Daniela Vesterbacka: Analyysilaboratorion toiminta malminetsinnässä ja kaivostoiminnassa

Analyysilaboratoriolla on merkittävä rooli kaikissa kaivoksen elinkaaren vaiheissa. Jo pitkään ennen kaivoksen perustamista laboratorioanalyyseja tarvitaan malminetsinnässä, ympäristövaikutuksia arvioitaessa sekä kannattavuusselvitystä laadittaessa. Itse kaivostoiminnan ja rikastuksen aikana laboratorio on olennainen osa tuotannonohjausta sekä ympäristövalvonnansuorittaja. Vielä kaivoksen sulkeuduttuakin analyyseja tarvitaan jälkihoidossa ja alueen ennallistamisessa.

Asiakkaan vaatimukset laboratoriolle vaihtelevat suuresti projektin eri vaiheissa. Jo heti projektin alkuvaiheessa, kun malminetsintää aloitellaan, olisi tärkeää avata neuvotteluyhteys laboratorioon, jotta voidaan selvittää asiakkaan tarpeet perusteellisesti. Laboratorio kertoo mielellään erilaisista analyysimahdollisuuksista ja menetelmien soveltuvuuksista erityyppisille näytteille ja mineralisaatioille. Geologit ja laboratorion asiantuntijat pääsevät yleensä yhdessä keskustelemalla parhaaseen lopputulokseen näytteenkäsittely- ja analyysimenetelmien valinnassa.

Laboratorion on oltava joustava, monipuolinen, nopea ja ennen kaikkia laadukas. Asiakkaan on voitava luottaa siihen, että laboratorio tuottaa oikeellisia tuloksia. Yksi merkki laboratorion laadusta on akkreditointi. Suomen kansallinen akkreditointielin FINAS toteaa testauslaboratorion päteväksi suorittamalla laboratorioon akkreditointiauditoinnin ja myöntää sen perustella akkreditoinnin 4 vuoden kaudeksi kerrallaan. CRS Laboratories Oy on FINASin akkreditoima pätevä testauslaboratorio vuodesta 2019 lähtien (SFS-EN ISO/IEC 17025:2017 (T342)).

CRS Laboratories Oy:n toimitusjohtaja Ville Anttila katsoo tulevaan valoisin mielin.

Akkreditointi ei kuitenkaan yksinään takaa laboratorion laatua, vaan laboratorion sisäisen ja ulkoisen laadunvalvonnan tulee olla kunnossa. Esimerkkejä sisäisestä laadunvalvonnasta ovat näyte-erien mukana analysoitavat duplikaattinäytteet, sertifioidut referenssimateriaalit ja blank-näytteet. Lisäksi asiakasauditoinnit ovat tärkeä osa laaduntarkkailua, joten CRS Laboratoriesilla ovat ovet aina avoinna asiakkaille.

Näytteen matka laboratoriossa alkaa näytelavojen vastaanottamisella. Vastaanottoprosessissa tarkastetaan, että sinetit ovat ehjiä ja että lavojen sisältö vastaa asiakkaan toimittamaa näytelistaa. Lavojen radioaktiivisuus mitataan myös säteilevien näytteiden varalta. Näytteet kirjataan laboratorion tiedonhallintajärjestelmään ja punnitaan.

Koska analyysi tehdään yleensä pienelle osalle näytettä, on erittäin tärkeää, että näytteestä analysoitu osuus edustaa koko näytettä niin hyvin kuin mahdollista. Kivi- tai kairasydännäytteiden kohdalla tämä saavutetaan pienentämällä ensin näytteen raekokoa, jotta se voidaan osittaa ja lopuksi jauhaa analyysihienouteen. Laadukkaan osituksen perustana on, että jokaisella partikkelilla on yhtä suuri todennäköisyys päätyä analyysinäytteeseen. Tämä saavutetaan yleensä parhaiten pyörivällä näytteenjakolaitteella (RSD), joka on automaattinen prosessi ja ihmisen vaikutus osituksen laatuun on minimoitu. Mitä hienommaksi näytteen valmistaa ennen ositusta, sitä parempi on osituksen laatu. Alkuaineiden jakautuminen näytteen sisällä eli näytteen homogeenisuus vaihtelee suuresti. Esimerkiksi kulta- ja kuparimalmeissa, jotka voivat olla erittäin epähomogeenisia, osituksen laatu ja analyysinäytteen otto ovat todella tärkeitä tekijöitä näytteenkäsittelyssä.

