SOU 1970:51

Mellansvensk gruvindustri

1. Järnverkens produktionsplaner fram till 1975

1.1 Sveriges jämkonsumtion Stålkonsumtionen i landet, både handelsjärn och specialstål, har av kommittén uppskat- tats till 4,9 M ton år 1975. Stålproduktio- nen beräknas samma år bli 5,0 M ton och exportöverskottet 0,1 M ton (tabell 1).

Tabell 1. Sveriges järnbalans 1965 och 1975. Handelsfärdigt stål (milj. ton).

1965 1975 Produktion 3,3 5,0 Import 1 ,3 ],5 Summa tillgång 4,6 6,5 Export 0,9 1,6 Konsumtion 3,7 4,9 Summa användning 4,6 6,5

Av särskild betydelse för det följande är stålkonsumtionen i landet, som är källa till en betydande del av stålskrotfallet.

1.2 Planerad götståls— och tackjärns- produktion De svenska järnverken har vid olika tid- punkter lämnat produktionsplaner, vilka ut- gjort underlag för bedömning av den fram- tida produktionen för landets järnhantering totalt. En sammanställning av planerna för götståls- och tackjärnsproduktion vid olika tidpunkter återfinns i tabell 2 och figur 1. Kommittén räknar i det följande med siff- rorna från oktober 1967. Av intresse kan

Tabell 2. Verklig och planerad götståls- och tackjämsproduktion (1000 ton).

1960 1965 1970 1975 Götståla Verklig produktion 3 218 4 725 — — Planer 1960 — 4 500 5 500 — Planer 1964 — — 6 500 8100 Planer maj 1967 — — 5 900 7300 Planer okt. 1967 — — 5 800 7 050

1960 1965 1970 1975 Tackjärn Verklig produktion ] 511 2 287 —— —— Planer 1960 — 2100 2500 — Planer 1964 — — 2 900 3 800 Planer maj 1967 — —— 2 750 3 800 Planer okt. 1967 — — 2 700 3 450

” Götstål = gods.

Göt, gjutna ämnen samt stål för g jut-

• Sida 65
•  Original

"Miu. ton/år ro

Götetål

lt

l1975

Figur I . Produktionen av tackjärn och götstål 1955—1975. I brukens planer enl. enkät 1964, . brukens planer en]. enkät maj 1967, D brukens planer enl. enkät okt. 1967 (kurvorna

säsongkorrigerade).

vara att se hur den planerade produktionen kommer att fördela sig på olika stora före- tag. I tabell 3 har en gruppering gjorts efter företagens faktiska götstålsproduktion 1968. Planerna är hämtade ur enkäten i oktober 1967, och både handelsjärnverk och special- stålverk är medtagna.

Det framgår av tabellen att de 6 största företagen av totalt 23 och med 12 verk av 31 svarar för ca 70% av götstålsproduktio- nen. De svarar dessutom för praktiskt taget hela tackjämsproduktionen.

Enligt Jämverksföreningens statistik ut-

gör specialstålsproduktionen ca 26 % av den totala produktionen av göt och gjutna äm- nen. I tabell 4 finns siffror för några år under 60-talet samt brukens prognoser.

Sveriges produktion av göt och gjutna ämnen beräknas sålunda öka från 4,7 Mt 1966 till 7,0 Mt 1975. Under samma tids- period räknas med en ökning av special- stålsproduktionen från 1,3 till 2,1 Mt göt (tabell 4). 1975 skulle alltså 30% av den svenska götproduktionen utgöras av special- stål.

En tendens till ökad tillverkning av kva—

Tabell 3. Verklig och planerad götståls- och tackjärnsproduktion. Storleksgrupperad.

Götstålsprod., Tackjärnsprod.,

Storleksklass Antal 1000 t 1000 t (Götstålsprod., __ _ ___—— 1000 ton) Företag" Verk 1968 1975 1968 1975 1. > 500 3 3 2 420 3 180 1 960 2 645 11. 500—250 3 9 1 235 1 680 111. 250—100 6 7 915 1 435 c (: rv. 100— 50 5 6 375 525 530 790 v. ( 50 6” 6 140 230 Totalt 23 31 5 085 7 050 2 490 3 435

" Som ett företag betraktas vardera Fagersta Bruks AB; AB Motala Verkstad—Björneborg Jernverks AB; SKF Stål; Surahammars Bruks AB—Kohlswa Jernverk AB och Uddeholms AB. " Fristående stålgjuterier år ej medtagna. C Även fristående hyttor.

• Sida 66
•  Original

Tabell 4. Totala produktionen av göt och gjutna ämnen samt specialstålsandel.

Prod. av göt och gjutna ämnen, 1000 ton

Specialståls- År Totalt Specialstål andel, % 1960 3 154 825 26,2 1965 4 660 1 220 26,2 1968 5 040 1 310 25,9 1975 7 000 2 120 30

litetsbetonat handelsstål (som definitions- mässigt ej ingår i specialstålsgruppen) kan konstateras.

1.3 Stålproduktionens fördelning på metall- urgiska processer Stålproduktionens fördelning på processer enligt brukens uppgifter hösten 1967 fram- går av tabell 5. Till jämförelse har med- tagits 1965 års siffror. I fig. 2 visas de olika stålprocessernas andel i den totala götstålsproduktionen. Man ser hur martinmetoden allt mer mins- kar i betydelse och att minskningen särskilt drabbar den basiska martinprocessen, me- dan den sura martinprocessen håller sin po- sition. Av konvertermetoderna har thomas- processen nu spelat ut sin roll och ersatts av LD- och Kaldoprocesserna.

Andelen elektrostål i den svenska göt- produktionen är i jämförelse med de stora industriländerna mycket hög. Sålunda ut- gjorde elektrostålet 1965 mellan 8,4 och 12,8% i USA, USSR, Västtyskland, Stor- britannien och Frankrike, 20,3% i Japan

Tabell 5. Götstålsproduktionsfördelning på processer 1965 och 1975.

1965 1975 Stålprocess t ton % t ton % Syrgaskonv. 1401 29,7 2750 39,3 Sur martin 464 9,8 575 8,2 Bas. martin 1058 22,4 725 10,4 Ljusbågsugnar 1 627 2 700 38,1 42,1 Högfrekv. ugnar 175 250 Summa 4 725 100,0 7 000 100,0 66

o/o l00

Elektrosiöl

50—

_ Bosisk mor-tin ___—__- _ -

_ Sur- martin

Konvertermetoden

& ] I I [ l945 1950 1955 ISEO |965 l970 l575

Figur 2. Götstålsproduktionens fördelning på processer 1945—1975.

och 38,1 % i Sverige. År 1975 beräknas andelen bli 16,5% i USA, 12% i Montan- unionen, 17% i Storbritannien, 15% i Ja- pan och 42,1 % i Sverige (tabell 5).

Ser man på tillverkningen av legerade stål (Stahleisenkalender 1968) erhålles samma bild (1966 utgjordes i Montanunionen 5,4, Storbritannien 7,3, Japan 10,7, USA 11,2 och Sverige 20,9% av legerade stål).

1.4 Utbytet av handelsfärdigt vann- bearbetat stål ur götstål

Fram till 1965 göts praktiskt taget all göt- metall till göt för vidare bearbetning till ämnen och handelsfärdigt varrnbearbetat stål. Överslagsvis räknade man med 70% i utbyte av handelsfärdigt stål, inkl. rensat stålgjutgods, ur göt. I verkligheten var ut- bytet något högre, åren 1962—1968 enligt Jämverksföreningens statistik 71%. Enligt uppgift från bruken, som dock är mycket osäkra, kommer den stränggjutna kvantite- ten att öka avsevärt. Någon större föränd- ring av utbytet väntas emellertid icke efter- som stränggjutningens utbyteshöjande effekt motverkas av en övergång till mer föräd- lade produkter med lägre utbyte.

I detta sammanhang förtjänar påpekas att utbytena av handelsfärdigt stål i vissa utländska stålproducerande länder (Montan-

• Sida 67
•  Original

unionen, Storbritannien, USA, Japan) upp- visar avsevärt högre och mycket varierande värden, t. ex. för Japan 77—80% Montan- unionen ca 78%, USA 73—78%. Detta be- ror till en del i bristfälligheteristatistiken, olika definitioner på handelsfärdigt stål, olikheter i valsprogrammen samt olika andel specialstål i produktionen. Sverige har den högsta andelen specialstål av ifrågavarande länder.

3 Den mellansvenska järnmalmens framtid på exportmarknaden

Den svenska järn- och stålindustrins behov av järnmalm kan väntas komma att öka under de närmaste åren. Import av järn- malm från transoceana länder till Sverige torde komma i fråga endast för rena kust- verk och kan för närvarande icke beräknas få någon större omfattning; det kommer närmast att röra sig om enstaka laster. Där- emot kan vissa kvantiteter lapplandsmalm komma att levereras via Luleå till mellan- svenska kustverk.

Den övervägande delen av det växande järnmalmsbehovet i Mellansverige kommer att täckas med malm från mellansvenska gruvor. Det är därför rimligt att anta att den malmkvantitet som står till förfogande för export från dessa gruvor kommer att minska i framtiden.

tar sig viss lagring åt kunderna. Kort avropstid pga. relativ närhet till

Oavsett hur stor den för export från Mellansverige tillgängliga järnmalmskvanti- teten kommer att bli, måste det anses riktigt att här söka ge en bild av hur den framtida malmexportmarknaden i stort kommer att te sig.

Olika internationella organisationer och prognOSinstitut har sökt bedöma det fram- tida malmbehovet och det malmutbud som kan tänkas komma att stå till förfogande för världens stålindustri. Hittills har sådana undersökningar entydigt visat, att mer än tillräckliga mängder malm kommer att ut- bjudas under den tidsperiod prognoserna omfattar, oftast tiden fram till 1975. Stor- leken av det beräknade överutbudet varierar dock hos olika bedömare. Vissa prognoser gör sålunda gällande att det kan uppstå en knapphet på speciella malmkvaliteter, även om Fe-utbudet i sin helhet kommer att vara tillräckligt stort. Under senaste tid har också ifrågasatts om inte världsmarknadens låga malmpriser hämmat prospektering och ny- etablering samt möjligen i viss utsträckning även tilläggsinvesteringar i redan produce- rande gruvor, och detta i sådan omfattning att en viss åtstramning av malmmarknaden skulle kunna inträda i samband med ett eller annat högkonjunkturår under 1970- talets första hälft.

