Happaman kaivosvaluman ennustaminen mineralogian avulla
Kaivoksilta peräisin olevat happamat ja metallipitoiset vedet ovat yksi kaivannaisteollisuuden suurimmista haasteista. Geologian tutkimuskeskuksessa (GTK) tehdyn tutkimuksen mukaan mahdollisuuksia happaman kaivosvaluman muodostumiseen voidaan arvioida kiviaineksen mineraalikoostumuksen perusteella.
Happamien ja metallipitoisten vesien synty liittyy erityisesti sulfideja sisältävien esiintymien hyödyntämiseen ja kaivannaisjätteiden, kuten sivukivien ja rikastushiekkojen, läjittämiseen. Jotkin sulfidit, kuten yleisesti esiintyvät rikkikiisu (FeS2) ja magneettikiisu (Fe(1-x)S), hapettuvat herkästi altistuttuaan ilmakehän olosuhteille. Hapettumisen seurauksena syntyy rikkihappoa, joka kiihdyttää myös muiden mineraalien rapautumista. Hapanta kaivosvalumaa ei välttämättä muodostu, jos kiviaines sisältää tarpeeksi happoa neutraloivia mineraaleja, erityisesti karbonaatteja kuten kalsiittia ja dolomiittia.
Koska happamilla kaivosvesillä on merkittävä rooli kaivosten ympäristövaikutuksiin liittyen, on vesien happamoitumisen ennustaminen tärkeää. Veden laatu pitää arvioida jo ennen varsinaisen kaivostoiminnan käynnistymistä, jotta esimerkiksi kaivannaisjätealueiden rakenteet ja vedenpuhdistusmenetelmät voidaan suunnitella oikein.
Kiviaineksen haponmuodostuskyvyn arvioimiseksi on kehitetty erilaisia laboratoriossa tehtäviä analyysejä. Yleisimmin käytetty menetelmä on ns. ABA-testi. ABA-testissä näytteen haponmuodostuspotentiaali lasketaan rikkipitoisuuden perusteella, ja sitä verrataan titraamalla laskettuun neutralointipotentiaaliin; jos hapontuottopotentiaali on suurempi kuin neutralointipotentiaali, on kiviaines todennäköisesti happoa tuottavaa.
Laboratoriotestit voivat kuitenkin olla epätarkkoja. Esimerkiksi hapontuottopotentiaali voidaan arvioida liian suureksi, jos näyte sisältää sulfidien sijaan muita rikkipitoisia mineraaleja, jotka eivät tuota happoa. Neutralointipotentiaali voidaan arvioida liian pieneksi, jos karbonaatteja hitaammin liukenevat neutralointikykyä omaavat silikaattimineraalit eivät ehdi reagoimaan lyhyen testin aikana.
GTK:n tutkimuksessa sivukivikasoista kerättyjen kivinäytteiden hapontuottokykyä arvioitiin erilaisilla menetelmillä, ja tuloksia verrattiin sivukivikasojen suotovesien laatuun. Tulosten perusteella kiviaineksen hapontuottokyvyn voi määrittää myös mineraalikoostumukseen perustuvalla laskulla. Mineraloginen menetelmä näyttää olevan vähintään yhtä tehokas, kuin perinteiset laboratorioanalyysit. Ylimääräisiä laboratorioanalyysejä ei siis välttämättä tarvita, jos kiviaineksesta on olemassa riittävästi mineralogista tietoa.
