Esittelyssä tutkimusteema 2: Älykkäitä mineraalivarantojen kehittämisen menetelmiä kriittisille raaka-aineille

More than a Mine -ohjelman ensimmäisessä tutkimus- ja kehitysteemassa kehitetään uusia tapoja kriittisten raaka-aineiden tutkimiseen tukemaan kaivostoiminnan päätöksentekoa.

Soklin päägeologi ja teeman vetäjä Mikko Numminen kertoo, miksi laadukas näytteenotto, kehittynyt analytiikka ja uudenlaiset mallinnusmenetelmät ovat ratkaisevia Soklin poikkeuksellisen esiintymän hyödyntämisessä.

Soklin noin 365 miljoonaa vuotta vanha karbonatiittiesiintymä Suomen Lapissa on maailman mittakaavassa ainutlaatuinen. Se sisältää fosfaatin ja raudan lisäksi mm. harvinaisiamaametalleja, mangaania, vermikuliittia ja niobiumia. Näiden hyödyntämiskelpoisuutta esimerkiksi akkuteollisuuden käyttöön halutaan nyt tarkastella. Esiintymä on erityisen kiinnostava mutta myös rakenteeltaan haastava kallioperän rapautuneen osan eli lateriitin vuoksi.

Mikko kertoo, että kallioperän rapautumisen aikaan alue sijaitsi päiväntasaajan seudulla. Pitkä prosessi rikasti alkuaineita, mutta samalla sekoitti esiintymän rakennetta. Nyt geologien tehtävänä on selvittää, mitä maan alla tarkalleen on ja miten mineraalivaroja voidaan arvioida luotettavasti.

Laadukas näyte on kaiken perusta

Rapautuneessa ja pehmeässä maaperässä sijaitsevan esiintymän yksi suurimmista haasteista on edustavan ja mahdollisimman häiriöttömän näytteen saaminen. Timanttikairaus tuottaa laadukkaan näytteen kovassa kalliossa, mutta Soklin olosuhteet vaativat toisenlaisia ratkaisuja.

Mikko Nummisen vetämässä teemassa etsitään uusia käyttötapoja jo olemassa oleville menetelmille kuten tärinään perustuvalle Sonic-menetelmälle ja käänteiselle kiertoporaukselle (RC, Reverse circulation drilling). Sonic-menetelmää hyödynnetään muualla Euroopassa esimerkiksi pohjatutkimuksissa, kun taas RC-menetelmää puolestaan käytetään tavallisesti kovassa kalliossa. Soklin hankkeessa menetelmiä halutaan soveltaa pehmeämmän aineksen poraamiseen ja mahdollisimman edustavan näytteen saamiseen.

Tekniikan lisäksi ratkaistavana ovat käytännön olosuhteet: porauskaluston on pystyttävä liikkumaan suomalaisissa metsissä ja haastavassa maastossa. Pehmeä kerros voi olla kymmeniä metrejä paksu, joten kairaus ulottuu sen läpi kallioon asti.

Nopeampaa analytiikkaa ja tarkempaa 3D-mallinnusta

Näytteenoton jälkeen on selvitettävä tehokkaasti, mitä näyte sisältää. Laboratorioanalytiikka on tähän asti ollut haastavaa, joten tässä tutkimusteemassa kehitetään myös analyysimenetelmiä.

Laadukas näyte ja luotettava analytiikka muodostavat perustan esiintymän mallinnukselle. Soklin esiintymän geologinen jatkuvuus poikkeaa tavanomaisista esiintymistä, minkä vuoksi perinteiset mallinnustavat eivät yksin riitä. Tavoitteena on rakentaa esiintymästä mahdollisimman tarkka kolmiulotteinen kuva päätöksenteon tueksi.

Uusia ratkaisuja etsitään muun muassa luokittelusta ja tekoälystä. Mallinnuksen kehittämiseen kaivataan myös uusia kumppaneita ja tuoreita näkökulmia.

Kehitystyötä tehdään yhdessä projektin kumppaneiden kanssa

Sokli vastaa pääosin geologisesta mallinnuksesta, mutta analytiikkaa ja menetelmäkehitystä tehdään yhdessä muiden toimijoiden kanssa. Mukana yhteistyössä ovat muun muassa Sonic-menetelmää kehittävä Taratest, RC-näytteenottoon osaamista tuo Arctic Drilling Company ja laboratorioanalytiikkaan osallistuu CRS Laboratories.

Näytteenotto- ja analytiikkamenetelmien kehitys on jo hyvässä vauhdissa. Seuraavaksi yhteistyöverkostoa halutaan vahvistaa erityisesti mallinnuksen alueella. Ratkaisuja ja kokemuksia etsitään myös maailmalta ja vertailukohtia löytyy esimerkiksi Australiasta ja Brasiliasta, joissa esiintyy samankaltaisia geologisia muodostumia. Paikalliset olosuhteet eroavat Suomesta, mutta niiden tutkimuksesta voidaan saada arvokkaita oppeja materiaalien käyttäytymisestä ja louhinnasta.

Tutkimustieto ohjaa tulevia päätöksiä

Teeman työ etenee tiukassa aikataulussa. Kairausohjelman tiedot tarvitaan seuraavaa työvaihetta varten, joten mallinnusten on tarkoitus valmistua alkuvuonna 2028. Tulosten pohjalta voidaan arvioida esiintymän hyödynnettävyyttä ja tehdä toiminnan jatkoa koskevia päätöksiä.

Tarkka tieto raaka-aineesta palvelee koko arvoketjua. Se tukee geologista suunnittelua ja louhintaa, mutta on olennaista myös rikastusprosessin optimoinnissa. Alkuaine- ja mineraalipitoisuuksien lisäksi on ymmärrettävä materiaalin muut ominaisuudet ja käyttäytyminen.

Mikon vetämä More than a Mine -projektin teema yhdistää geologisen osaamisen, uuden teknologian ja kumppaniverkoston. Tavoitteena on luoda menetelmiä, joiden avulla Soklin ainutlaatuista esiintymää voidaan tutkia entistä luotettavammin ja tulevaisuuden päätökset perustaa korkealaatuiseen tietoon.

More than a Mine rakentuu kumppanuudelle. Jos haluat olla mukana kehittämässä huipputeknologioita ja turvaamassa Euroopan raaka-ainetulevaisuutta, ota meihin yhteyttä.

Teo Lehto
kehityspäällikkö, More than a Mine -hanke
teo.lehto@mineralsgroup.fi
+358 40 578 8184

Jani Adolfsson-Tallqvist
liiketoiminnan kehityspäällikkö
jani.adolfsson@mineralsgroup.fi
+358 40 821 7156

Lue lisää Soklin More than a Mine -hankesivuilta

Seuraa More than a Mine -hanketta LinkedInissä