1

Eesti mineraalressursid

FOSFORIIDI, GLAUKONIITLIIVAKIVI, GRAPTOLIITARGILLIIDI JA RAUAMAAGI PROOVIKAEVANDAMISEST

Enno Reinsalu, TTÜ emeriitprofessor

Konverents Ühisvara uus tulemine –arengusuunistest tulemusteni

11.05.2017. Kultuurikatel

2

Täna jutuks tulevad ressursid

Fosforiiti ehk oobolusliivakivi kaevandati ja kasutati

1922...1993.

Glaukoniitliivakivi ei ole tööstuslikult väljatud ega

kasutatud.

Graptoliitargilliiti (tuntud ka kui diktüoneemakilt

või -argilliit) kaevandati ja kasutati Sillamäel

uraani tootmiseks 1945...1946.

Rauamaaki ehk magnetiitkvartsiiti on Jõhvi

piirkonnas otsitud ja leitud, kaevandamiseni ei

jõutud.

3

Kaevandamise episoodid

Fosforiit• Ülgase kaevandus ja rikastusvabrik – 1922…39, varu

ammendus.• Maardu kaevandus, karjäär ning rikastusvabrik –

1940…93, kaevandamisväärne varu ammendus.• Aseri kaevandus ja rikastusvabrik, projekt 1944, jäi

ehitamata.• Toolse karjäär ja Lääne-Kabala kaevandus – projektid

1970…1988, jäid ehitamata.• Ida-Kabala proovikavanduse eelprojekt, 2012…13 TTÜ

mäeinstituut, uuringuluba ei antud.Argilliit• Sillamäe kaevandus ja uraani leostamine – 1949…52,

varul puudus kaevandamisväärsus.Rauamaak• Jõhvi piirkonna geoloogiline uuring – 1937… 39;• Kaevanduse eelprojekt – 1944, TTÜ mäeinstituut.

4

Fosforiidi lasund ja tuumaines

Ülgase, N 59o29'13'' E 25o5'26'‘; 18.06.2004

5

Tuumaines

… on maavara osis, mis kannab kasulikku ainest.

Rikastamine on tuumainese eraldamine kaevisest

Fosforiidi tuumaineseks on ooboluskarbikesed P2O5 sisaldusega 35…36%.

Glaukoniitliivakivi tuumaines on mineraal glaukoniit.

Graptoliitargilliidi tuumaineseks on metallide ühendid.

Rauamaagi tuumaines on mineraal magnetiit.

6

Põhiprobleem - rikastamine

Mineraalressursside kasutamise põhiküsimused on:

• Kuidas saada kätte tuumaines?

• Mida teha ülejäänuga?

Sellest sõltub, kas kivim on maavara või mitte.

Need küsimused tekkisid fosforiidi uuringutel 30…40 aasta eest. Teisisõnu:

kas oobolusfosforiit on kaevandamisväärne maavara või ei ole?

7

Fosforiidi varu on kahtluse all

Fosforiidi varu on arvele võetud vahtrikastamise ja

keemilise töötlemise nõuete alusel.

Piirnõuded (cut-off-grades, кондиций), millele fosforiit

peab vastama, on:

• kasuliku P2O5 piisav sisaldus;

• kahjulike MgO ja Fe2O3 madal sisaldus,

• lasundi piisav paksus.

30…40 aastat tekkis seisukoht, et need kriteeriumid

on piiratud kasutusalaga, tendentslikud.

Tõestati, et fosforiidi varu ei ole vahtrikastamise ega

keemilise töötlemise jaoks usaldusväärne.

8Need ei vastanud geoloogilise uuringu tellija huvidele

Kahtluse allikad

9

MgO sisaldus Lääne-Kabalas(tootus kihind)

0.3 0.3 0.3 0.2

0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.2

0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.3 0.3

0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.2

0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.2

0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.2

0.5 0.5 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 0.5 0.4 0.3

0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.3 0.3 0.3 0.3 0.5 0.6 0.5 0.5

0.5 0.5 0.5 0.5 0.4 0.5 0.5 0.8 0.8 0.7 0.8 1.0 1.0 1.0 0.6

1.2 0.8 0.5 0.5 0.4 0.4 0.5 0.7 0.6 1.0 1.0 0.8 1.0 0.8 1.0 1.0 0.8

1.3 0.8 0.5 0.4 0.4 0.4 0.6 0.5 1.2 1.0 1.0 1.2 1.0 1.0 1.3 1.0 1.0

1.3 0.8 0.7 0.7 0.5 1.0 1.0 0.7 1.7 1.0 1.0 1.4 0.8 1.6 1.0 1.0 0.8

1.5 1.5 1.0 0.8 1.0 1.5 1.7 1.7 1.7 2.7 1.7 2.1 1.9

1.2 0.8 0.6 0.6 0.8 1.7 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.7 2.1

