Konseptet geometallurgi kan hjelpe mineralselskapet Sibelco å optimalisere forståelsen og utvinningen av forekomsten sin på Stjernøy i Finnmark.
Fjellet Nabbaren på Stjernøy holder en stor forekomst av nefelinsyenitt. Sibelco har håp om å kunne drive i minst 60 år til. Foto: Sibelco
I fjellet Nabbaren på Stjernøy i Finnmark finner vi en unik forekomst av bergarten nefelinsyenitt. Forekomsten har blitt drevet siden 1960-tallet, både som undergrunnsdrift og som dagbrudd på fjelltoppen.
Det anslås at driften kan vedvare i godt over 60 år til basert på potensielle ressurser og dagens produksjonsrate.
Produktet brukes til ulike formål innen blant annet glass, keramikk og maling.
Siden 2014 har gruveselskapet Sibelco Nordic AS, eid av Sibelco-gruppen, samarbeidet med forskere fra NTNU om hvordan selskapet kan se forekomsten og produksjonsmetodene i nytt lys gjennom en videreutvikling av kvalitetskontrollen i dagbruddet basert på 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 innehar.
Men det er langt flere faktorer som spiller inn når det kommer til sluttproduktet, for eksempel mineralogi, kornstørrelse, hardhet, tilstedeværelse av mikrosprekker, styrke med mer.
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 Sibelco, har også bidratt med midler og kompetanse.
Kurt Aasly, Steinar Ellefmo, Jonas Dombrowsky, Aleksandra Lang og Camilo Silva. PhD-stipendiat Veena Vezhapparambu var ikke tilstede. Foto: Ronny Setså
Ny definisjon av ressursene
Fra malmen brytes i dagbruddet på toppen av fjellet, går det minimum tre uker til den er transportert, oppredet og klar for utskipning ved kaien ved foten av fjellet. God kvalitetskontroll i bruddet er derfor avgjørende for kvaliteten på det endelige produktet.
Doktorgradsstipendiat ved NTNU Camilo Silva har gjort detaljerte undersøkelser i felt og i laboratorium for å kunne forstå sammenhengen mellom egenskapene til malmen og hvordan det påvirker prosesseringen og den endelige utvinningsgraden (concentrate yield).
– Sibelco har definert syv ulike bergartskvaliteter, hvorav fire er klassifisert som gode nok til å gi et godt produkt. Vi har forsøkt å se på forekomsten og prosesseringen i et nytt lys, sa Silva.
Silva presenterte arbeidet og resultatene sine under et avslutningsseminar for prosjektet i slutten av april.
– Ved å se bort fra de fire kvalitetene, og heller klassifisere variasjonene i bergartene basert på relevante egenskaper, kan vi ved hjelp av statistisk analyse komme opp med en bedre måte å definere ressursene i berget, fortalte Silva.
Silva benyttet såkalt cluster-analyse, en statistisk metode der datapunkt som ligger nær hverandre i et mangedimensjonalt rom blir gruppert sammen. Antall dimensjoner er bestemt av antall variabler. Slik kan for eksempel de typene bergarter som gir høyest utvinningsgrad eller som har lavest mengde urenheter slås sammen, uavhengig av geologisk opphav.
– Denne metoden å definere forekomsten på, er fortsatt noe det må jobbes videre med. For eksempel må gruppene defineres og gis en mening (tolkning). I fremtiden kan denne metoden lede til en mer optimal ressursforståelse og –håndtering. I tillegg kan den brukes til prospektering og definering av nye ressurser.
Foto: Sibelco
Har lært mye
– Vi har lært mye om nytteverdien av de ulike metodene – og vi vil bruke resultatene videre for å vurdere mer optimale måter å dele inn forekomsten på til bruk i kvalitetskontrollen, uttalte Roar Sandøy, sjefgeolog i Sibelco Nordic, under seminaret.
Sandøy vurderer Silvas alternative metoder for å klassifisere ressursen i berget på som spennende.
– Vi bruker allerede aspekter av geometallurgi i dag i vår kvalitetskontroll av forekomsten. For å vurdere rågodset gjøres tester på laboratoriet på Stjernøy der en simulerer prosessen som skjer på verket.
– Å videreutvikle dette, blant annet ved å knytte kvalitetssonene mer opp mot mineralogi, og se på alternative måter å klassifisere forekomsten på, gir en enda bedre forståelse av sammenhengen mellom de ulike rågodskvalitetene og det ferdige produktet. Til nå har vi fokusert på geokjemi og utvinningsgrad. Å se om det er mulig å estimere produktkvalitet direkte fra rågodsets egenskaper, uten å gå veien om en laboratoriesimulering av oppredningsprosessen, er noe vi kommer til å jobbe videre med.
Nefelinsyenitt er en magmatisk, middels til grovkornet bergart som hovedsakelig består av feltspat og nefelin. I forbindelse med gruvedrift vil den lille andelen av magnesium- og jernholdige mineraler fjernes med magnetisk separering under prosessering.
Nefelinsyenitt er en forholdsvis sjelden bergart, og forekomsten på Stjernøy er stor i verdenssammenheng. Bergarten finnes også i Larvik (lardalitt), men den regnes ikke som drivverdig grunnet for høyt jerninnhold.
InRec-prosjektet har blitt utført av Ellefmo og førsteamanuensis Kurt Aasly, samt tre stipendiater og tre mineralbedrifter.