• Sida 92
•  Original

Det kan inte råda något tvivel om att världens stålproduktion och därmed även behovet av järnmalm kommer att fortsätta att öka under överskådlig tid dels som följd av ökande ekonomiska resurser inom världs- samhället, dels på grund av befolkningsök- ningen.

Allmänt gäller att malmmarknaden under 1950- och 1960-talen tenderat att bli en världsmarknad till följd av den mycket snabba utvecklingen på sjötransportsidan, som minskat kostnadsskillnadema mellan att skeppa järnmalm från långt avlägset be- lägna hamnar resp. från näraliggande ut- skeppningshamnar. Ur malmmarknadSSyn- punkt har det dock alltjämt stor betydelse i vilka regioner denna stålproduktionsök- ning kommer att ske.

Den väntade produktionsökningen i Ja- pan och övriga Fjärran Östern lockar fram ett nyutbud främst inom Stilla Havs-områ- det och kring Indiska Oceanen. En trolig ökning av u-ländernas stålproduktion kom- mer till stor del att baseras på inhemska råvaror, som annars inte skulle komma att tillvaratas under överskådlig tid. En ökning inom Sovjetunionens asiatiska delar påver- kar i mindre grad det europeiska malmför- sörjningsmönstret än om ökningen sker i den europeiska delen. För den svenska jäm— malmsexportens vidkommande är det av viss betydelse om den fortsatta tillväxttakten av stålproduktionen skulle bli starkare i Europa än i USA, även om malmkälloma för dessa områden numera är nära nog desamma.

Även om ökningstakten kan komma att variera mellan ovan nämnda regioner, kan också den europeiska stålproduktionen be- räknas öka om ock med varierande takt i rytm med kommande konjunkturväxlingar.

Med hänsyn till nu aktuella tendenser på. malmmarknaden och till de attityder som malmkonsumentema i Europa visat under senare år synes följande starkt förenklade bild av malmmarknaden kunna tecknas för exempelvis kommande tioårsperiod.

De västeuropeiska stålverken kommer att i ökad omfattning söka basera sin malm- försörjning på malm från stora leverantö- rer och därmed minska det antal malm—

kvaliteter som måste hanteras och lagras. Kravet på homogen beskickning och där- med små analys- och andra kvalitetsvaria- tioner kommer att skärpas i samma takt som järn- och stålindustrin övergår till auto- matisk databehandling vid masugnsdriften. Malmköpama kommer att sträva efter att minska fraktkostnadema genom att öka ton- nagestorleken och genom att effektivisera lossningen av malmen. Malmproducenterna blir tvungna att i ökad grad ta hänsyn till dessa tendenser.

Samma utvecklingstrend kommer att gälla även för Östeuropa, vars geografiska läge och ekonomiska struktur dock ger upphov till en något annorlunda problematik.

Endast få mellansvenska malmer kan exporteras i sådana kvantiteter att de volym- mässigt passar in på den ovan tecknade, framtida västeuropeiska marknaden. Detta gäller även om råmalm från gruvor, som ligger nära varandra, centralt skulle kunna upparbetas till en enhetlig produkt. Bedöm- ningen av de mellansvenska malmernas möj- ligheter på exportmarknadcn måste därför ske från andra utgångspunkter än ovan an- givits; man bör dock vara medveten om att tendensen att använda allt större fartyg leder till att lossningshamnama får en sådan utrustning att de föga lämpar sig för små- tonnage; varje köparverk måste därför ha särskilda skäl för att vara berett att han- tera malmer som levereras endast i små kvantiteter. Sådana skäl kommer främst att kunna hävdas beträffande järnmalmer med speciella kvalitetsegenskaper.

Mellansvensk malm av fosforhaltig kva- litet med även i övrigt goda egenskaper kan väntas finna viss avsättning på den euro— peiska kontinenten som komplement till, men också i konkurrens med, minettmal- merna och de fosforhaltiga lapplandsmal- merna.

Mellansvensk malm av lågfosforkvalitet möter på exportmarknaden konkurrens från ett stort utbud av likartade malmer. Trots detta bör den kunna hävda sin plats men i så fall endast i den mån den kan uppvisa någon särskilt eftertraktad metallurgisk egenskap som uppväger nackdelen av att

• Sida 93
•  Original

den utbjuds i små kvantiteter. Det är så- lunda troligt att lämpligt krossad, rensiktad styckemalm med goda metallurgiska egen- skaper kommer att förbli efterfrågad, främst hos malmförbrukare som helt sak- nar eller har begränsad krossnings-, sikt— nings- och sintringskapacitet. Antalet så- dana vcrk kan dock väntas komma att minska.

Om sådana lågfosformalmer dessutom uppvisar låga halter av föroreningar och/ eller om de har kemiska komponenter som gör malmen särskilt lämpad för vissa spe— ciella järn- och stålkvaliteter, innebär detta bättre konkurrensförmåga. Närheten till konsumenterna kan dessutom innebära en viss fördel ur servicesynpunkt, och vissa nackdelar bl. a. i lagerhänseende kan möj- ligen elimineras genom att leverantören övertar lagerhållningen företrädesvis vid is- fri hamn och garanterar prompta eller kon- tinuerliga leveranser.

Geografiskt sett har den mellansvenska järnmalmen en prioriterad ställning inom östersjöområdet. Detta accentueras av att lossningshamnarna inom detta område ännu inte är utbyggda för stortonnage. Trots detta förekommer emellertid redan idag en avsevärd järnmalmsexport från transoceana gruvor till östersjöländerna och detta inte bara till länder med bilaterala handelssystem utan även till Finland.

Östersjöländernas naturliga jämmalmsle-

verantörer måste dock vara de mellan— svenska och de norrbottniska gruvorna. Den svenska malmens möjligheter att stärka sin ställning i Östeuropa beror dock helt på hur den handelspolitiska utvecklingen blir; det är icke möjligt att nu förutsäga när en ev. ändring av de nuvarande handelsbe- gränsningama kan väntas inträda.

Sammanfattningsvis kan sägas att det san- nolikt i framtiden kommer att finnas utrymme i den västeuropeiska malmförsörj- ningen för vissa mellansvenska kvalitets- malmer. De gruvor som har exporthamnar vid Östersjön är dessutom givetvis de geo- grafiskt sett mest naturliga leverantörerna till östersjöländerna.

Endast relativt få mellansvenska malmer passar dock in i detta mönster och därför kommer såvitt nu kan bedömas, antalet järnmalmsexporterande gruvor i Mellansve- rige att minska till mindre än halvdussinet. Detta bortfall av exportmöjligheter kan dock väntas bli helt eller delvis kompenserat av en ökad avsättning — kanske till bättre priser — på den inhemska marknaden.

Frågan om hur man på längre sikt skall kunna säkerställa den mellansvenska järn- och stålindustrins malmförsörjning på ett rationellt och kvalitetsmässigt tillfredsstäl- lande sätt kommer sannolikt att under de närmaste åren att tilldra sig större intresse än problemen kring exportmöjligheterna för järnmalmen.

• Sida 94
•  Original

Prospektering i Mellansverige — bakgrund, förutsättningar och önskemål

Utarbetad av Erland Grip och Sture Werner

1 Inledning

Malmer förekommer inte regellöst fördelade i jordskorpan utan följer var och en efter sin art vissa bergartsserier och tektoniska strukturer. I det svenska urberget är mal- merna nästan helt bundna till ytligt bildade bergarter som senare genom nedsänkning till djupare och varmare zoner och under bergskedjeveckning blivit mer eller mindre starkt omvandlade. I Mellansverige ligger stora stråk av sådana vulkaniska och sedi- mentära bergarter liksom simmande i andra, s.k. djupbergarter, vilka uppstått ur mag- mor som trängt upp och stelnat i kallare berggrund eller fått sin grova struktur ge- nom omkristallisering av någon ytbergart. Den malmförande serien eller leptitforma- tionen som den kallas i Bergslagen visar en i växlande grad framträdande lagrings- struktur och såväl järnmalmer som sulfid- malmer följer med förkärlek vissa av dessa lager och bildar på många håll långa stråk som kan följas miltals i raka eller vindlande band. Ibland är den geologiska bilden av berggrunden ganska enkel, men ofta kom- pliceras den av veckningar och förkastning- ar och kanske dessutom av intruderade djupbergarter.

Rena sedimentbergarter, särskilt skiffer, intar också stora delar av Mellansverige. Den mäktigaste serien av sådana ligger över leptitformationen i lagerföljden. Malmerna når upp till denna sedimentserie eller ett

stycke upp i dess undre delar men inte gärna längre.

Horisonter lämpliga för malmbildningar är sålunda vissa bergartslager eller gräns- ytan mellan dem och särskilt när där dess- utom finns samlande strukturer såsom däm- mande skikt, veckningar av olika slag, över- skärande skiffrigheter och särskilt för sul- fidmalmer dessutom lämpligt avstånd från en malmbringande intrusivbergart. Den temperatur som härskat i olika delar av berggrunden vid tiden för malmbildningen är också en faktor av största betydelse, lik- som även då rådande tryckförhållanden.

2 Historik

Redan vid tiden för Kristi födelse fram- ställde man järn i Mellansverige ur de där allmänt förekommande sjö- och myrmal- merna, och dessa utgjorde den förnämsta råvaran för järnframställning ända in på 1200-talet då man började använda järn- malm ur fast klyft. Vid sidan av bergmal- merna spelade sjö- och myrmalmema ändå en viss roll ända in på 1900-talet.

Ädlare malmer började brytas och be- arbetas i Mellansverige under 1000-talet. Falu koppargruva var med säkerhet i drift under senare delen av detta sekel och Gar- penberg var i drift under 1300-talet men kan vara äldre. Under 1300—talet började man också bryta flera silvergruvor såsom Östra och Västra Silvberg och möjligen

• Sida 95
•  Original

också Lövås. Då rådde ett stort uppsving för bergshanteringen i Mellansverige inte bara i fråga om koppar och silvermalmer utan också i fråga om järnmalmer.

Under 1400-talet och framför allt under Gustav Vasas tid på 1500-talet togs många förekomster upp till brytning t. ex. koppar- malmema Håkansboda och Riddarhyttan och silvermalmerna Sala och Ryllshyttan. Gustav Vasa visade ett mycket stort intresse för bergshanteringen och dess utveckling och gav den sitt hela stöd.