1.9

ruudud 0,5 x 0,5 km

ruu

du

d 0

,5 x

0,5

km

Diskreetne mudel [Aruküla, H., Lüütre, E., 1987]

10

P2O5 kaevises Lääne-Kabalas(tootus kihind + vahetu lagi)

Diskreetne mudel [Aruküla, H., Lüütre, E., 1987]

12 12 12 12

12 13 12 12 12

11 11 13 13 13 13 13 13

12 11 11 13 14 14 14 14 13

12 12 13 14 14 14 14 14 14 14

11 12 12 12 14 14 14 14 14 14 14 16 16

21 13 12 13 12 12 12 13 14 14 14 14 13 13

12 13 12 13 12 12 12 13 13 13 13 12 12 11 13

12 11 11 11 11 11 11 12 13 12 12 11 9 10 10

11 11 11 11 11 11 11 9 9 11 9 8 7 8 8

11 11 11 11 11 11 11 10 9 9 9 9 8 7 8 6 8

11 11 11 11 11 11 9 11 9 9 9 7 8 8 6 6 6

11 11 11 11 11 9 9 10 7 9 7 8 8 6 8 6 7

9 9 9 10 10 10 9 9 9 6 7 7 7

11 11 9 10 10 8 8 8 7 8 7 5 8

8

ruudud 0,5 x 0,5 km

ruu

du

d 0

,5 x

0,5

km

11

Fosforiidi proovikaevandamine

Proovikaevand rajati 1977. ilma projektita

kohta N 59o29’32’’; E 26o29’39’’. Kaevand loodustus

Tänapäeval saab proovida ainult vastavalt uuringu, kaevandamise ja korrastamise projektile, maavara uuringuloa alusel

12

Proovida tuleb projektipõhiselt

Valitakse koht, kus varuda kaevanduse jaoks maavara

Seejärel tehakse:

a) teostatavushinnang,

b) keskkonnamõju hinnang,

c) geoloogilise uuringu projekt.

Geoloogilise uuringu projekti kohaselt:

a) valitakse meetod (kaevand, puurimine),

b) võetakse piisavalt suur kogus tehnilisi proove.

Proove katsetatakse kompetentsetes ettevõtetes.

Kogu aeg tehakse majandusarvutusi.

Nii selgub kaevandamisväärsus.

Nii tuleb teha mitte ainult fosforiidi, vaid ka glaukoniitliivakivi, graptoliitargilliidi ja rauamaagiga.

13

Proovida tuleb projektipõhiselt

Praegu on TTÜ geoloogia instituudi mäeosakonnas töös proovikaevandamise projektid tingnimetustega:

• Fosforiidi proovikaevand avamusel.

• Fosforiidi, glaukoniitliivakivi ja graptoliitargilliidi väljamine Toolse ehitus- ja tehnolubjakivi alt.

• Glaukoniitliivakivi väljamine Toolse maardlas.

• Voka rauamaagikaevanduse avamine.

• Graptoliitargillidi televäljamine Sillamäel.

14

Võimalikud proovikohad

Graptoliitargilliit: 7 – Kunda-Aru või Läänekalda; 8 - Sillamäe

9 - Glaukoniitliivakivi

10 - Rauamaak

Fosforiit: 1 – Kunda; 2 – Kunda-Aru või Läänekalda; 3 – Ida-Kabala; 4, 5, 6 – Aseri-Saka

15

Jordaania põlevkivi proovimisel kasutati edukalt. puurimismenetlust

Fosforiidi välja puurimist katsetati 45 aasta eest kohas N 45o28’; E26o30’ (ligikaudu). Veerohkuse tõttu ei

õnnestunud. 5 aastat tagasi kavandati kasutada Ida-Kabalas, kus

fosforiit lasub põlevkivi all.See, mis sobis Jordaanias, ei sobi Eestis, sest:• kivimid on palju tugevamad,• proovi kasulik osa moodustab tühise osa välja

puuritud kivimist,• fosforiidi lasund on väga muutlik – tõenäosus saada

esinduslik proov on vähene.Ida-Kabalasse uuringuluba ei antud, huvitatud ettevõtte

majandus halvenes ja mõte hääbus.Hääbus ka mõte kaevandusest. Majandushinnang jäi.

Kus ja kuidas proovida?

