Himoittua litiumia suomalaisesta kallioperästä
17.01.2012
Tablettitietokoneiden, älypuhelimien ja muiden kannettavien laitteiden suosio on kasvanut räjähdysmäisesti viime vuosina. Samalla on kasvanut myös litiumin tarve, sillä sitä tarvitaan laitteiden akuissa. Lähitulevaisuudessa himoittua metallia louhitaan myös Suomesta, kertoo tutkijatohtori Sari Lukkari Helsingin yliopistosta.
Litium on monipuolinen, kevyt, reaktiivinen ja kestävä metalli. Erilaisten akkujen lisäksi sitä käytetään myös muun muassa lentokoneiden valmistuksessa ja pinnoiteteollisuudessa.
Suurin osa maailman tunnetuista litiumvarannoista sijaitsee Etelä-Amerikassa, erityisesti Boliviassa ja Chilessä. Suomesta on muodostumassa litiumin eurooppalainen suurvalta. Norjalaisen Nording Mining -kaivosyhtiön suomalaisella tytäryhtiöllä Keliber Oy:llä on Keski-Pohjanmaalla, Ullavan Läntässä yksi Euroopan suurimmista litiumesiintymistä. Keliber Oy arvioi litiumvarantojen olevan yli kolme miljoonaa tonnia, josta on hyödynnettävissä lähes kaksi miljoonaa tonnia – riittävästi kymmeneksi vuodeksi.
Litium on harvassa paikassa rikastunut niin, että sen hyödyntäminen kannattaa. Suurin osa maailman litiumista saadaan suolajärvistä ja -aavikoista. Suomalaisessa kallioperässä litium on rikastunut karkearakeisiin pegmatiiteiksi kutsuttuihin juonikiviin. Suolajärvien litium on suoloina, mutta spodumeenista litium liuotetaan natriumkarbonaattiliuotusmenetelmällä, jolloin saadaan erikoispuhdasta litiumkarbonaattia. Litiuminkarbonaatin valmistaminen spodumeenista on työlästä, mutta tuloksena on huomattavasti puhtaampi tuote, kuin suolajärvistä saatavat litiumsuolat.
Monipuolista litiumtutkimusta
Lukkari on Suomen Akatemian tutkijatohtorihankkeessaan tutkinut Kokkolan litiumlöydön geologiaa ja kehittänyt yhdessä muun muassa Oulun ja Hannoverin yliopistojen tutkijoiden kanssa mallia, jolla malmi löydettäisiin ja saataisiin hyötykäyttöön mahdollisimman kustannustehokkaasti. Mallin tavoitteena on kohdentaa malmin etsintä ja louhinta mahdollisimman tarkasti malmiesiintymään.
”Työ on vielä kesken. Kenttätutkimusten, geokemiallisten ja petrografisten tutkimusten lisäksi tutkimme litiumesiintymien geologiaa ja syntyä kiteyttämiskokeiden avulla. Vertaamalla synteettisesti tehtyä kiveä luonnonkiveen saadaan esiintymän syntyolosuhteista arvokasta tietoa, jota voidaan hyödyntää malmin etsinnässä”, Lukkari kertoo.
Maastossa viuhkamaisesti olevien lohkareiden avulla voidaan paikantaa maapeitteen alla oleva pegmatiittijuoni. Jääkausi on louhinut ja kuljettanut pegmatiittilohkareita maastossa ja ne muodostavat usein viuhkamaisia rakenteita. Lohkareviuhkan terävä pää on usein hyvin lähellä maan alla piilossa olevaa pegmatiittijuonta. Tieto helpottaa maaperän kairauksen kohdentamista mahdollisimman tarkasti.
Myös malmin sisältä etsitään kannattavimpien louhintapaikkojen etsintää tukevia tietoja.
”Litiumia sisältävä spodumeeni on luonnossa α-spodumeenimuodossa, josta litium ei liukene edes vahvoihin mineraalihappoihin. Se täytyy muuttaa 950–1000 asteen lämpötilassa β-spodumeenimuotoon, jotta litium saadaan ulos spodumeenin hilasta. Spodumeenit muuttavat muotoaan hieman eri lämpötiloissa ja prosessissa tarvitaan paljon lämpöenergiaa. Olemme tutkineet muodonmuutoslämpötiloihin liittyviä syitä. Alustavien tutkimusten mukaan korkeampi rautapitoisuus spodumeenissa on syynä alhaisempaan muodonmuutoslämpötilaan, mutta lämpötilan vaihteluväli on kapea. Tulokset auttavat suuntaamaan malmin käyttöönottoa rautarikkaamman spodumeenin alueelle. Kapea vaihteluväli muodonmuutoslämpötilassa on edullinen teollisen prosessin ohjauksen kannalta.”
Varsin vihreää energiaa luvassa
Pohjanmaan litiumlöydös ei ole mikään uusi asia, sillä esiintymä on tunnettu jo 1960-luvulta lähtien. Suomen Minerali Oy / Paraisten Kalkkivuori Oy kairasi 60-luvulla esiintymän valmiiksi kaivostoimintaa varten ja teki tarvittavat rikastus- ja jalostusprosessitutkimukset toiminnan käynnistämiseksi. Tuotantotoimintaa ei kuitenkaan tuolloin aloitettu epäsuotuisan markkinatilanteen vuoksi. Norjalainen Nordic Mining ja sen tytäryhtiö Keliber tekevät parhaillaan alueella lisäselvityksiä louhimisen aloittamiseksi parin vuoden sisällä.
Louhiminen toteutetaan avolouhintana. Mitään suuria ympäristöriskejä ei ole luvassa.
”Litium on tarkoitus erottaa mineraalista edullisesti ja ympäristöystävällisesti maatalouden ja turkistarhojen lietteestä tehdyn biokaasun voimalla. Louhoksesta sivutuotteina saatavia raaka-aineita analsiimia, tantalumia ja kvartsi-maasälpäseosta voidaan myös hyödyntää muun muassa keramiikka- ja elektroniikkateollisuudessa. Kivimurskaa käytetään tienrakennusmateriaalina ja louhoksen täyttämisessä myöhemmässä vaiheessa.”
Lisätietoja:
Sari Lukkari kertoi tutkimuksestaan Suomen Akatemian Tiedekahvilassa Tekniikan päivillä 14.1.2012. Videotallenne on katsottavissa osoitteessa: www.tekniikanpaivat.fi
Teksti: Risto Alatarvas
Kuvat: Eero Kuronen ja Pixmac.fi