Näytteen osituksen jälkeen vuorossa on analyysihienouteen jauhaminen. Kuten osituksessakin, tässä jauhettavan näytteen määrä riippuu pitkälti näytteen homogeenisuudesta. Mitä epätasaisemmin analysoitavat alkuaineet ovat jakautuneet näytematriisissa, sitä suurempi osuus olisi syytä hienontaa jauheeksi. Toisinaan päädytään jauhamaan koko näyte edustavuuden maksimoimiseksi. CRS Laboratories pyrkii jatkuvaan parantamiseen ja seuraa alan innovaatioita silmä tarkkana. Yksi luonnollinen osa kasvua ja kehittymistä oli automaattijauhimen hankinta alkukesästä 2023. Sen avulla CRS pystyy jauhamaan näytteitä entistä enemmän, nopeammin ja turvallisemmin, kun raskaat nostot käsin tehtävässä työssä jäävät minimiin. Tämä on sekä asiakkaita, mutta ennen kaikkea työntekijöitä palveleva investointi.

Kairasydännäytteiden murskausta. CRS on viime vuosina panostanut paljon moderniin laitekantaan sekä työturvallisuuteen esikäsittelytyössä.

Kun näytteet on saatettu analyysihienouteen, on itse analyysin vuoro. Malminetsinnässä ja kaivosteollisuudessa käytetään lukuisia eri menetelmiä riippuen mm. näytetyypistä, tutkittavista alkuaineista ja niiden pitoisuuksista. Yleisimmät analyysityypit ovat märkäkemialliset liuotukset kuningasvedellä ja neljän hapon liuotuksella, fire assay analyysit jalometalleille, XRF- sekä sulateanalyysit. Eri menetelmillä saadaan eri mineraaleja liukenemaan, riippuen asiakkaan tarpeesta.

Kun alkuaineet on saatettu mitattavaan muotoon, suoritetaan analyysin viimeinen vaihe mittalaiteella, joka valitaan usein pitoisuusalueen mukaan. ICP-massaspektrometrilla päästään todella alhaisiin pitoisuuksiin, mikä on malminetsinnässä ja ympäristönäytteiden kohdalla tärkeää. Röntgenfluoresenssispektrometrinen (XRF) analyysi taas on hyvä tuotannonohjaukseen, sillä voidaan nopeammin mitata korkeampia pitoisuuksia esim. malmi- tai prosessinäytteistä kaivostoiminnan jo ollessa käynnissä.

CRS Laboratories Oy palvelee malminetsintää ja kaivosteollisuutta koko elinkaaren aikana. Kempeleen päälaboratorio palvelee malminetsijöitä ja kaivoksia Pohjoismaissa ja lisäksi sivutoimipisteet asiakkaiden tiloissa palvelevat juuri heitä räätälöidysti. Kaivosprojekteissa on suuria investointeja ja rekrytointeja, joten CRS haluaa tukea kaivostoimijoita tarjoamalla laboratoriopalvelut ostopalveluna ”avaimet käteen”-periaatteella. CRS suunnittelee yhdessä asiakkaan kanssa juuri heille sopivimmat näytteenkäsittelyja analyysimenetelmät, jolloin asiakkaan ei tarvitse investoida laboratoriolaitteisiin eikä etsiä osaavaa henkilökuntaa laboratorioon. Helppoa ja vaivatonta!

CRS Laboratories on vuonna 1994 perustettu, pääosin malminetsintää ja kaivosteollisuutta palveleva, kemiallista analytiikkaa tarjoava laboratorioyhtiö. CRS on vahvasti paikallinen, Kempeleessä pääpaikkaansa pitävä ja johdon omistama laboratorio. CRS:llä on lisäksi toimipisteet Outokummussa, Sotkamossa sekä Ruotsissa Skellefteån kupeessa.

TEKSTI: DANIELA VESTERBACKA

KUVAT: ANSSI MÄKELÄ