16

Fosforiidi allmaakaevandamise majandushinnang oli negatiivne

Sügavus 100…120 m

5 mln t/aastas

Vahtrikastamine

Toodangu maksumus viis investorite mõtted mujale

INCOME ESTIMATE

Ida-Kabala phosphate rock mine

Year 2025

CAPITAL COST, M€

Depth factor 7

Mine 124

Flotation plant 124

Total 255

OPERATING COST, €/t.ROM

Depth factor 1.29

Mining 12.75

Flotation 8.91

Total 22.95

PRODUCTION COSTS, €/t

Yield (concentrate/feed) 0.24

Useful matter (P2O5) content 0.31

Market value 96

All without taxes and environmental costs

Pigem proovida maa peal

17

Nõuded proovikaevandile

• Kaevand ja selle kasutamine peavad olema keskkonnaohutud, et üldsuse vastuseis oleks minimaalne.

• Maa tuleb korrastada vastavalt nõuetele ja tingimustele.

• Kaevandist peab saama rikastamis- ja töötlemiskatseteks vajaliku mahuga proove.

• Pakkuda ka graptoliitargiliidi ja glaukoniitliivakivi proove.

• Graptoliitargiliit, kui seda ei proovita, tuleb ohutustada.

18

Fosforiidi proovikaevand avamusel

COST ESTIMATE

Phosphate rock small open-pit witht haulage factor

Year 2025

CAPITAL COST, M€ 4.72

OPERATING COST, €/t.ROM 16.50

All without taxes and environmental costs

19

Fosforiidi, glaukoniidi ja argilliidi proovi väljamine lubjakivi karjääris

Juba 1971. soovitati graptoliitargiliidi ja glaukoniitliivakivi hankimist fosforiidi katendist.

Nüüd käsitleme neid kõiki kui Toolse lubjakivimaardla lamamit.

20

Fosforiidi, glaukoniidi ja argilliidi proovikaevandamine Kunda-Arus

21

Glaukoniit – glaukoniitliivakivi tuumaines

(K,Na,Ca)1.2-2.0(Fe+3,Al,Fe+2,Mg)4(Si7-7.6Al1-0.4)020(OH)2.nH2O

[https://en.wikipedia.org/wiki/Glauconite]

Raud glaukoniidi molekulis vihjab magnetilise separeerimise (rikastamise) võimalikkusele.

Tallinn, Priisle tee 8; 18.11.2006

22

Metallide sisaldus, g / t

Kiht Materjal Paksus,

m

Kerogeeni

sisaldus, %

Väävli sisaldus,

% Molübdeen Vanaadium Uraan

D Savikivi 0,15 13,6 4,4 100 450 55

C Liiva-savikivi püriidiga

0,05 3,6 13,7 80 25 30

B Savikivi liivakivi- ja püriidisuletistega

0,9 12,7 5,4 390 90

A Savikivi liivakivi- suletistega

0,3 14,2 6,3 560 1180

225

Kokku / keskmiselt (ligikaudu)

1,4 13 5,8 380 360 200

Argilliit lasub kihtidena

Ladustatud argilliit enne matmist

Tallinn, Linnamäe tee 95; 30.09.2015

23

Võimalik proovi- ja esimese päriskaevanduse avamise koht

N 59o24’38’’; E 27o 42’20’’

24

Argillidi televäljamine

Televäljamine on kas oherdamine või kaugjuhitava kauritsaga raimamine.

Nõuded ja eesmärgid:

• väljamine peab olema keskkonnaohutu,

• erinõudeks on graptoliitargiliidi jääkide ohutustamine,

• kaevandist peab saama rikastamis- ja töötlemiskatseteks vajaliku mahuga proove,

• proovida Sillamäe piirkonnas.

25

Argillidimajanduse bilanssMAJANDUSTEGEVUSE BILANSS Raskete metallide toore Variant