Karl IX var liksom fadern livligt intres- serad av bergsbruk och framför allt för bryt- ning och smältning av ädlare malmer. Han vidtog också åtgärder för att man skulle finna mer malm och sände för detta ända- mål ut särskilda malmletare, först i Bergs- lagen men sedan också i andra delar av landet. Ett stort antal förekomster hittades under denna tid, varav den viktigaste var Nya Kopparberget eller Ljusnarsberg, som fortfarande är i drift ehuru i blygsam skala.

Genom Gustav II Adolf grundades år 1630 en bergsöverstyrelse som sedermera fick namnet Bergskollegium. Denna institu- tion verkade för mer målmedvetet och bättre organiserat arbete inom bergshante- ringen och malmletningen. En fast stab av malmletare anställdes och ställdes un- der bergmästamas direkta uppsikt. Dessa malmletare skulle årligen avlämna rapporter till Bergskollegium och deras verksamhet kom även att omfatta andra göromål så- som att undervisa allmogen i gruvlagstift- ningens grunder, att för varje år besiktiga och beskriva någon ny begränsad trakt med avseende på berg, vatten och skog och att sända in mineralprov med berättelse över nya fynd till vederbörande bergmästare. Dessa statliga malmletarbefattningar fanns kvar ett par hundra år. De flesta av dem drogs sedan in år 1812, men i Norrbotten fanns sysslan kvar ända till år 1853. Vid sidan av den statligt organiserade malmlet- ningen har naturligtvis under alla tider även förekommit privat malmletning. Det är svårt att få ett riktigt begrepp om dess om- fattning under gångna tider, men det är sannolikt att varje gruvföretag i första hand

lät genomleta den närmaste omgivningen kring sina gruvor och sedan kanske också sina mer avlägsna marker.

Den systematiska malmletningen från så- väl statligt som privat håll hade till följd att ett stort antal mineralförekomster upp- dagades och undersöktes även om i Bergs- lagen de mera betydande förekomsterna re- dan var hittade.

Ett antal stora gruvföretag har mer eller mindre kampanjevis utfört malmletning även i större skala, och särskilt efter första världskriget började en omfattande prospek- tering i olika delar av landet utom från statlig även från privat sida. Bl. a. började då Boliden—företagets stort upplagda pro- spektering som alltjämt fortgår och till vä- sentlig del även berört mellersta och södra Sverige.

Under århundraden var man vid malm- letning hänvisad till att undersöka de delar av berggrunden som gick i dagen i form av hällar eller hade blottats på annat sätt. De jordtäckta delarna däremot, som ut- gjorde den allra största delen av landet, kunde man svårligen komma åt. I slutet av 1600-talet uppfanns emellertid ett malm— letningsinstrument som skulle få den allra största betydelse för prospekteringen och det var gruvkompassen, en kompass i vilken nålen är rörlig inte bara i horisontal utan också i vertikal led. Gruvkompassen gav utslag över malmförekomster även där de var helt jordtäckta och med dess hjälp kunde man följa malmförande stråk och blotta dem genom grävning där dragen var som starkast eller det i övrigt befanns lämp— ligt. Med detta enkla instrument som snart fick vidsträckt användning har de flesta magnetiska malmer här i landet påträffats.

Under de senaste femtio åren har skett en mycket snabb utveckling av malmlet- ningsinstrument och metodik och de nya och förbättrade metoderna har också kom- mit till användning i Mellansverige. Varje nyhet i fråga om instrument och metod har medfört förnyade och koncentrerade pro- spekteringar — gruvkompass, Tibergs våg och magnetometrar — för att nämna några magnetiska instrument. En verklig malm-

• Sida 96
•  Original

letningsrush började i Bergslagen några år efter andra världskriget. Den omedelbara anledningen till detta var att man genom de då nya flygmagnetiska mätningarna fått en metod att snabbt och till billigt pris övermäta stora områden. Därmed är vi inne på moderna malmletningsmetoder och dessa kommer att behandlas utförligt längre fram.

3 Modern malmletning 3.1 Geologiska metoder Den enklaste och säkerligen den ursprung- ligaste av alla malmletningsmetoder är att gå omkring och leta efter malmanledningar i alla blottningar av fast berg som finns i en trakt. Fortfarande är detta något som inte bör försummas när man börjar en malmletning i ett nytt område men i Mel- lansverige är utsikterna att finna ett ut— gående av en riktig malm numera inte så stora. Det är emellertid inte nödvändigt att finna riktig malm i en häll. Svagare mine- raliseringar är många gånger också av stort värde och kan, liksom s.k. omvandlings- bergarter ge viktiga upplysningar om var en mahn kan vara att söka. Malmer brukar vanligen vara omgivna av en mer eller mindre vid zon av omvandlingsbergarter. De kan vara av många olika slag, var och en utmärkande för en viss malmtyp eller ett visst område. Skambergarter omkring såväl järn- som sulfidmalmsförekomster är så- lunda vanliga i Bergslagen och kisförekoms- ter kan också vara omgivna av sericit- och kloritkvartsiter. Omvandlingsområdena upp— tar oftast en yta som är flera gånger så stor som själva malmens utgående och därför är de också lättare att spåra upp. Även andra bergarter i hällama kan ge malmletaren viktiga upplysningar. Finner han granit är utsikterna till malmfynd små medan vulkaniska bergarter, särskilt sådana som på ett eller annat sätt är deformerade, ger betydligt gynnsammare förutsättningar.

Geologiska kartor I samband med undersökningen av blottat berg kan man lämpligen också studera de

lösa jordlagren ty de kan ge upplysningar om underliggande berggrund. De kan inne- hålla brottsstycken inte bara av bergarterna där utan ibland också av malmer.

Om besiktningama ger vid handen att malmförekomster är att vänta inom områ- det i fråga så bör en berggrundskartering utföras. På lämpligt topografiskt underlag inritas alla hällar och med färger eller sym- boler markeras olika bergarter och rikt- ningarna för bandning, skiffrighet, stäng- lighet, veckaxlar m.m. Med ledning av de så registrerade observationerna kan en berggrundskarta sedan konstrueras. Denna utgör ett mycket viktigt underlag för vidare prospektering. Malmerna är bundna till vissa bergarter och strukturer och med led- ning av kartan kan man då se var man bör koncentrera fortsatta arbeten. Särskilt i starkt jordtäckta områden kan det ofta vara vanskligt att efter ett glest observationsnät någorlunda säkert konstruera fram bergarts— gränser och då kan geofysiska mätningar ge viktiga ledlinjer. På magnetisk eller elektrisk väg kan en del bergarter såsom grönstenar och skiffrar ofta i detalj följas, men därom mera i kapitlet om geofysisk malmletning. Redan nu bör dock sägas att vid en mo- dern berggrundskartering geofysiska meto- der alltid bör användas tillsammans med de geologiska.

Malmblock En karta över jordarterna i malmmiSStänkta områden är ofta till god hjälp. Lösa malm- block i moränen har mycket ofta givit de första anvisningarna om att mahn finns i trakten. Redan på 1700-talet kände man till att malmblock gav värdefulla uppgifter om förekomster i deras närhet och en av den tidens stora bergsmän, Daniel Tilas, har också i skrift påpekat detta.

Under de första årens malmletningar i Västerbotten fann man snart att malmbloc- ken i moränen kunde ge mycket viktiga an- visningar för prospekteringen. En särskild blockletningsmetodik utvecklades och förfi- nades sedan alltmer med åren. Om man hittar ett malmblock så söker man efter fler i närheten och man finner också van-

• Sida 97
•  Original

ligen sådana. Man lägger noggrant in dem på en karta där de då i regel samlar sig i en sträng eller svans som är utdragen i den riktning inlandsisen en gång drivit fram över landet. Den riktningen har för övrigt också registrerats i berghällar och kan an- läsas på där befintliga isräfflor.

Blockletningen som användes med fram- gång även i Mellansverige har blivit en så viktig gren av malmletningen att speciellt härför utvalda och tränade personer an- ställts av såväl SGU som privata företag och bildar en särskild yrkesgrupp. Block- letning kanske vid sidan av många känsliga geofysiska metoder förefaller primitiv och ålderdomlig, men faktum är att den alltjämt utgör en av malmletningens allra viktigaste hjälpmedel.

För att rätt utnyttja de blockfynd som gjorts under blockletningarna gör man sam- tidigt gärna upp en jordartskarta. En sådan kan ofta förklara oregelbundenheter och av- brott i framletade blocksvansar och även ge upplysningar om berggrundens topografi.

Geologi från luften Fotogeologi är ännu ett hjälpmedel vid malmletningen. Genom att studera vertikalt tagna fotobilder i stereoskop kan man finna många drag av geologiskt intresse såsom bergartsgränser, tektoniska linjer och jord- artsfördelning. Hela Sverige är numera flyg- fotograferat av Rikets Allmänna Kartverk och flygbilder kan erhållas därifrån. En fotogeologisk studie är ett gott komplement till andra undersökningar och bör därför inte försummas. Fotobilden utgör också ett utmärkt underlag för inläggning av olika fältobservationer och är därför redan i och för sig ett nyttigt hjälpmedel för malmleta- ren.

Geologi under jord Malmletning utföres inte bara ovan jord utan också i gruvorna. För att en under- jordsprospektering skall bli framgångsrik fordras att gruvan karteras och undersökes geologiskt mycket omsorgsfullt. De geolo- giska undersökningarna i gruvorna har inte bara betydelse för prospektering i omedel-

bar närhet av redan kända malmkroppar utan ger också viktiga anvisningar och un- derlag till analogislut för den malmletare som arbetar ovan jord. Genom geologisk kartering av gruvan har man fått en rymd- bild av berggrunden i det parti som berörts av underjordsarbetena, men den bilden kan också stå som modell för trakten omkring. Fältgeologen har lättare att göra sig en rymdbild också av denna, vilket är av största vikt när han söker efter djupare belägna malmer.

Mikrogeologi

Vid kartering och undersökning i fält kan geologen inte alltid entydigt bestämma alla de bergarter och mineral som han påträffar. Han måste ta prover och göra mikrosko- piska undersökningar och kanske också analyser när han kommer hem. Det gäller inte bara att sätta rätt namn på bergarterna utan också att studera deras variationer och eventuella omvandlingar. En preparator skär med diamantsåg ut en tunn skiva av bergarten. Den fästes på en glasskiva och slipas ner ända till 0,02 mm tjocklek. Så fästes en tunn glasskiva med ett särskilt harts på preparatet och den mikroskopiska undersökningen i genomfallande polariserat ljus kan börja. De olika mineralen i berg— arten kan bestämmas till art och samman- sättning och genom mineralkornens form och utseende kan man dra slutsatser om bergartens bildningssätt och senare öden. Om man skall undersöka ogenomskinliga malmprover så poleras en yta ytterst slät och blank och man betraktar den i reflek- terat ljus under mikroskopet. Även då kan de olika mineralen bestämmas och man fin- ner bl. a. på vilka mineral de olika metal— lerna fördelar sig.

