Nanoselluloosasta tehokas apu kaivosten prosessivesien puhdistukseen

Rautapitoista kaivoksen prosessivettä vasemmalla, keskellä nanosellusta tehtyä geeliä ja oikealla geeliä, joka on reagoinut vasemmalla olevan prosessiveden kanssa. Kuva: Helsingin yliopisto

Yhteystiedot

  • Tutkija Salla Venäläinen, sähköp. salla.venalainen(at)helsinki.fi, puh. 040 755 2135

Puusta tehty nanoselluloosa pidättää tehokkaasti metalli- ja sulfaatti-ioneja, joita esiintyy metallikaivosten prosessivesissä ja joiden poistaminen muulla keinoin on hankalaa.

Tavallisesti happamat ja runsaasti liukoisia metalleja ja sulfaattia sisältävät prosessivedet käsitellään emäksisillä kemikaaleilla, kuten kalkkikivijohdannaisilla ja natriumhydroksidilla. Erittäin liukoiset natrium- ja sulfaatti-ionit eivät kuitenkaan saostu tällä tavoin, vaan ne päätyvät kaivosten ylijäämävesien mukana vesistöihin, mikä voi aiheuttaa vesistöjen suolaantumista.

”Sisävesien suolaantuminen on yksi vaikeimmin ratkaistavissa olevista kaivostoiminnan ja energiatuotannon aiheuttamista ympäristöongelmista”, sanoo tutkija Salla Venäläinen Helsingin yliopistosta.

Venäläinen kollegoineen on tutkinut metsäteollisuuden valmistamasta nanoselluloosasta tehdyn geelin soveltuvuutta teollisten prosessivesien sisältämien haitta-aineiden sitomiseen. Tulosten perusteella geeli sopii erityisen hyvin kaivosten prosessivesien esipuhdistukseen.

Laboratoriokokeissa kolmiportainen käsittely geelillä alensi happaman prosessiveden metalli- ja sulfaattipitoisuutta jopa lähes kolme neljäsosaa geelin annostuksesta riippuen. Loppuneutraloidusta prosessivedestä puolestaan saatiin poistetuksi natriumia enimmillään hieman yli kaksi kolmasosaa ja sulfaattia neljä viidesosaa. Tulos parani, kun geelistä tehtiin löysempää laimentamalla sitä vedellä.

Venäläisen mukaan pidätysteho on merkittävä, sillä tutkittujen prosessivesien kokonaismetalli- ja sulfaattipitoisuudet olivat alun perin hyvin korkeita. Käytettyjen geelien koostumuksesta yli 98 prosenttia oli vettä.

Geelin sisältämien nanokuitujen kemiallisia ominaisuuksia voidaan muuttaa sen mukaan, millaisia aineita niiden halutaan sitovan. Ihannetapauksessa aineet voitaisiin jälkikäteen myös vapauttaa geelistä ja kierrättää takaisin teollisiin tarpeisiin.

Nanoselluloosan käyttöä vesienkäsittelyssä on testattu Sotkamossa sijaitsevan Terrafamen kaivoksen prosessivesillä. Tutkimuksessa malliaineina käytettyjä prosessivesiä ei lasketa luontoon sellaisenaan. Hankkeessa käytetyn UPM Biofibrils -nanosellun toimitti UPM.

Palaute