Metallien valmistus

malmin etsintä Perinteisesti uusien malmiesiintymien jäljille on täällä pohjolassa päästy irtokiviä etsimällä. Kun tunnetaan

jääkauden kulkusuunnat, voidaan päätellä, mistä suunnasta arvokas kivi on kulkeutunut nykyiselle

paikalleen.

Kuva1: Louhittua kuparikiisua. Kuparikiisu

sisältää jopa 35% kuparia.

(Kuva:M.Savolainen).

Lopulta geologit saattavat löytää emäkallion,

josta kivi on peräisin. Tällä tavalla löydettiin

aikoinaan mm. Outokummun kuuluisa

kuparikaivos.

Lopulta kaivos alkaa ehtyä. Tällöin

kannattavinta on etsiä uusia esiintymiä

vanhan kaivoksen läheltä. Muinaisten

geologisten mullistusten synnyttämät

esiintymät sijaitsevat usein lähellä toisiaan.

Nykyteknologialla pystytään etsimään ja

louhimaan tehokkaasti myös syvemmällä

kallioperässä olevia esiintymiä. Etsintää

voidaan tehdä suoraan maastossa, lentokoneista ja jopa satelliiteista käsin. Kallioperän magneettisuus

saattaa paljastaa rikkaan esiintymän.

Malmin etsinnästä tehdään ilmoitus viranomaiselle (TUKES). Kaivoksen perustamista varten tarvitaan

kaivoslupa. Kaivoksen teitä ym. toimintoja varten voidaan myös hakea kaivosaluelupaa. Näistä asioista

säädetään kaivoslaissa, joka on vuodelta 2011. Samassa laissa säädetään myös, miten pitää menetellä,

mikäli haluaa huuhtoa kultaa.

Kuva2: Bolidenin kaivoksella

Tarassa tutkitaan koeporausten

tuloksia. Tara sijaitsee Irlannissa ja

sieltä louhitaan sinkkiä ja lyijyä.

(lähde: Boliden Press-images)

kaivos Kaivos voi olla avolouhos tai hyvinkin syvä tunnelien verkosto. Perusperiaate on kuitenkin sama; Kallioon

porataan reikiä, reiät panostetaan, räjäytetään ja syntynyt murske otetaan talteen. Mursketta voidaan

käsitellä edelleen kaivoksella tai se voidaan kuljettaa pitkänkin matkan päähän jatkojalostettavaksi.

Kuva5: Kuva: Atikin kaivoksen työntekijä massiivisen

ajokkinsa vieressä. (kuva: Boliden Press-images.)

Kuva6. Ruotsalaista sinkkimalmia kuljetetaan myös

Kokkolan malmisulattoon jatkojalostettavaksi. Sinkin ohella

saadaan myös hopeaa. (kuva: Boliden Press-images.)

Kuva3: Avolouhos Atikissa Pohjois-Ruotsissa

lähellä Jällivaaraa. Louhoksesta saadaan

kuparia, hopeaa ja kultaa. (kuva: Boliden Press-

images)

Kuva4: Atikin kaivoksessa räjäytetään uusi erä

kuparimalmia. (kuva: Boliden Press-images)

Murskaus, jauhaminen ja rikastus Malmilohkareet murskataan tavallisesti alle 20 cm:n kokoisiksi kappaleiksi. Tämä murske jauhetaan

hiekkamaiseksi, jonka jälkeen se voidaan rikastaa. Rikastuksessa jauhetusta malmista erotetaan arvokkaat

mineraalit (kemialliset yhdisteet, jotka sisältävät haluttua metallia) ja arvoton sivukivi. Rikaste ei vielä ole

valmista metallia vaan se on metallin ja hapen tai metallin ja rikin yhdiste.

Rikastuksessa käytetään yleensä vaahdotusta (flotaatio).

Malmijauhe johdetaan kuplivaan altaaseen, jolloin haluttu

mineraali tarttuu kupliin ja nousee altaan pinnalle, josta se

kerätään talteen. Sivukivi eli ei toivottu mineraaliseos jää

altaan pohjalle.

