Pohjois-Savon Rautalammilla tehdystä poikkeuksellisen rikkaasta skandium-löydöstä on kulunut jo yhdeksän vuotta. Tulevina kuukausina mahdollisesti ratkeaa, pystytäänkö alkuainetta erottelemaan esiintymästä talteen teollisuuden tarpeisiin.
Nyt näyttää lupaavalta. Itä-Suomen yliopistossa on onnistuttu kehittämään menetelmä, jolla skandiumia saadaan talteen tehokkaasti laboratorio-oloissa. Kiviniemen skandium-esiintymän arvon on laskettu olevan noin 34 miljardia euroa.
Esiintymästä ja Itä-Suomen yliopiston läpimurrosta kertoi viimeksi Yle.
Skandium kiinnostaa muun muassa lentokone- ja autoteollisuutta. Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) erikoistutkijan Tapio Halkoahon mukaan ainakin alueelle malminetsintävarausta hakeneella kanadalaisella Scandium International Mining Corporationilla on aineen kysynnästä suuret odotukset.
Auto- ja lentokoneteollisuus on kiinnostunut skandiumista, koska aineen avulla tuotteista saadaan kevyitä ja kestäviä. Lisäksi kehittelyssä on energian tuottamiseen tarkoitetut skandiumia käyttävät polttokennojärjestelmät.
– Kyllä sillä kysyntää tulee olemaan. Kanadalaisyhtiö on hyvin toiveikas siitä, että kysyntä tulevaisuudessa nousee voimakkaasti, Halkoaho kertoo.
”Yhdestä kilosta riittävän puhdasta skandiumia maksetaan 15 000 euroa. Tämän takia aika moni on skandiumista kiinnostunut.
Yhtiö on jo perustanut Australiaan maailman ensimmäisen skandium-kaivoksen, joka aloittelee toimintaansa. Halkoaho kertoo, että yhtiö haluaa selvittää, saadaanko sen Australiassa käyttämällä menetelmällä ainetta talteen myös Rautalammen esiintymästä.
– Australiassa esiintymä on erityyppinen kuin Rautalammen. Siellä on rapautumisen yhteydessä rikastunutta skandiumia, joka on tavallaan kaivinkoneella kaivettavaa tavaraa. Kiviniemessä esiintymä on kovaa kiveä, Halkoaho sanoo.
Hän ei usko, että pieni kanadalaisyhtiö onnistuu Australiassa käyttämällään menetelmällä.
– Itä-Suomen yliopiston menetelmä on erilainen. Se on räätälöity nimenomaan Kiviniemen tyyppiin.
Tuskin rikkain esiintymä alueella
Skandiumia esiintyy Maan kiinteässä kivikerroksessa muuallakin kuin Rautalammilla, mutta ainakaan toistaiseksi näin rikasta esiintymää ei ole muualta Euroopasta löydetty. Lisäksi esiintymän isäntäkivityyppi on ainutlaatuinen.
– Skandium tulee yleensä sivuvirtana muista malmiesiintymistä, mutta Rautalammin kaltaisesta esiintymästä muualla maailmassa en ole kuullut. Pohjois-Norjasta on löydetty skandiumia, mutta esiintymät ovat hyvin pieniä, Halkoaho sanoo.
Hänen mukaansa skandium ei ole kovin harvinainen alkuaine ja sitä esiintyykin maailmanlaajuisesti maankuoressa keskimäärin noin 20 grammaa kivitonnia kohden.
Rautalammin Kiviniemellä arvioidaan alustavasti olevan noin 13,4 miljoonaa tonnia kiveä, joka sisältää skandiumia GTK:n kairausten ja laboratoriokokeiden perusteella keskimäärin reilut 160 grammaa kivitonnia kohden.
– Skandium ei kovin helposti rikastu omiksi esiintymikseen ja siksi Kiviniemi on tavallaan poikkeus luonnon prosesseissa, Halkoaho selventää.
Halkoaho pitää todennäköisenä, ettei heidän löytämänsä esiintymä Kiviniemessä ole alueella ainoa laatuaan eikä edes edusta rikkainta kyseisen tyypin esiintymää.
Tutkijat suosittelevatkin raportissaan, että kattavaa kartoitusta skandiumin esiintymisestä tehtäisiin myös Suonenjoen ja Paltamon välisellä alueella.
Kaivos vasta vuosikymmenten päässä
Skandiumia on käytetty alumiinin seosmetallina muun muassa kalliiden urheilupyörien hitsaussaumoissa, joista saadaan hyvin kestäviä. Aiemmin ainetta on saatu talteen esimerkiksi uraanimalmin tai jonkin muun metallin rikastamisen sivutuotteena.
Koska Rautalammin esiintymä on ainutlaatuinen, sitä varten on täytynyt kehittää kokonaan omanlaisensa talteenottomenetelmä.
Halkoaho arvelee, että vaikka kaikki aineen talteenottoon liittyvät palaset loksahtaisivat lähikuukausina paikoilleen, toimintavalmis kaivos nähdään Rautalammilla vasta kymmenien vuosien päästä.
– Rautalammin kunnanjohtaja on puhunut kymmenestä vuodesta, mutta itse katson pidemmälle. Puhutaan ehkä 50 vuodesta. Tällaiset prosessit, joita koskaan aikaisemmin ei ole kehitetty, vaativat aikaa enemmän kuin muutaman vuoden. Varsinkin tällaiset, jotka vaativat innovatiivista ajattelua ja eteenpäin vientiä.
Erotteluun kehitetty materiaali muistuttaa vehnäjauhoa
Halkoaho löysi Kiviniemen skandium-esiintymän vahingossa. Alunperin GTK teki alueella tutkimuksia tarkoituksenaan paikantaa Suonenjoelta löydettyjen nikkeli- ja kuparilohkareiden lähtöpaikka.
Vahingossa lääkekehitystyön yhteydessä keksittiin myös menetelmä ja aine, jolla esiintymästä saadaan eroteltua skandiumia talteen.
– Käytännössä kehittämämme materiaali on uudentyyppinen ioninvaihtomateriaali, joka toimii tehokkaammin kuin ne, joita tähän asti on käytetty. Meidän yhdiste toimii ilman hartsia, jolloin se on helpompi ja halvempi valmistaa. Niissä ei ole samanlaisia ympäristöongelmia kuin hartseissa, kertoo Itä-Suomen yliopiston professori Jouko Vepsäläinen.
Vepsäläisen ryhmän kehittämä materiaali on vehnäjauhon kaltaista ainetta, joka sekoitetaan skandium-ioneita sisältävään veteen ja suodatetaan hetken kuluttua pois. Skandium imeytyy prosessissa materiaaliin.
Rautalammin raudasta syntyi päänvaiva
Vepsäläisen mukaan suurin ongelma Rautalammin tapauksessa ei ole erottelu, vaan rauta.
– Rautaa on kivessä 1,5 kiloa jokaista skandiumgrammaa kohden, ja pitoisuus pitää saada huomattavasti alemmas. Nyt yritämme löytää menetelmän, jotta raudan määrä saadaan tiputettua riittävän tehokkaasti kymmenesosaan nykyisestä.
– Olemme aika toiveikkaita, että saamme laskettua raudan osuutta riittävästi, jotta se ei häiritsisi skandiumin talteenottoa kehittämästämme liuoksesta.
Vepsäläisen mukaan skandiumin kilohinta on ”järkyttävä”.
– Yhdestä kilosta riittävän puhdasta skandiumia maksetaan 15 000 euroa. Tämän takia aika moni on skandiumista kiinnostunut.
