Syanidin tilalle suolaa – kullan talteenotto tehostui neljänneksen uudella myrkyttömällä menetelmällä

Kullalle on kova kysyntä paitsi koruissa, myös elektroniikassa ja avaruusteknologiassa. Monilla keskuspankeilla on yhä hallussaan kultaharkkovarantoja valuuttakurssien muutosten varalta.

Perinteisessä kullan teollisessa tuotannossa käytetään kuitenkin syanidia. Monessa maassa syanidin teollinen käyttö on nykyään jo kielletty ja kaivosteollisuus on jo vuosia odottanut sille skaalautuvaa myrkytöntä vaihtoehtoa.

Ratkaisu saattaa löytyä Aalto-yliopiston tutkijoiden kehittämästä, kloridia ja sähkökemiaa hyödyntävästä talteenottomenetelmästä, jonka uusimmat tulokset julkaistiin juuri arvostetussa Chemical Engineering Journal -tiedelehdessä.

"Kloridi on myrkytön yhdiste, jota löytyy muun muassa natriumkloridista, tuttavallisemmin pöytäsuolasta. Tähän asti kultamalmin kloridiliuotukseen ei kuitenkaan ole ollut menetelmää, jolla myös pienet kultapitoisuudet saataisiin talteen yhtä hyvin kuin syanidiliuoksista", kertoo tohtorikoulutettava Ivan Korolev.

”Me saavutimme kloridin ja uuden menetelmämme avulla jopa 84-prosenttisen kullan talteenottoasteen. Tulos on merkittävä, sillä verrokkikokeessamme, jossa saman malmin käsittelyyn käytettiin perinteiseen tapaan syanidia, kullasta saatiin talteen vain 64 prosenttia.”

Perinteisessä syanidiliuotusprosessissa murskattu kultamalmi kuljetetaan useiden säiliöiden läpi. Sitten kulta otetaan talteen aktiivihiilen tai sinkkipulverin avulla.

Tutkimusryhmän käyttämä menetelmä on nimeltään sähkösaostus-sementaatio (electrodeposition-redox replacement, EDRR). Sen ovat kehittäneet professori Mari Lundström ja yliopistonlehtori Kirsi Yliniemi Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulusta.

EDRR-menetelmässä yhdistyvät parhaat puolet kahdesta menetelmästä. Ensimmäinen niistä on elektrolyysi eli sähkövirran käyttö kullan tai muiden metallien pelkistämiseksi liuoksesta. Toinen on sementointi, jossa liuokseen lisätään muiden metallien hiukkasia, jotta saadaan aikaan sementointireaktio kullan kanssa.

"EDRR-menetelmässä käytetään lyhyitä sähköpulsseja, joiden avulla elektrodin pintaan muodostuu ohuita metallikerroksia, meidän tapauksessamme kuparia, suoraan liuoksesta. Näin saadaan aikaan reaktio, jossa kulta pyrkii korvaamaan kuparin kerros kerrokselta. Menetelmä on energiaa säästävä, eikä siinä tarvita lainkaan ylimääräisiä kemikaaleja”, Korolev kertoo.

Alan yhteistyötä

Tutkimusta tehtiin osana laajempaa EU:n kestävän kehityksen SOCRATES-hanketta, ja se toteutettiin yhteistyössä suomalaisen kaivosteknologiayhtiön Metso Outotecin kanssa. Kokeet tehtiin pääosin yrityksen tutkimuskeskuksessa Porissa, Länsi-Suomessa.

Ivan Korolev kertoo, että talteenottoprosentti oli aluksi noin yhdeksän, mutta pian se kasvoi 25 ja jopa 70 prosenttiin. Välillä talteen saatiin lähes 95 prosenttia kullasta.

Yhteistyö mahdollisti menetelmän kehittämisen niin, että se vastaa paremmin teollisuuskäyttöä. "Kukaan ei ole koskaan tehnyt vastaavaa koetta samassa mittakaavassa kuin me. Osoitimme, että vaikka menetelmämme on yhä uusi, voimme myös teollisuusmittakaavassa jo lähestulkoon saavuttaa samat talteenottomäärät kuin nykyisin käytössä olevilla menetelmillä", hän sanoo.

Korolev on hyvin kiinnostunut hankkeesta myös henkilökohtaisista syistä. Hän on syntynyt siperialaisessa Kemerovon kaivoskaupungissa ja nähnyt varttuessaan sekä teollisuuden hyvät että huonot puolet. Tutkiessaan kaivostekniikkaa – ensin Venäjällä ja sitten useissa eurooppalaisissa yliopistoissa – hän kiinnostui metallurgiasta ja jätemateriaalien talteenotosta. 

"Aiemmilla louhintamenetelmillä jäi aina arvometalleja saamatta talteen. Nyt metallien kysynnän kasvaessa jatkuvasti myös nämä pienet määrät ovat tärkeitä", hän sanoo 

"Uskon, että voimme yhä kasvattaa talteenottoastetta EDRR-teknologian avulla. Kenties emme pääse 100 prosenttiin, mutta uskon, että voimme saavuttaa vähintään 90 prosentin rajan. Olisi hienoa nähdä, että jokin kaivosyhtiö kiinnostuisi tästä teknologiasta ja olisi valmis testaamaan sitä malmin käsittelyssä teollisessa mittakaavassa”