Kan forurenset gruveavfall bli en ressurs?

1 hour ago 2

Denne artikkelen er produsert og finansiert av NTNU - les mer.

Avrenning fra gruvedriften går ut i elva Folla. Kan vi kanskje dra nytte av forurensningen isteden? (Foto: DMF)

Driften er lagt ned for lenge siden, men metaller lekker fra gamle gruver og ut i elva. Forskere ser på om vi kan utvinne og bruke metallene isteden.

Hvert år lekker i gjennomsnitt 9 tonn kobber, 6 tonn sink, 130 tonn jern og 580 tonn sulfater ut i elva Folla. Metallene kommer fra de gamle Folldal gruver i Innlandet.

Nå skal staten rydde opp i gamle miljøsynder. Men må vi bare stanse avrenningen av metaller, eller kan vi kanskje utvinne dem isteden? Forskere har sett på saken.

– Vi ville se hvilken metode som er best for å stanse avrenningen, men også om vi kunne utvinne metallene på en økonomisk lønnsom måte.

Det sier forsker Sulalit Bandyopadhyay ved Institutt for kjemisk prosessteknologi på NTNU.

Initiativet til forskningsprosjektet kom fra Direktoratet for mineralforvaltning (DMF). De valgte NTNU IKP som partner. Staten eier flere slike tidligere gruver.

Deponere eller bruke?

Elva Folla går gjennom Folldal og Alvdal kommuner i Innlandet fylke. Folldal gruver stengte i 1993 etter å ha vært i drift i nesten 250 år. Men spor etter gruvedriften er fortsatt tydelige flere steder.

Metaller lekker fra både fra gruvene selv og fra den oppmalte steinen som ble igjen da mesteparten av kobberet, sinken og svovelet var utvunnet.

Restene fra gruvedriften inneholder store mengder sulfidmineraler. Avrenning oppstår fordi vann og oksygen reagerer med disse restene. Denne avrenningen er svært sur, med en pH på mellom 2 og 3. Dette i seg selv utløser metaller, som forurenser både overflatevannet i Folldal og elva Folla.

Slike problemer er kjent fra flere gruver med drift av sulfidmalmer. Blant dem som har forurenset mest, er Løkken, Folldal og Sulitjelma.

Miljødirektoratet ønsker at påvirkede vannforekomster skal få god kjemisk og økologisk tilstand. Metoder og tiltak må velges fra dette. Til sist er valget også et spørsmål og kostnad, tilgjengelighet og HMS.

En vanlig metode for å stanse slik avrenning er å tilsette et basisk stoff som binder metallene i hydroksider. Metoden gjør samtidig det forurensede vannet om til slam. Dette slammet kan deretter tørkes og deponeres på et sikkert sted med minimal risiko for lekkasjer.

Men metaller er jo verdifulle: Kanskje kan vi bruke dem isteden? Forskerne ville i hvert fall prøve.

Kalk er best for deponering

– Vi undersøkte hvilken base som er mest effektiv for å gjøre det forurensede vannet om til slam som kan deponeres, sier Bandyophadyay.

Alternativene var kalk (kalsiumhydroksid) eller kaustisk soda (natriumhydroksid).

– Resultatene tyder på at kalk er det beste å bruke i denne sammenhengen. Kalk fjerner blant annet også sulfater fra vannet. Det gjør ikke den kaustiske sodaen. Vannet og slammet blir altså renere av det, sier senioringeniør Rita Øyen ved Direktoratet for mineralforvaltning (DMF).

– Dette slammet kan deponeres i hulrom i fjell. Det er en sikker metode som brukes andre steder, og slammet lekker ikke ut, sier Bandyopadhyay.

Øyen forklarer at de også kan deponere slikt slam i vannbasseng eller avvanne slammet til tørre filterkaker. Deretter kan de deponere dem tørt på godkjente deponimottak hvor filterkakene blir dekket over.

Å gjøre vannet om til slam, og deretter deponere, er vel og bra. I hvert fall som en midlertidig løsning. Men vannet inneholder altså både jern, sink, kobber, nikkel og aluminium i tillegg til mindre mengder av andre metaller.