Trots känsliga instrument såsom mikro- skop med flera hundra gånger förstoring och flygkameror som fotograferar från flera tusen meter höjd är hammaren och ett sunt förnuft fortfarande fältgeologens förnämsta hjälpmedel. »Mente et malleo» med förstånd och hammare, står sedan snart hundra år tillbaka som valspråk för den vart fjärde år sammanträdande inter-

• Sida 98
•  Original

nationella geologkongressen. Det ligger mycket i de orden och däri innefattas då även att malmgeologen bör utnyttja alla hjälpmedel som står till buds och sam- arbeta med specialister på närliggande äm- nesområden såsom geofysik och geokemi.

3.2 Geofysiska metoder De i naturen förekommande malmfyndig- heterna skiljer sig väsentligt från omgivande bergarter med avseende på en eller flera fundamentala fysikaliska egenskaper som magnetisering, specifik vikt, elektrisk led- ningsförmåga, elastiska egenskaper och ra- dioaktiv strålning. Detta förhållande har ut- nyttjats för utveckling av ett stort antal fysikaliska mätningsförfaranden för lokalise- ring och närmare undersökning av malm- förekomster. Alltefter de egenskaper som utnyttjas talar man om magnetiska, gravi- metriska, elektriska, seismiska och radioak— tiva metoder.

Magnetiska metoder Malmemas och bergartemas magnetiska egenskaper bestämmes i helt dominerande utsträckning av deras innehåll av magnetit (Fe304) och magnetkis (FeS), vilka mine- ral båda är ferromagnetiska. Magnetit är malmmineralet i huvudparten av vårt lands järnmalmer, de s.k. svartmalmerna eller magnetitmalmerna, och förekommer dess- utom i större eller mindre mängd som accessoriskt mineral i våra kristallina berg— arter. Magnetkis uppträder ofta i s.k. sul- fidmalmer — ädla malmer med metallerna bundna till sulfidmineral som kopparkis (CuFeSZ), zinkblände (ZnS), blyglans (PbS) — och är även ett vanligt accessoriskt bergartsmineral särskilt inom sulfidmalms- regionernas grafitförande skifferserier. Magnetitmalmer kan betraktas som stora magneter, vilkas magnetfält i malmens när- het har en styrka av samma storleksordning som det normala jordmagnetiska fältet. Det är därför lätt att lokalisera magnetitmal- mer med hjälp av magnetiska mätningar på marken om malmkroppens övre del går upp nära jordytan. Som kommer att framgå av ett senare avsnitt är det i dag också möjligt

att lokalisera magnetitmalmer, som ligger på betydande djup. Sulfidmalmer kan där- emot som regel icke lokaliseras enbart med hjälp av magnetiska mätningar även om man mycket ofta erhåller magnetiska »stör- ningsfält» över dessa, om de når nära mark- ytan. Svårigheterna ligger framför allt däri att det vanligen uppträder ett flertal andra magnetiska störningsområden (anomalier) av liknande typ och intensitet, varför den magnetiska anomalin i sig själv icke är nå- got säkrare indicium för att det anstår en sulfidmalm.

Magnetiska mätningar kan också ge all- männa geologiska informationer som möj- liggör en mera detaljerad och tillförlitlig kartering. Olikheter i bergartlagrens magne— tisering till följd av varierande magnetit- halter ger upphov till störningsfält, som på en magnetisk karta ofta framträder som väl avgränsade anomali-stråk eller anomali-ob- jekt, varur stupnings- och strykningsrikt— ningar, bergartsgränser och förkastningar samt veckstrukturer som synklinaler och antiklinaler kan avläsas.

Man har historiskt belägg för att magne- tiska mätningar användes i Bergslagen re— dan på 1600-talet av så kallade malmletare vid eftersökande av jämmalmsförekomster. De instrument som då användes torde varit föregångare till den under 1700- och 1800- talen mycket använda gruvkompassen. Un- der senare hälften av 1800-talet framkom i Sverige den s.k. Thalén—Tiberg-magneto- metern, som möjliggjorde mera systema- tiska undersökningar för uppletning och närmare studium av järnmalmsfyndigheter. Detta instrument som i viss utsträckning ännu användes — speciellt vid mätningar nere i gruvornas ortsystem -— har haft stor betydelse för gruvhanteringen i Bergslagen. Genom systematiskt upplagda mätningar som utförts i uppstakade rutsystem på mar- ken har man kunnat lokalisera och ibland även uppskatta malmareorna av förefintliga magnetitmalmer med utgående i bergytan. Genom mätningar i gruvornas ortsystem har man lokaliserat nya malmkroppar som icke når tillräckligt nära markytan för att kunna indikeras ur ovanjordsmätningarna.

• Sida 99
•  Original

Alla dessa mätningar har gjorts och bearbe- tats efter ett väl standardiserat och enhetligt system och presenteras på kartor av god kvalité. Detta kartmaterial, som fortfarande är synnerligen värdefullt för prospektering och malmvärderingar i Bergslagen, torde i allt väsentligt finnas arkiverat vid gruv— förvaltningama i Bergslagen.

I början av 1920-talet tillkom den första precisionsmagnetometem (Schmidt-vågen) för noggranna magnetiska mätningar och den har senare följts av andra konstruktio- ner. Medan man med Thalén—Tiberg-instru- mentet kan mäta med en noggrannhet som svarar mot ungefär 0,5% av det normala jordmagnetiska fältet (0,5 gauss) är mät- noggrannheten för en modern magnetome- ter ungefär 100 gånger större och har bringats till den noggrannhetsgräns som är praktiskt möjlig att utnyttja. Genom infö- randet av de nya instrumenten har man väsentligt ökat möjligheterna att lokalisera djupbelägna magnetitmalmer och magne- tiskt kartera och utreda utbredning och ka- raktär av geologiska strukturer.

Efter det senaste världskriget har fram— kommit tekniskt avancerad instrumentering och metodik för magnetiska mätningar från flygplan. Detta har öppnat praktiskt taget obegränsade möjligheter att utföra magne- tiska översiktsmätningar för prospektering och geologisk kartering. I ett flertal länder pågår i dag eller har redan avslutats syste- matiska flygmagnetiska karteringar syftande till att framställa landsomfattande magne- tiska kartverk. Dessa är avsedda att tjäna som underlag både för allmän geologisk kartering och forskningsverksamhet och för malmprospektering och andra speciella verksamhetsområden inom näringslivet t. ex. projektering av anläggningsarbeten.

I slutet av 1940-talet inleddes i Bergsla- gen en intensiv malmletning från luften. Mätningarna utfördes av flera olika företag, med olika apparatur och för många olika uppdragsgivare. Hela den malmförande de- len av Mellansverige är nu magnetiskt och delvis också elektriskt och radiometriskt mätt från luften. Ett flertal nya malmföre- komster påvisades genom dessa undersök-

ningar. För framställning av en samman- hängande magnetisk kartbild av Bergslagens berggrund är emellertid dessa mätningar ej särskilt väl ägnade även om de skulle stäl- las till förfogande av alla de olika upp- dragsgivarna. Mätningarna är utförda för speciella malmletningsändamål, flyghöjd och linjeavstånd varierar starkt och flera olika mätmetoder har använts.

En hel nymätning bör av dessa skäl ut- föras och som mall för en sådan skulle kunna stå en flygmagnetisk kartering som i samband med den pågående järnmalmsin- venteringen i Norrbottens län kartbladsvis utföres av SGU i skala 1: 50 000. Mätning- arna göres i form av kontinuerliga registre- ringar längs ett system av parallella linjer som flygs på en höjd av ca 30 m över mar- ken och med ett linjeavstånd av 200 meter. Flyglinjema lägges parallth med kartbla- dens ostvästliga eller nord-sydliga kanter allteftersom den ena eller andra av dessa riktningar går mera vinkelrätt mot den för- härskande strykningsriktningen hos berg- artslagren inom kartbladet. Den låga flyg- höjden och de tätt lagda flyglinjema tillåter uppritandet av en mycket detaljrik magne- tisk kartbild som visat sig vara synnerligen väl avpassad för prospektering under svenska förhållanden.

Sedan ett tiotal år tillbaka finnes också s.k. borrhålsmagnetometrar för magne- tiska mätningar i diamantborrhål. Dessa in- strument har fått en allt större användning såväl för den rena prospekteringen som vid undersökningsarbeten i samband med gruv— drift. De kan förväntas bli av särskilt stor betydelse för de alltmer aktuella djupunder- sökningama med mycket långa borrhål.

Gravimetriska metoder

Såväl järnmalmer som sulfidmalmer har i regel en högre spec. vikt än omgivande bergarter. Vid tyngdkraftsmätningar på markytan ovanför en malmkropp erhåller man därför ett något högre värde på tyngd- kraften än normalt, varvid storleken av det tillkommande stömingsfältet är proportio- nell mot skillnaden i spec. vikt mellan

• Sida 100
•  Original

malmmaterialet och den omgivande berg- arten. För järnmalmer med brytvärda halter varierar nämnda spec, viktskillnad från 1— 2,5 för fattiga till mycket rika malmer. För sulfidmalmer av svavelkistyp är motsva- rande spec. vikt—differens ung 0,5—2. Sulfid- malmer med litet kisinnehåll som t. ex. kopparhårdmalmer och molybdenförekoms- ter har en spec. vikt som vanligtvis endast är obetydligt högre än sidobergarten. Dessa sistnämnda malmtyper kan därför vara omöjliga att lokalisera med hjälp av tyngd- kraftsmätningar.