MAJANDUSNÄITAJAD / AASTAD 2025

KASUM

REALISEERIMISE BRUTOKÄIVE 0.00

MAHAARVESTUSED 0.00

NETOKÄIVE 0.00

metalli toodang tuh t/y

saagis 0.00124 0.0012

kaevis Mt/y 3674 0.00

katenditegur 10 10

Katend Mt/y 0.00

kaevis+katend Mt/y 40417 0.00

TOOTMISKULU, M€

rahakurss €/USD 0.8 0.8 0.8

massiühikute suhe t/st 0.9072 0.9072 0.9072

inflatsioon alates 1990 1.49 1.49

Kaevis Leost Kaevis Feed Leost

TOOTMISKULUD,s.h. USD/st €/t 0.00

Labor 0.39 1.34 0.42 4.58 1.44

Equipment 0.24 0.32 0.26 2.82 0.35

Steel 0.02 0.03 0.29 0.00

Fuel 0.20 0.36 0.22 2.42 0.39

Lube 0.06 0.25 0.07 0.75 0.27

Explosives 0.15 0.16 1.74 0.00

Tires 0.05 0.07 0.05 0.58 0.08

Construction material . . 0.03 1.08 0.04 0.40 1.16

Electricity 0.24 0.00 0.00 0.26

Reagents 1.3 0.00 0.00 1.40

Sales tax 0.00 0 0.00 0.00 0.00

Kokku 1.15 4.96 1.24 13.59 5.35

Väljamiskulu (kaevis+katend) M€ 0.00

Leostamiskulu M€ 0.00

Veokulu 1.00 km kaugusele

Veo maksumus 0.50 € / t.km 0.00

Jäätmekäitlus

ressursi- ja kohalikud maksud 0.00

maa korrastamine 0.00

üldkulud, 10 % 0.00

muud kulud, 5 % 0.00

KASVIKUD: 0.00

VAHETULEMUS 0.00

KULUM,sh.: 0.00

masinad, vajalik 0.14

masinad, võimalik 0.00

ehitised, vajalik 0.05

ehitised, võimalik 0.00

BRUTOKASUM 0.00

TULUMAKS 0 0.00

PUHASKASUM 0.00

nn. OMAHIND, kr/t 0.00

KÄIVE

A.SISSETULEK

PUHASKASUM 0.00

KULUM, s.h. 0.00

masinad ja seadmed 0.00

ehitised 0.00

LAEN JOOKSVA VÕLGNEVUSE KATTEKS 0.00

LAEN VARA SOETAMISEKS 2.08

KOKKU SISSETULEK 2.08

B.VÄLJAMINEK

RAJAMISKULU JA SEADMETE OST 2.00

LAENUST MAKSTUD KASVIKUD 0.08

JOOKSVA VÕLGNEVUSE KUSTUTAMINE 0.00

LAENU TAGASTAMINE (kulum+puhaskasum) 0 0.00

KOKKU VÄLJAMINEK 2.08

KASSA JÄÄK 0.00

AKTIVA

PÕHIKAPITAL, s.h. 0 2.00

masinad ja seadmed 0 1.00

ehitised 0 1.00

KULUMINE,s.h. 0 0.00

masinad ja seadmed 0 0.00

ehitised 0 0.00

JÄÄKVÄÄRTUS,s.h. 2.00

masinad ja seadmed 1.00

ehitised 1.00

KAPITAALMÄETÖÖD 0.08

KÄIBEKAPITAL 0.00

KOKKU 2.08

PASSIVA

VÕLG 0 2.08

OMAKAPITAL 0.00

KOKKU 2.08

TULU SISENORMI OTSING Norm >>>

10 aasta diskonteeritud kassavoog, milj.kr

10 aasta diskonteeritud investeeringud

ÄRIPLAANI HINNANG

Äriplaani rahuldav hind 55000 €/t

55 €/kg

Äril on mõtet, kui raskemetallide leotist (tuumainese kontsentraati) ostetaks hinnaga >55 €/kg.

Hinnanguliselt moodustab selline toore lõpp-produktide hinnast 10%.

Seega kujuneks tarbijal metallide tootmiskuluks >500 €/kg.

26

Raudkvartsiidi tuumaines on magnetiit, raua sisaldusega ≈60%

27

Voka rauamaagikaevandus

INCOME ESTIMATE

Voka Iron Mine

Year 2030

CAPITAL COST, M€

Depth factor 23

Mine 132

Gravity mill 22

Total 177

OPERATING COST, €/t.ROM

Depth factor 7.63

Mining 57.79

Separating 7.22

Total 72.63

PRODUCTION COSTS, €/t

Yield (concentrate/feed) 0.5

Market value 145

All without taxes and environmental costs

28

Kokkuvõte

Geoloogiline teave Eesti mineraalressursside kohta

on küllaldane ja piisav.

Fosforiidi ja kaasnevate kaeviste kasutamise

võimalused on ebaselged, lõpuni uurimata.

Probleemsete maarete hindamiseks tuleb

kompetentsetel ettevõtetel proovida esinduslikku

kivimmaterjali. Alles seejärel saab neid tunnistada

maavaradeks.

Tehniline proovimine peab olema projektipõhine –

tehtud kaevandamise projekti kohaselt, kõiki

keskkonnaohutuse nõudeid järgivalt.

29

Tänu kõigile !

Meeskonda kuuluvad magistrandid: Peeter Koll, Sander Kanter, Joosep Makke, Janno Lumiste ja bakatudeng Oskar Lesment

Projektide juhendajad: Enn Lüütre, Tõnu Tomberg, Veiko Karu, Jüri Nemliher.

Konsultant enno.reinsalu@ttu.ee