Går det ikke an å få tak i disse på en økonomisk forsvarlig måte?

Lite i forhold til innsatsen

Bandyopadhyay forklarer at hovedproblemet er at det er lite metall å hente ut av massene i forhold til innsatsen.

– 70 til 80 prosent av det forurensede vannet er ikke økonomisk interessant for noen, sier han.

Bare mellom 5 og 15 prosent av det forurensede vannet er metaller som er verdifulle nok og kan brukes til noe av noen. Men om mengdene blir store nok, og det blir billig nok å få tak i dem, kan det kanskje lønne seg likevel.

– Men det er for tungvint å hente ut disse metallene når vannet først er gjort om til slam, konstaterer forskeren.

Slammet må nemlig tilsettes syre igjen for å bli til en løsning som metallene kan hentes ut fra.

– Om vi skal gjøre dette, må vi derfor hente ut metallene fra avgangsvannet først. Så gjør vi vannet om til slam etterpå, sier han.

Ulike metaller krever ulike metoder

For å få ut ulike metaller må vi bruke ulike metoder. For å få ut jern må vi for eksempel gjøre avgangsvannet mindre surt.

Andre metaller kan ekspertene utvinne ved hjelp av såkalt ionebytte og løsemiddelekstraksjon.

Teknisk mulig er det altså. Men er det nok?

Kan bli lønnsomt med større masser

– Nei. Som det er nå, er det ikke mulig å gjøre dette på en lønnsom måte, sier Bandyopadhyay.

Det er rett og slett for dyrt å hente ut metallene i dette tilfellet. Derfor blir nok massene deponert isteden. Men: Alt håp er ikke ute.

– Om vi har større masser, kan det bli lønnsomt. Men da må vi hente inn masse fra andre steder også, slår han fast.

– DMF ønsker å være en pådriver for at dette skal skje. Vi har flere gruver med tilsvarende utlekking i Norge. Det finnes også andre typer metallholdig avfall. Gjennom samarbeid med andre aktører håper vi at vi i fremtiden kan utnytte forurensningen eller avfallet som den ressursen det egentlig er, sier Ingeborg Solberg, avdelingsdirektør ved DMF.

Dette krever så klart samarbeid mellom flere aktører som har metallholdige masser tilgjengelig.

– På kort sikt må vi altså kvitte oss med massene på den gammeldagse måten. Men vi bør samtidig se på hvordan vi kan løse dette på lang sikt. Flere må snakke sammen. Da kan det å utvinne metaller fra avgangsvannet ikke bare være mulig, men også økonomisk forsvarlig, sier Bandyopadhyay.

Statens nedlagte gruver

Staten eier 15 hjemfalte bergverk gjennom Nærings- og fiskeridepartementet. Grunneier er ansvarlig for forurensning fra egen grunn.
Direktoratet for mineralforvaltning (DMF) har på oppdrag fra departementer tidligere gjennomført flere miljøtiltak på Løkken i Orkland i Trøndelag for å bedre forurensningssituasjonen der. Nå pågår et lignende prosjekt i Folldal i Innlandet.
I tillegg har DMF fått støtte av NSM (Nordic Sustainable Minerals). Disse pengene skal gå til å utforske muligheten for å utvinne kritiske råmaterialer som kobber og sink. Disse metallene finnes i avrenningen fra gruvene i Folldal, Løkken og andre steder.
DMF valgte Folldal som case, og NTNU med Sulalit Bandyopadhyay og hans team ble valgt som partnere.

Referanse:

Ronny Setså: Øyner muligheter i forurenset vann. GEO365, 2024.

Om prosjektet

Arbeidet ble utført på oppdrag av Direktoratet for mineralforvaltning (DMF) av forskningsassistent Muhammad Sarmad Khan og postdoktor Erik Prasetyo. Instituttleder Jens-Petter Andreassen og seniorrådgiver Gro Mogseth bidro.

Dette er en del av Nordic Innovations forskningsprogram Sustainable Minerals, som ligger under Nordisk Ministerråd.