Sedan de moderna gravimetrama kom fram före andra världskriget har tyngd- kraftsmätningar kommit till allt större an- vändning för uppletning och undersökning av malmkroppar. Från början utnyttjades gravimetermätningar huvudsakligen vid sul- fidmalmsprospektering och speciellt i syfte att granska och värdera elektriska indika- tioner och avgöra om dessa var orsakade av malmer av svavelkistyp med relativt hög spec. vikt eller t. ex. värdelösa grafitförande skiffrar vilkas spec. vikt ej väsentligt avvi- ker från omgivningen. Numera används emellertid gravimetermätningar i lika stor utsträckning för uppletning och undersök- ning av järnmalmer. Detta har inneburit att man dels fått möjlighet att lokalisera mag- netitfria blodstensmalmer som icke ger upp— hov till några magnetiska anomalier, dels kunnat införa nya metoder för kvantitativa malmberäkningar. Bl. a. pågående järn- malmsundersökningar i Kirunaområdet har visat att införandet av gravimetermätningar inneburit ett stort framsteg. Under de se- naste 10 åren har t. ex. inom detta område lokaliserats flera blodstensmalmer av bety- dande dimensioner, som endast kunnat in- dikeras med hjälp av gravimetermätningar. Malmberäkningar på grundval av gravime- termätningar som utförts på senare uppbor- rade fyndigheter (Leveäniemi, Kaunisvaara) har givit belägg för att tillförlitliga malm— uppskattningar kan utföras på detta sätt. I vissa fall (t. ex. Leveäniemi) är det möjligt att direkt uppskatta en fyndighets hela malmtonnage. I andra fall (t. ex. Kaunis- vaara) måste man inskränka sig till att be-

räkna malmtonnaget per sänkmeter för malmens översta del.

Liksom förhållandet är vid magnetiska mätningar så är användningen av tyngd- kraftsmätningar icke begränsad enbart till lokalisering och undersökning av malmfyn- digheter utan gravimeterundersökningar kan även ge ett viktigt underlag för studier av olika bergarters utbredning och geolo- giska strukturers uppbyggnad. Så är det t. ex. lätt att särskilja mellan utbredningen av sura och basiska bergarter vilkas spec. vikt som regel skiljer sig ganska markant (sura bergarter 2,6—2,7, basiska bergarter 2,8—3,1). Men det kan även vara möjligt när det gäller stora objekt att skilja ut olika typer av sura bergartsled även om spec. vikt-skillnaden för dessa endast skulle upp- gå till några hundradelar. Man har flera ex- empel på gravimeterundersökningar för rent allmänt geologiskt ändamål där man t. ex. kunnat kartera utbredningen och tjockleken av granittäcken eller förekomsten av granit- pluggar samt kunnat studera byggnaden av anti- och synklinaler. Det har visat sig att kombinationen av magnetiska och gravi- metriska mätningar ofta i hög grad ökar säkerheten och omfånget av undersöknings- resultaten. Man använder sig därför i allt större utsträckning av sådana kombinerade mätningar.

Tyngdkraftsmätningar är betydligt dyrare att utföra än magnetiska och elektriska mät- ningar. Detta beror till stor del på att man vid gravimetermätningar även måste be- stämma observationspunkternas höjd och position med stor noggrannhet vilket drar en större kostnad än själva gravimetermät- ningarna.

Med en modern gravimeter kan man mäta tyngdkraftsfältet med en noggrannhet av en hundradels milligal vilket i runt tal svarar mot en hundra miljondel av det nor- mala tyngdkraftsfältets styrka. Då tyngd- kraftsfältet på markytan avtager med 30 hundradels milligal per meter i vertikal led, bör observationspunkternas höjd bestämmas med en noggrannhet av ungefär 1 cm för att höjdkorrektionen skall kunna beräknas med önskvärd noggrannhet. Vidare varierar

• Sida 101
•  Original

det normala tyngdkraftsfältet med latituden. I Sverige ökar tyngdkraftsfältet åt norr med ett belopp som i runt tal svarar mot 0,07 milligal per hundra meter. Man måste så- ledes känna observationspunkternas läge på något tiotal meter när, för att kunna be- stämma latitudkorrektionen med samma noggrannhet som det avlästa värdet på tyngdkraften. Man har vidare att ta hänsyn till omgivande terrängformationers inverkan på tyngdkraften. Allt detta medför ett vä- sentligt merarbete utöver det som själva tyngdkraftsmätningen kräver.

Elektriska metoder

De flesta malmmineral i våra sulfidmalmer som kopparkis, svavelkis, blyglans, magne- titkis och arsenikkis är mycket goda elek- triska ledare. Detsamma gäller även magne- tit. Undantag från regeln är dock zinkblände och järnglans (hematit) som båda är att be- trakta som isolatorer när de uppträder i absolut ren form. Ett flertal manganmine- ral som braunit, hausmanit, manganit är också mycket dåliga elektriska ledare. Gra- fit som uppträder i form av grafitförande skiffrar av stor utbredning inom våra sul- fidmalmförande regioner har däremot en mycket god elektrisk ledningsförmåga. Berggrundsmineralen i övrigt kan betraktas som isolatorer. Den kristallina berggrun- dens elektriska ledningsförmåga bestäms därför i första hand av vatteninnehållet och i vattnet lösta salter och är således i hög grad en funktion av porvolymen.

Malmemas elektriska ledningsförmåga är icke enbart en funktion av innehållet av malmmineral utan också av sättet för malm- mineralens fördelning. De flesta typer av kismalmer, som förekommer i vårt land, har en mycket god elektrisk ledningsför- måga. Vissa extrema typer av s.k. koppar- hårdmalmer liksom molybden- och vol- framförekomster utgör dock undantag från denna regel trots att malmmineralen i sig själva har hög elektrisk ledningsförmåga. Blodstensmalmernas elektriska ledningsför- måga är av samma storleksordning som omgivande bergarters medan magnetitmal— merna är relativt dåliga ledare om jämhal-

ten understiger 30% men konduktiviteten ökar snabbt med växande Fe-halt ovanför denna gräns.

De elektriska metodernas utveckling har haft en avgörande betydelse för prospek- teringen efter sulfidmalmer, då som vi ti- digare sett dessa som regel icke kan loka- liseras enbart med hjälp av magnetiska mätningar. Det finns ett stort antal varian- ter av elektriska undersökningsmetoder vilka lämpligen kan indelas i tre huvud- grupper nämligen: 1. metoder, där man an- vänder sig av naturliga elektriska strömmar, 2. konduktiva metoder, där man tillför ström till marken genom i marken nedsatta strömelektroder och 3. induktiva metoder, där man inducerar elektriska strömmar i de ledande kropparna med hjälp av på mar- ken utlagda strömslingor. Till den första gruppen hör den s. k. egenpotentialmetoden, som grundar sig på det förhållandet att en kismalm som utsätts för kemisk vittring med inverkan av luft och grundvatten ger upphov till en elektrisk ström genom malm- kroppen och berggrunden däromkring och i princip verkar som ett elektriskt batteri. Genom att uppmäta spänningsfördelningen i markytan kan man lokalisera malmkrop- pen och sluta sig till dess belägenhet. Denna metod användes för första gången i början på detta sekel på Balkan där nya malm- kroppar kunde lokaliseras. Metoden har dock visat sig mindre användbar i de svenska sulfidmalmfälten då det ofta inträf- far att betingelserna för uppkomsten av de naturliga strömmarna kring malmkropparna icke föreligger.

De först utvecklade metoderna under grupp 2 och 3 utexperimenterades i Skel- leftefältet och fick sedan under hand sprid- ning över hela världen. År 1918 kunde bergsingenjören Hans Lundberg lokalisera kismalmfyndigheten Kristineberg med hjälp av elektriska mätningar enligt den s.k. »ekvipotentiallinjemetoden». Sex år senare upptäcktes Bolidenmalmen på grundval av elektriska indikationer som erhållits med en av bergsingenjör Karl Sundberg utarbetad induktiv malmletningsmetod, där primärfäl- tet alstrades av en i terrängen utlagd rek—

• Sida 102
•  Original

tangulär trådslinga med kilometerlånga si- dor, som matades med växelström (ung. 500 per. / sek.). Man kan betrakta dessa av Lund— berg och Sundberg utvecklade elektriska metoder som huvudrepresentanter för grupp 2 resp. grupp 3 av vilka senare tillkomna metoder utgör större eller mindre variatio- ner. Beträffande de konduktiva metoderna bör dock observeras att det under de se- naste åren tillkommit en principiellt ny grupp som bygger på inducerad polarisation. En av metodutvecklingarna innebär att en kraftig ström under kort tid (strömpuls av fixerad längd: 5—30 sek. användes) sändes genom marken varvid polarisationsspän- ningar bildas vid malmernas begränsnings- ytor eller vid malmmineralen. Sedan ström- men brutits mäts urladdningsförloppet genom Uppmätning av spänningen mellan i marken nedsatta potentialelektroder. En- ligt ett annat förfaringssätt använder man sig av växelström i stället för strömpulser, och mäter spänningen mellan potential- elektroderna vid två olika frekvenser (pe- riodtal 0,5 och 10 t. ex.).

Vad beträffar induktiva metoder så har man under senare år börjat använda sänd- ningarna från s.k. Vlf-stationer (långvågiga radiostationer) som prirnärfält i det att man på marken uppmäter de elektromagnetiska stömingsfält som orsakas av de strömmar som radiostationernas sändarfält induce- rar i malmkropparna. Det finns också na- turliga elektromagnetiska fält som utbreder sig över jordytan och härrör från tropiska åskväder och dylikt. I detta fall är det frå- ga om en elektromagnetisk strålning som täcker ett stort frekvensområde. Man söker i detta fall mäta upp det störande elektro- magnetiska fältet från malmen som härrör från en eller flera utvalda frekvenser.

De induktiva metoderna har visat sig mest användbara för svenska förhållanden. Vissa malmtyper som äro mycket dåliga le- dare kan dock icke indikeras med hjälp av induktiva metoder. I dessa fall kan man ofta med fördel använda vissa varianter av konduktiva metoder däri inbegripet induce- rad polarisation. När det har gällt att söka utveckla instrumentering för mätningar

från flygplan har man av naturliga skäl va- rit hänvisad till induktiva metoder. Det finns i dag flera sådana metoder och instrumenteringar utvecklade. Själva flyg- ningarna och registreringarna tillgår på lik— artat sätt som vid magnetiska flygmätningar och det är numera ganska vanligt, att man gör samtidiga magnetiska och elektriska mätningar från samma flygplan.

Seismiska metoder

De seismiska metoderna bygger på använd- ningen av elastiska (seismiska) vågor för undersökning av jordlager och berggrund. Då fortplantningshastigheten för dessa vå- gor är olika i olika jord- och bergarter, till följd av variationer i deras elastiska egen- skaper, kommer de seismiska Vågorna att brytas och reflekteras vid gränsytor mellan skikt med olika gånghastigheter. För dessa fenomen gäller samma lagar som tillämpas inom optiken för vanligt ljus. Man kan därför använda sig av begreppen »seismiska strålar» och »seisrnisk strålgång» i samma mening som man talar om ljusstrålar och strålgången för ljusstrålar vid behandling av ljusets brytning och reflexion.

