Guldläge för grot

Guldläge för grot

Biprodukter från skogsbruket funkar även för att anrika mineral. Boliden Mineral och Luleå tekniska universitet undersöker nu i samarbete med Sveaskog möjligheten att ersätta vissa av gruvindustrins processkemikalier med miljövänligt lignin.

Nyheter | 2018-11-28

Vi befinner oss i höjd med norra Polcirkeln, strax utanför Gällivare i Norrbotten. Här dominerar Aitik med sina gigantiska maskiner både landskapet och de 700 anställdas tillvaro. Detta dagbrott är Sveriges största koppargruva, men också en av världens mest effektiva gruvor. Här produceras varje år 40 miljoner ton malm, som förädlas till koppar, guld och silver. 

– Trots den relativt låga kopparhalten på 0,25 procent sticker ofta Aitikgruvan ut som lönsammast i rapporterna, berättar Anders Sand, som är senior utvecklingsingenjör och forskningskoordinator på Boliden Mineral. Vid anrikningsverket som byggdes 2010 gjorde man nämligen redan från början allt för att effektivisera processen. 

Malmen anrikas med kemikalier 

När den brutna malmen krossats skickas den vidare till anrikningsverket några kilometer bort, där den mals ner riktigt, riktigt fint – här är det frågan om några tiotals mikrometer. För att man ska kunna ta tillvara kopparn måste den gå igenom en kombinerad kemisk och fysisk process, så kallad flotation, som sker i stora tankar. Vid denna process använder man en typ av kemikalier, xantater, som gör att kopparpartiklarna stiger uppåt genom att de fäster vid luftbubblor. Processen upprepas i flera steg tills man har fått ut ungefär 90 procent av kopparn med en halt på närmare 25 procent, och kan skicka produkten vidare till smältverk vid kusten.

Men det finns problem. Fel använda kan nämligen xantaterna ge negativa miljö- och hälsokonsekvenser, och även om Boliden har ett slutet system som innebär att människor normalt sett inte ska komma i kontakt med dem, så finns ändå risker. Därför är det intressant att hitta alternativ till xantaterna.

– Xantaterna är hittills svårslagna när det gäller funktion, och det har varit svårt att hitta något som funkar bättre, men vi letar hela tiden, säger Anders Sand. Det skulle också vara en fördel att kunna använda svensk råvara och inte vara beroende av Kina, där de flesta xantater produceras. Ett annat problem är att xantaten kan vara av varierande kvalitet.

Lignin - ett miljövänligt alternativ

Luleå tekniska universitet pågår arbete med att leta nya användningsområden till ämnen som kan utvinnas ur skogens beståndsdelar: cellulosa, hemicellulosa och lignin. Lignin är en biprodukt som hittills inte haft så många användningsområden, men Ulrika Rova, professor på LTU inom biokemisk processteknik, tog kontakt med Boliden och Sveaskog. Ville de vara med och undersöka möjligheten att använda lignin istället för de traditionella xantaterna i anrikningsprocessen? Resultatet blev en Vinnova-finansierad förstudie, ”Lignoflot”.

– Huvudsyftet med vår forskning på LTU är att göra så miljövänliga och resurseffektiva produkter som möjligt, förklarar Ulrika Rova. Vi har utvecklat en unik anläggning där man kan förbehandla biomassa och få fram lignin som en separat fraktion, som ska kunna användas för att ersätta xantaterna.

Råvaran till denna så kallade organosolv­reaktor levereras av Sveaskog.

– Vi är ju intresserade av att utveckla nya användningsområden för vår råvara, säger Ann-Britt Edfast, forsknings- och utvecklingschef. I detta fall handlar det framför allt om grot, alltså grenar och trädtoppar. 

Positiva resultat i försök 

Försöken i studien har hittills visat på mycket goda resultat, men om lignin ska kunna ersätta xantaterna behöver det göras ännu mer effektivt. Eftersom fraktionerna behöver göras ännu mindre planerar man att ta fram små, små nanopartiklar av lignin. Deras egenskaper ska analyseras och sedan modifieras för att användas som reagens. 

– Det finns många parametrar som går att utveckla, säger Ulrika. Vi är bara i förstadiet ännu, men vi är väldigt optimistiska. Innan projekttiden är slut kommer vi att veta om det går att ersätta xantaten, och i så fall kan vi gå vidare med en ny studie i full skala.

Vad man vet i dagsläget är de ligninbaserade nanopartiklarna inte farliga, men detta måste också verifieras. Det är även viktigt att processen går att göra kostnadseffektiv och i tillräckligt stora kvantiteter. Förutom råvaru­leverantören Sveaskog och slutanvändaren Boliden Mineral finns därför kemikalietillverkaren Akzo Nobel med i referensgruppen.

– Ett positivt resultat skulle innebära nya, bra affärsmöjligheter för Sveaskog samtidigt som vi är med och utvecklar en grön miljövänlig produkt, avslutar Ann-Britt Edfast.

 Läs mer i Forum Sveaskog nr 3 2018

FÖr mer information

Ann-Britt Edfast

Ann-Britt Edfast

FoU-chef

Fakta

  • Anrikning
    innebär att man separerar beståndsdelarna i bruten malm för att kunna öka koncentrationen av det ämne man vill åt. Produkten man får fram, koncentratet, skickas sedan vidare till ett smältverk där det slutligen renas helt.
  • Flotation
    kallas den process som Boliden använder för anrikning av koppar. Man utnyttjar att kopparpartiklarna man vill utvinna kan göras hydrofoba, dvs. vattenfrånstötande. För att kunna separera ut dem tillsätter man xantat, som kopplar en molekylsvans till mineralet. Dessa svansar fastnar sedan vid luftbubblor som stiger uppåt. Ett skum håller fast partiklarna tills de rinner ut i en ränna. De mineral man inte vill ha sjunker till botten och tas ut ur processen som anrikningssand. Processen görs flera gånger och kopparpartiklar som inte hittat en luftbubbla får en ny chans i nästa flotationstank.
  • Lignoflot
    är en statligt finansierad förstudie med syfte att ersätta eller komplettera xantater i gruvindustrin med miljövänligt lignin från svensk skog.