CRM i basmetallsystem

Basmetallfyndigheter är en viktig källa till koppar, zink, bly och nickel – och en dold reserv av kritiska råvaror (CRM). CAMM-CRM:s forskning förvandlar dessa förbisedda element till nya möjligheter för hållbar återvinning, resurseffektivitet och motståndskraft i leveranskedjan.

Sammanfattning

Under ledning av Lina Hällström, docent i tillämpad geokemi, arbetar CRM i forskningsområdet Basmetallsystem (RP3) med att fylla kunskapsluckor längs hela värdekedjan – från prospektering till bearbetning, återvinning och miljöbedömning. Element som As, Bi, Co, Ga, Ge, Sb, V, W och platinagruppens metaller (PGM) förekommer som spårämnen eller gitterbundna element i vanliga malmmineraler och går ofta förlorade som avfall. Denna forskningspelare syftar till att maximera återvinningen av dessa element från primärmalmer och som biprodukter, och därmed omvandla element som tidigare betraktats som problematiska till värdefulla resurser, samtidigt som miljöriskerna minskas och resurseffektiviteten förbättras.

Mål

• Öka försörjningskedjans motståndskraft och resurseffektiviteten genom att valorisera befintlig basmetallverksamhet.
• Maximera värdet av CRM i basmetallfyndigheter.
• Främja geologisk och geometallurgisk förståelse.
• Utveckla innovativa lösningar för bearbetning och återvinning.
• Minska miljöriskerna och förbättra övervakningen.

Forskningsfokus och viktiga arbetsområden

• Förekomst av CRM och mineralsystem
  Forskningen integrerar geologiska, geokemiska, mineralogiska, geofysiska, geometallurgiska, mineralbearbetnings- och metallurgiska metoder för att identifiera och kvantifiera förekomsten av CRM i malmsystem och för att upprätta prediktiva modeller för deras förekomst. Element som Sb, Bi och As ackumuleras ofta i Cu-fyndigheter, medan Ga, Ge och In är rikare i vissa Zn-fyndigheter. Genom att förstå dessa variationer – genom strukturella, isotopiska, paragenetiska och fluidinkluderande studier i kombination med mineralogiska analyser i mikro- till nanoskala – klargörs kontrollerna av CRM-fördelningen och identifieringen av CRM-rika fyndighetstyper underlättas. Den kombinerade användningen av magnetotelluriska (MT) och seismiska metoder möjliggör dessutom en holistisk förståelse av dessa mineralsystem från källa till sänka.
• Bearbetning och återvinning
  Ur ett bearbetningsperspektiv går CRM ofta förlorade i avfallsströmmar eller behandlas som skadliga föroreningar som påverkar koncentratets kvalitet. Denna forskningspelare syftar till att utveckla integrerade flödesscheman för mineralbearbetning, hydro- och pyrometallurgi samt avancerade separationstekniker för att valorisera dessa element. Forskningen utvärderar också återvinningspotentialen från gruvavfall, slagg, damm, slam, processvatten och återvunna råvaror, och kopplar samman CRM-mineralogi med bearbetningsbeteende genom geometallurgiska metoder för att definiera realistiska industriella återvinningsvägar. Särskilda utmaningar kvarstår för element som förångas eller kondenseras under termisk bearbetning och bildar amorfa faser som komplicerar utvinningen.
• Miljöbeteende och övervakning
  Miljömobiliteten för element som As, Sb, V och W från gruvavfall till grundvatten är fortfarande dåligt förstådd. Denna forskningspelare undersöker dessa processer för att informera om framtida avfallshanterings- och saneringsstrategier som minimerar miljöpåverkan och främjar social acceptans. Eftersom CRM sällan övervakas i grundvatten stöder forskningspelaren också systematisk kartläggning av CRM-geokemi i gruvavfall och grundvatten, vilket ger viktiga basdata. Miljökonsekvenserna av ”nytt avfall” från återvinning av gruvavfall utvärderas också för att säkerställa hållbara utvinningsmetoder.
• Strategisk betydelse
  Detstrategiskavärdet av denna forskning ligger i att omvandla element som traditionellt betraktas som skadliga till värdefulla produkter, vilket förbättrar råvarueffektiviteten, minskar miljöbelastningen och stärker de europeiska försörjningskedjornas motståndskraft. Genom att kombinera mineralsystemanalys, avancerad karakterisering och innovativ bearbetning bidrar denna forskningspelare till en hållbar exploatering av Sveriges och Europas mineralresurser och stärker basmetallproducenternas roll som leverantörer av både bulk- och kritiska element för den gröna och digitala omställningen.

Pågående projekt

• Geologiska kontroller av kritiska råvaror i sulfidfyndigheter av basmetaller
• Geometallurgi av Co, Ni, As, Bi och Sb i komplexa Zn-Pb-Ag- och Cu-Zn-fyndigheter
• Valorisering av CRM som finns inom basmetallutvinning
• Metod för utvinning av vismut och antimon samt avlägsnande av arsenik från industriella restprodukter
• Baslinje för kritiska råvaror i Skellefteåområdet – Miljöövervakning och geokemisk prospektering