Vid mätningar utsändes seismiska vågor från en »skottpunkt» genom avfyrande av dynamitladdningar och markvibrationema upptages och registreras med hjälp av geo- foner som placeras på vissa på marken ut- valda punkter. För de fall då endast en horisontell gränsyta existerar och gånghas— tigheten är större i den underliggande berg— arten än i den överliggande, kan geofonema träffas av seismiska vågor som följer tre olika strålgångar, nämligen:

1. den räta linjen från skottpunkten till geofonen som representerar den direkta yt— vågens väg.

2. den brutna linje som anger vägen för den mot gränsskiktet reflekterade väg som utgår från skottpunkten och träffar geofo- nen.

3. den av tre räta delsträckor bestående strålgång som anger vägen för den stråle med kortaste gångtid som utgår från skott— punkten och brytes vid gränsskiktet paral-

• Sida 103
•  Original

lelt med detta och efter en viss vägsträcka går upp till geofonen.

Om geofonen befinner sig nära skott- punkten anländer den direkta vågen (1) först. Ökas geofonens avstånd till skott- punkten kommer man emellertid förr eller senare till en punkt där den brutna vågen (3), som har en högre hastighet under sin väg i det undre skiktet, kommer samtidigt med (1) och bortom denna punkt kommer den tidigare. Detta förhållande utnyttjas vid den s.k. refraktionsmetoden, som bygger på en bestämning av gångtidema till de olika geofonerna för den först anlända vå— gen. Ur dessa uppgifter kan gånghastighe- tema i de olika skikten liksom djupen till gränsytoma bestämmas.

Refraktionsmetoden användes i stor ut- sträckning före 1930 vid oljeprospektering men har efter hand blivit alltmer tillbaka— trängd av den s.k. reflexionsmetoden. Djupet till gränsytan emellan två bergarts- formationer bestäms i detta fall genom upp- mätning av gångtiden för en seismisk våg som alstras vid jordytan och vid gränsytan reflekteras tillbaka mot geofonen. Den re- flekterade vågen anländer emellertid senare till geofonen än den direktgående ytvågen (1). För att reflexionen skall kunna upp- täckas på registreringen fordras därför, att vibrationer i markytan som framkallas av övriga vågor till större delen hunnit dö bort innan reflexionsvågen anländer. Av denna anledning kan man vanligen icke bestämma avståndet till skikt som ligger på mindre djup än ca 500 meter. För flera uppgifter inom ingenjörsgeofysik och anläggningstek- nik som t. ex. jorddjupsbestämningar och berggrundsundersökningar i samband med projekteringsarbeten går därför endast re- fraktionsmetoden att använda.

Medan de seismiska metoderna är av fundamental betydelse för oljeprospekte- ringen har de hittills i vårt land icke kom- mit till någon egentlig användning inom malmprospektering om man bortser från så- dana sidoordnade saker som bestämning av jorddjup i samband med planering av jord- avrymningar över malmförekomster eller diamantbormingar från dagen. Ett visst ut—

vecklingsarbete har dock bedrivits, speciellt av den tyska firman Seismos, för att få fram seismiska metoder för lokalisering av malmer. Några verkligt betydelsefulla fram- steg synes dock ännu icke ha gjorts.

I flera länder, speciellt i Ryssland, an- vändes seismiska metoder för undersökning av de stora geologiska strukturerna inom malmförande regioner. Dessa undersök- ningar är mycket kostsamma och det är av denna anledning svårt att bedöma i vad mån dylika seismiska strukturundersök- ningar kan ekonomiskt motiveras för en djupprospektering i Bergslagen.

Radiometriska mätningar Utvecklingen av geofysiska metoder för radiometriska mätningar blev aktuell i sam- band med att efterfrågan uppstod på uran- metall för driften av atomreaktorer. De radioaktiva metodernas användbarhet är emellertid icke begränsad till mätningar ef- ter uranmalmer utan kan i vissa fall an- vändas med framgång för geologiska under- sökningar och strukturundersökningar.

Den radioaktiva strålningen uppstår vid spontant sönderfall av vissa ämnens atom- kärnor varvid man skiljer mellan tre typer av strålning, nämligen: alfastrålning, som utgöres av heliumkärnor, betastrålning, som är en elektronstrålning och gammastrålning, som är en energistrålning i form av fotoner. Det är endast gammastrålningen som är av betydelse för mätningarna i fält, då såväl alfa— som betastrålningarna har en mycket liten genomträngningsförmåga och snabbt absorberas redan vid passagen genom luf- ten eller tunna vattenhinnor. Den i na- turen förekommande radioaktiva gamma- strålningen härrör från några få radioaktiva sönderfallskedjor från isotoper av neptu- nium, uran och thorium samt från kalium- isotopen (K40) och en del sällsynta jord- arter.

Vid radiometriska mätningar på marken eller från flygplan användes numera huvud- sakligen s. k. scintillometrar. Själva detek- torenheten utgöres vanligen av en tallium- aktiverad natriumjodidkristall som upp- fångar infallande fotoner varvid fotonemas

• Sida 104
•  Original

energi omvandlas i ljusblixtar. Ljuset faller på fotoceller i en fotomultiplikator och om— vandlas till elektriska spänningspulser vilkas antal registreras. Vid mera avancerade ut- rustningar s.k. gammaspektrometrar, som börjat användas vid mätningar från flyg- plan, kan man göra en uppdelning av spän- ningspulserna efter deras amplituder och därmed också gruppera de infallande foto— nerna efter deras energi i ett antal olika energiintervall (kanaler) som registreras. Man erhåller på detta sätt en bild av gam- mastrålningens energispektrum.

Även gammastrålningen har en snävt be- gränsad genomträngningsförmåga; ett mo- räntäcke eller ett vattenskikt av någon me- ters tjocklek absorberar nästan all den gammastrålning som kommer underifrån. Man kan i stort sett säga att den gamma- strålning man mäter ovanför markytan härrör från de 2—3 översta decimeterna av jordtäcket eller berggrunden. Att man likväl kan ha möjligheten att upptäcka en uranmalm under ett tjockt jordtäcke med hjälp av strålningsmätningar hänger sam- man med att dels malmmaterial i form av block, grus och finare partiklar kan ha förts upp till markytan, dels att radioaktivt ma— terial har lösts upp i vatten och på så sätt nått upp nära markytan.

Av vad ovan sagts kan man förvänta, vilket också är fallet, att gammastrålningen försvinner över sjöar och att den är starkt reducerad över myrar och vattensjuka om- råden. Över blottade berghällar blir å andra sidan strålningen ofta högre än över jord- täckta områden. Nästan alla bergarter har en viss radioaktivitet varvid kaliumrika bergarter, till följd av den radioaktiva iso- topen K40, som regel är mera radioaktiva än kaliumfattiga. Sura och kalirika berg— arter som graniter och gnejser uppvisar där- för en högre strålningsintensitet än basiska bergarter som grönstenar och gabbror. Det skulle alltså i och för sig kunna vara tänk- bart att radiometriska mätningar skulle kunna ge värdefulla informationer för den geologiska karteringen. Inom vissa unga se- dimentområden har man också funnit att den geologiska bilden framträder mycket

tydligt i de radiometriska mätningarna. ] vårt land, där förhållandena i hög grad kompliceras genom ett inhomogent jord- täcke, är utsikterna att använda sig av radiometriska mätningar som underlag för den geologiska karteringen säkert mycket begränsade. Det är dock att förvänta att erfarenheten på detta område väsentligt kommer att ökas under de kommande åren som följd av att systematiska radiometriska mätningar sedan 1967 utföres av SGU i Norrbottens län samtidigt med flygmagne- tiska registreringar.

Djuppenetrering och upplösningrförmåga vid magnetiska och gravimetriska malm- undersökningar

Magnetiska och gravimetriska mätningar användes, som framgått av det föregående, både för att indikera och för att kvantita- tivt värdera malmfyndigheter. Speciellt för uppletning av malmer på stort djup, men även rent generellt för tolkningen av mät- ningar från flygplan, på marken och i borr- hål, är det av stor vikt att klargöra på hur stort avstånd man har möjlighet att indikera förefintliga malmer. När det gäller järn- malmer, kan detta problem sägas vara lik- tydigt med att ange de minimumkvantiteter järn en malmkropp måste innehålla vid va- rierande avstånd från »mätplanet» eller »mätlinjen» för att kunna indikeras med magnetiska resp. gravimetriska mätningar.

När mätningar utföres med moderna magnetometrar och gravimetrar, är det icke i första hand mätnoggrannheten som be- gränsar möjligheterna att konstatera när- varon och den detaljerade konfigurationen av en malmanomali, utan det förhållandet, att denna kan döljas eller deformeras av andra anomalier (störningar), som exempel- vis orsakas av en magnetitföring i den om- givande berggrunden eller en viss variation i dess spec. vikt. Den allmänna störnings- nivå (»noiset»), som förefinnes på grund av dylika förhållanden, är av högst olika am— plitud inom skilda undersökningsområden. Förutsättningama att indikera förefintliga djupmalmer kan därför växla väsentligt

• Sida 105
•  Original

Minimikvantitet indikerbar metall- mängd vid olika djup (h...). Figur ]. Magnetisk mätning Ia: max.-anom.=100y Ib: max.-grad.=1y/m

Fem = 4,40 x 10'”h”m Fem = 4,67 x 10_”h'm Gravimeter—mätning IIa: max.-anom.=10—'gal Feton=22,0 han] Hb: max.-grad.=10"*gal/m Feton=0,257 ham

Svavelkis: Stuu=0,76 Fem... Kopparkis: Cum= 0,67 Fem... Zinkblände: Znton= 1.31 Few... Bly- glans: Pbton=0,91 Fem...

mellan olika områden och t. ex. vara be- tydligt gynnsammare i ett fall än i ett annat.

För att kunna bedöma möjligheten att lokalisera en malmkropp med hjälp av mag- netiska eller gravimetriska metoder är det, som ovan sagts, nödvändigt att ange vissa villkor, som den aktuella anomalin måste uppfylla med avseende på styrka och form för att den skall kunna upptäckas. Det har visat sig att man dels behöver ange det minsta värde som anomalins totala stör- ningsamplitud (skillnaden mellan maximi- och minimivärdet) måste ha, dels stipulera att förändringen av anomalistyrkan (fältgra- dienten), där denna är som högst, skall uppgå till ett visst minimibelopp. En ut- förligare behandling av detta problem har givits av S. Werner, »Geofysiken i gruv- industrins tjänst» (meddelande från Svenska Gruvföreningen, häfte 7, volym 6, 1961).