Magneettiset mineraalit voidaan rikastaa magneetin avulla

ja hyvin raskaat mineraalit rikastetaan huuhtomalla.

Kuva9: Vaahdotuslaitteisto (Garpenberg 2014). Lukuisia

tankkeja vieri vieressä. Tankkien yläosaan kertyy vaahtoa

arvokkaine mineraaleineen. (kuva: Boliden Press-images)

Kuva7: Malmin murskausta Garpenbergin kaivoksella. (kuva:

Boliden Press-images).

Kuva8: Tällä laitteella malmimurske

jauhetaan. (kuva: Boliden Press-

images)

Pelkistys

Kuva10: Kuparia pelkistetään Bolidenin Harjavallan sulatossa (lähellä Poria). Pelkistyksessä käytetään alun

perin suomalaista menetelmää (liekkisulatus), jossa suurin osa tarvittavasta energiasta saadaan rikasteen

reaktiosta hapen kanssa. Menetelmä on käytössä ympäri maailmaa. (kuva: Boliden Press-images)

Kuparirikaste ei ole puhdasta kuparia vaan se sisältää tavallisesti kuparisulfidia ja rautasulfidia. Sulfidit ovat

ioniyhdisteitä. Kupari on siis hapettuneessa muodossa. Kupari pitää pelkistää, eli sille pitää antaa

elektroneja, jotta siitä tulisi metallia. Kilosta rikastetta saatetaan saada jopa 300 g puhdasta kuparia.

Rautaa valmistettaessa rikaste pelkistetään masuunissa (blast furnace). Pelkistys tapahtuu hiilen avulla.

Puhdistus Kuparin tulee olla puhdasta, jotta siitä voitaisiin valmistaa elektroniikan komponentteja. Pelkistetty

raakakupari valetaan anodeiksi. Kupari puhdistetaan eloktrolyyttisesti.

Kuva11: Raakakupari-anodi (vasemmalla) hapetetaan sähkön avulla

kupari(II)-ioniksi. Ioni kulkeutuu teräslevyn pinnalle (oikealla), jossa se

pelkistyy puhtaaksi kupariksi. Kuparianodin alapuolelle kertyy pieniä

määriä kultaa ja hopeaa ”epäpuhtautena”.

Rautaa valmistettaessa epäpuhtautena on usein hiiltä. Liika hiili voidaan

poistaa mellottamalla, eli kuumentamalla rautaa hapen kanssa

laitteessa nimeltä konvertteri.

Sulaton jälkeen Puhdistetuista metalleista voidaan valmistaa tuotteita. Tavallista on valaa metallit harkoiksi, prässätä

levyiksi tai vetää tangoiksi tai langoiksi. Seuraavissa kuvissa on valmiita kaivosteollisuuden tuotteita.

Työllisyysvaikutus Kaivosteollisuus työllistää Suomessa suoraan tuhansia ihmisiä. Työpaikat

sijaitsevat usein Pohjois-Suomessa ja Itä-Suomessa, joissa yleisesti on

pulaa työpaikoista. Kaivosyhtiöt toimivat yleensä kansainvälisesti.

Kaivokset omistaa yksityinen yritys, jonka osakkeita voi hankkia

pörssistä. Kaivosten kannattavuus riippuu metallien

maailmanmarkkinahinnoista.

Kuva16: Kesätyöntekijä Kokkolan sulatolla. (kuva:

Boliden Press-images, Päivi Karjalainen)

Kuva12: Kuparinvalmistuksessa

saadaan sivutuotteena hopeaa. (kuva:

Boliden Press-images)

Kuva13: Kultaharkkoa

leimataan. (kuva:

Boliden Press-images)

Kuva14: Sinkkiharkkoja. (kuva:

Boliden Press-images)

Kuva15: Lyijyä. (kuva:

Boliden Press-images)