntämiseen rakennus- ja betoniteollisuudessa kasvaa ja uusia materiaaleja tutkitaan Oulun yliopistossa monipuolisesti, samoin kaivosvesien puhdistamista. Aiemmin kaivosvesien hyödyntäminen raaka-aineena on kuitenkin jäänyt vähemmälle tarkastelulle.

Uudet tutkimustulokset tuotettiin osana Kaivosten passiivisen vedenkäsittelyn uudet materiaalit ja arvoaineiden talteenotto (KaiPa) -projektia , joka on Euroopan unionin osarahoittama (NextGenerationEU-ohjelmasta). Tulokset julkaistiin arvostetussa Desalination-tiedelehdessä 1.10.2024: Reverse osmosis reject water management by immobilization into alkali-activated materials.

Lue lisää

Ympäristötekniikan materiaalit -tutkimusryhmä

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Apulaisprofessori Tero Luukkonen, 0505298276, tero.luukkonen@oulu.fi, Oulun yliopisto kuitu- ja partikkelitekniikan tutkimusyksikkö

Yliopistotutkija Katja Kilpimaa, 0400428990, Katja.Kilpimaa@oulu.fi, Oulun yliopisto kuitu- ja partikkelitekniikan tutkimusyksikkö  

Viestintäasiantuntija Kaisu Koivumäki, 050 4344261, kaisu.koivumaki@oulu.fi, Oulun yliopisto

Kuvat

Uudella menetelmällä voitaisiin uudeksi materiaaliksi yhdistää kaksi haasteellista jätevirtaa: kaivosten suolavedet ja rikastushiekka. Uusia materiaaleja rakennusalalle ja ympäristötekniikkaan kehitetään Oulun yliopiston laboratorioissa. Kuva Oulun yliopisto
Uudella menetelmällä voitaisiin uudeksi materiaaliksi yhdistää kaksi haasteellista jätevirtaa: kaivosten suolavedet ja rikastushiekka. Uusia materiaaleja rakennusalalle ja ympäristötekniikkaan kehitetään Oulun yliopiston laboratorioissa. Kuva Oulun yliopisto
Lataa

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

Uudet professorit esittäytyvät Oulun yliopistossa juhlaluennoilla ma 18.11.2024 klo 13–158.11.2024 11:17:25 EET | Tiedote

Miten saavutetaan täysi biolukutaito tai kuinka hiiltä varastoidaan betoniin? Kuulemme myös asuntojen hinnoista ja lainamarkkinoista sekä sensoreista terveyden ja ympäristön seurannassa, kun uudet professorimme johdattelevat kuulijoita ajankohtaisten tutkimusteemojensa äärelle kaikille avoimilla juhlaluennoilla Linnanmaan Tellus Stagella maanantaina 18.11.2024 kello 13–15.

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
HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye