Et NTNU-drevet forskningsprosjekt har undersøkt hvordan Verdalskalk AS kan bedre forstå forekomsten sin og øke produktiviteten ved dagbruddet.
Aleksandra Lang, Jonas Dombrowsky, Camilo Silva, Kurt Aasly og Steinar Ellefmo. PhD-stipendiat Veena Vezhapparambu var ikke tilstede. Foto: Ronny Setså
Det er ikke vanskelig å få øye på Verdalskalk AS sitt dagbrudd i Tromsdalen i Verdal. Den hvite, skinnende gropen i dalen indikerer at bergarten det drives på er kalkstein.
Forekomsten er blant Europas reneste (over 98,5 prosent CaCO3) og mektigste (Norges geologiske undersøkelse har vurdert total forekomst til 7,5 milliarder tonn).
De siste årene har selskapet, som i hovedsak eies av Franzefoss Bruk AS, samarbeidet med forskere fra NTNU for å undersøke hvordan selskapet kan se forekomsten og produksjonsmetodene i nytt lys. Dette blir gjort ved hjelp av konseptet geometallurgi.
Geometallurgi går kort fortalt ut på å kombinere geologisk informasjon med informasjonen om nedstrøms prosesser for å kunne si noe om kvaliteten på det ferdige produktet.
Tradisjonelt har et mineralselskap primært fokusert på gehalten/renheten i ressursen, altså hvor stor andel metaller eller mineraler malmen inneholder.
Men det er langt flere faktorer som spiller inn når det kommer til sluttproduktet, for eksempel mineralogi, kornstørrelse, hardhet, tilstedeværelse av mikrosprekker og termisk eller mekanisk styrke.
Forskningen har blitt gjennomført gjennom prosjektet InRec (Increased Recovery in the Norwegian Mining Industry by Implementing the Geometallurgical concept) som har blitt ledet av Steinar Ellefmo, førsteamanuensis ved Institutt for geovitenskap og petroleum ved NTNU.
InRec har hatt et budsjett på ca. 12 millioner kroner, der størstedelen har blitt finansiert av Norges forskningsråd. Tre mineralbedrifter, inkludert Verdalskalk, har også bidratt med midler og kompetanse.
Hardhet viktig egenskap
Fra NTNU er det PhD-stipendiat Aleksandra Lang som har gjort detaljerte undersøkelser av forekomsten og driften i Tromsdalen.
Under et avslutningsseminar for prosjektet i slutten av april, presenterte Lang sine viktigste funn som kan få betydning for Verdalskalks fremtidige drift.
– Verdalskalk har kategorisert sin kalksteinsforekomst basert på kvaliteter. Mine undersøkelser viser at de to typene bergarter som faller inn under den høyeste kvaliteten har tydelige og forskjellige egenskaper som blant annet kornstørrelser og andel av urenheter som påvirker hvordan de oppfører seg under brenning, forklarte Lang.
De to typene bør kategoriseres forskjellig og selskapet kan vurdere å bruke ulike grenseverdier for å optimalisere produksjonen. Lang har demonstrert at bergartene kan skilles fra hverandre for eksempel ved å måle overflatehardheten (surface hardness). Til formålet benyttet hun et håndholdt verktøy kalt Equotip.
Dagbruddet i Tromsdalen. Foto: Verdalskalk AS / Franzefoss Minerals AS
Lettfattelig oversikt
Stipendiaten hadde også som mål å definere og utarbeide en metode for informasjonsflyt – fra råstoffet i bakken, via prosessering og til det ferdige produktet – basert på det geometallurgiske konsept der geologiske egenskaper er viktige deler i maskineriet.
– Vi brukte en metode kalt IDEF0 for dette formålet. IDEF0 er kort fortalt en løsning for å modellere inndata, utdata, prosesser og styrende og støttende elementer fremstilt i et flytdiagram.
Lang viste en illustrasjonsskisse av konseptet der diagrammet starter med en forekomst. Deretter iverksettes en sprengning, som gir sprengt masse som utdata. Den sprengte massen transporteres så til en ovn (kiln) som gir et eksportprodukt.
– Deretter kan vi bygge ut flytskjemaet ved å for eksempel legge til at den sprengte massen skal prøvetas og analyseres før den går til brenning, forklarte Lang.
– Målet er å lage et systematisk skjema som er lett å forstå og kommunisere. Vi har presentert et utkast som bedriften kan jobbe videre på.
Resultert i ny kunnskap
– Forskningen har resultert i ny kunnskap om forekomsten vår, og variasjonene av de ulike typene kalkstein. Vi har lært mye, fremholdt Håkon Mork, plan- og ressurssjef i Franzefoss-konsernet under seminaret.
Ifølge Mork gjenstår det å se hvordan og i hvilken grad resultatene blir implementert i driften i Tromsdalen.
– Det er svært mange parametre som spiller inn i produksjonseffektiviteten og kvaliteten av de ferdige produktene. Det er fortsatt en utfordring å ha kontroll på hvilke variable som er av betydning og i hvor stor grad.
Av konkrete tiltak, nevnte Mork blant annet at Verdalskalk vil undersøke hardheten til bergarter som er klare for sprenging, for så å se hvordan de reagerer under brenning og om det kan påvises en klar sammenheng.
Om hardhet viser seg å bli en anvendbar egenskap, vil selskapet også se om de kan kartlegge den under produksjonsboring gjennom innsamling og bearbeiding av såkalte MWD-data, measurement while drilling.
– Vi skal videre vurdere grenseverdiene våre og karakteriseringene av de ulike typene kalkstein. Uavhengig hva vi ender opp med av et eventuelt fremtidig klassifiseringssystem, er det viktig for oss at vi kan skille bergartene visuelt i dagbruddet, avsluttet Håkon Mork.
Kalksteinsforekomsten brukes blant annet til produksjon av brentkalk til en rekke formål innen industri, landbruk, næringsmiddel, vann- og avløpsrensing, byggevarer med mer. Verdalskalk jobber i dag med en utvidelse av kalkbruddet.
InRec-prosjektet har blitt utført av Ellefmo og førsteamanuensis Kurt Aasly, samt tre stipendiater og tre mineralbedrifter.