I figur ] återges ett diagram från denna pu- blikation som visar vilken minimikvantitet järn som en malm måste innehålla för att kunna indikeras på marken genom magne- tiska och gravimetriska mätningar vid olika djup ner till malmens centrum. Förutsätt- ningama beträffande stömingsamplitud och max. fältgradient anges i figurtexten. Malmkroppen tänkes befinna sig inom en sfär med medelpunkten förlagd i malm- mineraliseringens tyndpunkt och sfärens radie förutsättes icke överstiga halva av- ståndet mellan malmens mittpunkt och markytan.

De heldragna linjerna Ia och 11a 1 dia- grammet hänför sig till villkoren beträf- fande störningamas amplitud. Linjerna Ib och IIb hänför sig till villkoren beträf- fande fältgradienten. Eftersom villkoren (a) och (b) måste vara uppfyllda samtidigt är det de heldragna delarna av linjerna Ia, Ib och IIa IIb som anger den för indikeringen erforderliga minimikvantiteten Fe.

Av diagrammet framgår att en magnetit- malmsförekomst kan upptäckas på betydligt större djup genom magnetiska mätningar än genom tyngdkraftsmätningar. För en malm- förekomst med ett Fe-tonnage av exempel- vis 100 000 ton, blir det högsta magnetiska indikeringsdjupet ca 200 m, medan gränsen för indikeringen vid tyngdkraftsmätningar ligger vid ett medeldjup av 60—70 m. Är Fe-kvantiteten 1 milj. ton blir motsvarande tillåtna maximivärde för malmkroppens djupläge 380 resp. 170 m. För 10 milj. ton Fe kan man avläsa djupvärden på i runt tal 700 resp. 350 m och för 50 milj. ton Fe djupvärdena 1 000 m och 600 m.

3.3 Geokemiska metoder

Sedan huvuddragen av elementens fördel- ning i jordskorpan klarlagts genom Gold- schmidts och Vernadskys grundläggande arbeten under de första åren av detta sekel och grunden därigenom skapats för geoke- misk malmletning började sådan användas i Sverige under 1930-talet. Positiva resultat nåddes i början av 1940-talet när man bl. a. på rent geokemiska grunder kunde visa att Harmsarvets lilla silverförekomst NW om

• Sida 106
•  Original

Falun till sitt ursprung var bunden till ett granodioritmassiv i närheten.

Den geokemiska prospekteringen är starkt beroende av känsliga men snabba och billiga analysmetoder och det dröjde in på 1950-talet innan lämpliga sådana hade ut- vecklats. Då kom emellertid geokemisk pro- spektering i reguljär drift och har sedan utvecklats till att bli ett värdefullt komple- ment till andra malmletningsmetoder.

Man kan skilja på två olika typer av geo- kemisk prospektering. I ena fallet studerar man de geokemiska förhållandena, dvs. elementfördelningen inom ett större eller mindre parti av berggrunden och kan därav dra slutsatser om i vilken riktning man kan vänta sig eventuella anrikningar av malm- mineral. I andra fall studerar man element- fördelningen i lösa avlagringar, t. ex. i bäck- sediment eller i morän. I vattensystem från en mineralförekomst kan vissa element ha fällts ut i sedimenten och genom att följa ett vattensystem uppströms och analysera sedimentprover på vissa metaller kan man i gynnsamma fall leta sig fram till före- komsten. Större intresse för vårt land har emellertid geokemiska moränundersök— ningar, som på ett utmärkt sätt komplette- rar blockletningama. Vid denna form av geokemisk prospektering brukar man ta jordprover efter ett rutnät i terrängen. Ett vanligt avstånd mellan provtagningspunk- terna brukar vara 40 m. Jordproven tas upp genom grävning eller borrning från ett lämpligt djup som kan variera men brukar hålla sig omkring 0,5 m. Förhöjda metall- halter i moränen kan ha orsakats av diffu- sion från en vittrande mineralförekomst i berggrunden direkt under provtagningsplat- sen, men i regel härrör sådana förhöjningar från malm— eller impregnationsblock av större eller mindre dimensioner, kanske bara grus- eller sandkom som sönderdelats genom vittring, varefter metallerna i lös- ningar vandrat ut i omgivningen och fixe- rats där. Sulfidmalmsblock vittrar lätt sönder när de ligger i jordytan och en blockletning kan ibland ge magert resultat även över ett område som ligger i isrikt- ningen från en malmförekomst. I sådana

Figur 2. Principskiss över geokemisk malmlet- ning. Man har här provtagit bäcksediment upp- för ett vattendrag och därvid fått metallöver— skott på de med x markerade lokalerna, men endast normala värden i de med 0 markerade provpunkterna. I den trakt där indikationerna slutar har man fortsatt undersökningen med provtagning av moränen efter ett rutsystem med 40 m mellan provtagningspunkterna. En tydlig i isriktningen utdragen oregelbundenhet har därvid kommit fram och den sammanfaller med en gles blocksvans där malmblocken mar- kerats med trianglar. Indikationssystemet pekar mot malmförekomsten M som så småningom närmare lokaliseras på geofysisk väg för att sedan borras upp.

fall kan en geokemisk undersökning vara värdefull och kan ofta ge goda indikationer som motsvarar en blocksvans i form och utsträckning (jfr figur 2).

Analyserna kan man göra i fält men nu- mera brukar man skicka in jordproverna till ett laboratorium med större resurser, som snabbt och till låg kostnad kan be- handla ett stort antal prover. På en karta förs sedan provens halter av de olika me- tallerna in vid respektive provningsplats. Därefter kan kurvor för lika halter uppritas och man kan utläsa var anomala värden föreligger och hur de är fördelade.

• Sida 107
•  Original

Sedan man fått känsliga och billiga ana- lysmetoder har även undersökningar me- delst geokemi i fast klyft börjat utföras i prospekteringssyfte. Mineralförekomster är i regel omgivna av ett mer eller mindre tjockt skal av s.k. omvandlingsbergarter. Redan detta förhållande har malmletaren länge utnyttjat för att lokalisera förekoms- ter, men på senare tid har man gått längre och studerat elementfördelningen i omvand- lingshöljet. En zonering som ibland kan framträda för blotta ögat visar sig klarare och mer detaljerad i fråga om elementens fördelning i olika zoner. Halten av somliga element ökar från malmen och utåt medan andra minskar. Här har man fått ett hjälp- medel när det gäller att avgöra i vilken rikt- ning en förekomst är att söka. Ännu har visserligen ingen malm här i landet hittats med denna metod, men de hittills vunna resultaten lovar gott för framtiden, framför allt för djupprospekteringens del. Ytterligare underlag torde emellertid behövas. Man kan förvänta en del som resultat av pågående »mineralogisk-kemisk studie över vissa mel- lansvenska järnmalmer» som initierats av Gruvforskningen och som för närvarande utföres på SGU. När man använder geo- kemiska malmletningsmetoder får man en mängd data som skall behandlas innan re- sultatet av undersökningen kan presenteras på ett överskådligt och slutgiltigt sätt. Både för uträkning och uppritning används där- vid datamaskin allt mer och mer.

Geokemisk malmletning är ingen univer- salmetod som utesluter andra metoder, men den är ett gott hjälpmedel som på ett värde— fullt vis kompletterar geologiska och geo- fysiska undersökningar och man kan vänta sig en rask utveckling av denna prospek- teringsgren allteftersom erfarenheten växer.

3 .4 Geokronologi

Ännu ett hjälpmedel som indirekt kan få betydelse för prospekteringen är åldersbe- stämning av bergarter på radioaktiv väg. Den absoluta åldern på olika bergartsled kan uppmätas och man kan få bekräftelse på de bestämningar som under den geolo-

giska karteringen gjorts av de relativa åldersförhållandena mellan bergartsleden, men som av olika skäl, bl. a. bristande blott- ningar av kontaktzoner, kan vara mycket osäker.

År 1965 anslog Malmfonden 1,1 milj. kr för inrättande och drift under en tid av tre år av ett geokronologiskt laborato- rium med huvudsaklig uppgift att göra radiometrisk-geologiska åldersbestämningar på svenska bergarter. En stort upplagd så- dan undersökning av det svenska urberget har sedan påbörjats under ledning av t.f. professorn vid Riksmuseets Mineralogiska avdelning fil. dr Eric Welin. Man har bör- jat i Norrbotten och drar sig därifrån söder ut. Undersökning av Bergslagens bergarter skulle bli aktuell redan om ett eller ett par år om anslag beviljas i erforderlig omfatt- ning. Vid åldersbestämningarna använder man nu K/Ar-metoden men bereder sig att som komplement också använda andra me- toder och då i första hand U /Pb-metoden.

1965 års geoutredning skriver i sitt be- tänkande »Geovetenskaplig utbildning och forskning»: »Då ett fortsatt och även ut- ökat behov av geokronologiska bestäm- ningar med säkerhet kvarstår efter anslags- tidens utgång, och då isotopgeologiska un- dersökningar rent allmänt kan ge mycket värdefulla bidrag till studiet av bl. a. mi- nero- och petrogenetiska problem inklusive malmgenetiska frågeställningar (t. ex. rö- rande djupprospektering), är Geoutred- ningen av den uppfattningen att den nu på- gående verksamheten i framtiden måste ges en fast organisation och möjlighet till ex- pansion.» I detta syfte har också Styrelsen för det Geokronologiska laboratoriet i en skrivelse till Malmfonden av den 11 oktober 1966 föreslagit inrättandet av ett separat och permanent geokronologiskt laborato- rium exempelvis inom Frescatiområdet. Om detta har sedan universiteten, KTH, Riks- museet, SGU och Svenska Gruvföreningen yttrat sig i positiva ordalag.

Det bör tilläggas att det inte minst för prospekteringen i Mellansverige vore lyck- ligt om ett permanent geokronologiskt in- stitut kom till stånd och om detta fick till-

• Sida 108
•  Original

räckliga anslag för kontinuerligt arbete så att ordinarie personal kunde anställas och inrätta sig för längre tids forskning.

4 Resultat av malmletning och gruvundersökning

Under den malmletning som sedan medel- tiden bedrivits i Mellansverige har ett myc- ket stort antal malmförekomster av mycket växlande storlek och beskaffenhet påträf- fats. Både järnmalms- och ädelmalmsföre- komster var kända och under brytning re- dan under 1200- och 1300-talen och i några fall ännu tidigare och många av de största förekomsterna var kända redan då.

I äldre tid var fordringarna på malmens kvalitet mycket högre än i våra dagar. Malmkroppens storlek var däremot inte så viktig. Små men rika förekomster var att föredra framför stora och fattiga. Malmens uppträdande borde vara sådant att den kunde brytas lätt. Stort vattentillflöde hade man svårt att behärska och sådant gjorde i många fall att en gruva ödelades. Inras kunde också verka hindrande men vanligen behärskade man svagheter i berget förvå- nansvärt bra. Eftersom handskrädning ända fram till slutet av 1800-talet var den enda metod för anrikning man kände borde den malm man angrep vara så rik som möjligt då såväl brytnings- som skrädningskostna- der var höga. Eftersom den årliga malm- produktionen var så låg kunde däremot småförekomster med fördel utnyttjas.

Under 1300-talet var den totala järn- malmsbrytningen i Bergslagen endast 13 000 ton per år och årsproduktionen steg endast sakta fram till början av 1600-talet då den var 27 000 t. Sedan ökade den raskare men var under 1700-talet inte mer än 153 000 t och var efter en topp i början av 1800—talet under perioden 1833—1910 i genomsnitt 773000 ton per år i Mellansverige. Med denna låga avverkning som först under 1800-talet visade en kraftig stegring räckte även ganska små förekomster ofta i många år, ja till och med i århundraden. För bergs- brukets fortsatta bestånd var det därför i regel inte någon brådska med att finna nya

malmförekomster för att ersätta andra, då en ökad produktion av flera skäl ofta inte kunde komma i fråga. Däremot var det lockande att söka finna rikare förekomster och detta gällde nog framför allt koppar- och silvermalmer som var mycket eftertrak- tade.

Särskilt under de senaste 50 åren har bergshanteringen genomgått en mycket snabb utveckling. Mekaniserade brytnings- metoder med stora maskinella insatser för- utsätter större och väl samlade malmkrop- par, men ger i gengäld en så mycket billigare brytning att även fattigare malmer kan ut- nyttjas. Samtidigt har avnämarens krav på malmproduktema ökat så att även de mal- mer som tidigare ansetts vara rika tarvar en upparbetning. Malmbehandlingsmeto- derna har därför utvecklats för att ur såväl rikare som fattigare råmalmer med gott ut- byte — dvs. med ringa förluster — fram- ställa högklassiga malmprodukter med hög metallhalt och låga halter av föroreningar.

Belysande för utvecklingen är antalet med malmfångst i Bergslagen bearbetade gruvor vid olika tidpunkter jämfört med dessa gruvors totala malmproduktion mot- svarande år.

Järn- Sulfid- malm, malm, antal S:a prod., antal S:a prod., År gruvor 1000 t gruvor 1000 t 1861 511 425 23 ca 130 1873 646 823 16 ca 90 1910 229 2 037 1911 242 2153 26 278 1960 68 5 510 11 933 1965 57 6 442 9 918

På hundra år har sålunda järnmalmsgru- vornas antal minskat till en tiondedel me- dan den sammanlagda produktionen ökat omkring 10 gånger, således en ökning av malmproduktionen med i genomsnitt 100 gånger per gruva i drift.

Under första hälften av 1870-talet rådde en ovanligt hög aktivitet inom järnhante- ringen. Bl.a. togs då ca 10 gånger fler in- mutningar än åren före och efter.

Sulfidmalmsgruvoma i Mellansverige har

• Sida 109
•  Original

gått samma väg som järngruvoma, små- gruvor har lagts ner och ett fåtal som sam- tidigt hör till de största lever vidare och har i allmänhet ökat produktionen. Nu finns i Mellansverige endast 9 st. sulfid- malmsgruvor i drift och tillsammans ger de ca 918 000 ton malm per år (1965).

Bristen på metaller och råvaror efter första världskriget medförde ökat intresse för malmletning och sådan började snart och i allt större omfattning att utföras. Ännu mera fart tog prospekteringen efter andra världskriget då nya malmletningsme- toder och särskilt sådana med flygburna instrument hade framkommit. Hela Mellan- sveriges malmförande formation blev nu hastigt undersökt med magnetiska mät- ningar och över stora områden gjordes också elektriska och radiometriska mät- ningar. Ett flertal nya malmförekomster hittades under dessa arbeten varav åtmins- tone ett par har kommit i drift. Även i an- slutning till redan kända förekomster upp- täcktes helt nya malmkroppar eller befanns de kända kropparna vara större än vad man tidigare funnit.

Det helt övervägande antalet malmföre- komster i Mellansverige har som förut nämnts hittats före detta sekels början och i många fall långt tidigare. Malmreservema, särskilt på järnmalmsidan har emellertid ökat mycket starkt under detta sekel och framför allt efter sista världskriget. Den hu- vudsakliga orsaken därtill är de intensiva gruvundersökningar som bedrivits under de senaste årtiondena. De malmtillskott man funnit ligger i de allra flesta fall i anslut- ning till redan befintliga gruvor och bildar fortsättning av redan kända malmkroppar eller utgör nya sådana parallellt med eller i stryknings- eller stupningsriktningen från de gamla. Under gruvundersökningama har man diamantborrat från dagen, sänkt schakt och drivit undersökningsorter på olika ni- våer. Från schaktpåhugg och orter har man sedan gjort diamantborrningar horisontellt åt sidorna och eventuellt också snett uppåt och nedåt. På detta vis har olika nivåer i gruvorna blivit effektivt undersökta och

geologiskt karterade. Man har kunnat följa redan kända malmer och man har hittat andra förut okända kroppar och man har kunnat beräkna malmtillgångama.

Under senaste 30—40 årens undersök- ningar har det visat sig att dagytans snitt av berggrunden blivit mycket effektivt ge- nomletad redan under äldre tid och att de allra flesta flygindikationer som de nya mät- ningarna gav orsakades av redan kända förekomster. Särskilt under senare tids pro- spektering har en strävan varit att söka finna djupare belägna malmer. I några fall har detta lyckats direkt genom markunder- sökningar men de största nya tillskotten har kommit genom underjordsprospektering. All prospektering men framför allt djup- prospektering hämmas genom bristen på detaljerade och tillförlitliga geologiska kar- tor och profiler. Nu har de prospekterande företagen själva fått göra sådan kartering, men avsaknaden av detaljerade berggrunds- kartor Över större områden gör att över- sikten och de geologiska sammanhangen inte kommer fram.

Enligt en utredning av Svenska Gruv- föreningen daterad den 9.7.1965 var total- kostnaden för prospektering ovan och un- der jord i södra och mellersta Sverige under tioårsperioden 1955—64 167 Mkr. Härav föll 20% på ovanjordsprospektering och 80% på prospektering under jord (=gruvundersökning). — En underjords- prospektering är alltid dyrbar. För att en sådan skall kunna bedrivas med framgång och på effektivaste vis måste man först ha skapat sig en rymdbild av områdets geologi, och för detta ändamål fordras återigen nog- granna berggrundskartor, inte bara över ett snävt tilltaget undersökningsområde utan över vidare fält. — Tillförlitliga geologiska kartor är utom för malmletning även väl behövliga för många andra ändamål t. ex. vid planering av kraftverk och andra större industriella byggnader, kommunikationsle- der, tätare bebyggelser och militära anlägg- ningar. För näringslivet i övrigt behövs goda geologiska kartor för lant- och skogs- bruk, hydrologiska utredningar m. m.

• Sida 110
•  Original

5 Malmemas djupgående

Genom alla gruvarbeten och diamantborr- ningar som gjorts i Mellansverige har man fått en inblick i hur malmerna artar sig nedåt. En statistisk undersökning gjord av B. Högbom 1915 visade att järnmalmernas längd efter fältstupningsriktningen var 3,55 gånger så lång som deras horisontala längd (medeltal för 222 gruvor). Undersökningen är behäftad med en del osäkerhetsmoment men den visar dock tendensen.

De djupaste malmsnitt man har i Bergs- lagen ligger nu på över 1 000 m, men de är mycket få. Härifrån och uppåt räknat blir tillgången på blottningar och malm allt rikligare och man har haft goda tillfällen att studera malmers och bergarters förhål- landen i vertikal led. Ingenting tyder på att de geologiska förhållandena radikalt skulle förändras från nuvarande dagsnitt till ett horisontalsnitt på t. ex. 1 000 m djup och man torde kunna räkna med att den totala arean för såväl sufidmalmer som järnmalmer håller sig ganska oförändrad åt- minstone ned till denna nivå.

Hittills har totalt brutits ca 320 Mt järn- malm i Bergslagen och enligt Gruv- föreningens malminventering per 1.1.1967 uppskattades de kvarvarande jämmalms- tillgångarna i Bergslagen till 976 Mt med ca 38 % Fe.

Geijer-Magnusson uppskattade 1944 järn- malmstillgångarna i Bergslagen till 350 Mt, varvid malmerna tillsammans skulle ha en area av 510 000 kvm. Malmerna skulle då ha ett djupgående av i medeltal 200 m un- der nuvarande brytningsnivå. All tidigare brytning (före 1944) har totalt givit när- mare 200 Mt malm, vilket motsvarar en total avsänkning av knappt 100 m. Sedan 1944 har ytterligare ca 130 Mt brutits, vilket motsvarar en genomsnittlig avsänk- ning av ca 75 m. Genom hittills utförd bryt- ning har alltså skett en total avsänkning av ca 175 m. Uppskattade malmtillgångar per den 1.1.1967 var som förut nämnts 976 Mt, vilket skulle motsvara en avsänkning av yt- terligare 450 m, dvs. man skulle då vara nere på ett djup av 625 m om man räknar

med samma area, 510 000 kvm, som Geijer- Magnusson kommit fram till. Genom senare malmfynd har emellertid denna area ökat, varför totaldjupet torde bli mindre än 600 m.

När man antar att den totala malmarean är oförändrad mellan dagytan och 1 OOO-m- nivån så innebär detta icke att de olika malmkropparna var för sig skulle fortsätta till detta djup. Det gör de i de flesta fall inte, utan de malmkroppar som utspetsar avlöses av nya kroppar i närheten eller ibland längre bort. Endast ett litet antal helt självständigt uppträdande malmkroppar som ej når dagytan har hittills påträffats och det är en av de väsentligaste uppgif- terna för en framtida prospektering att söka reda på flera sådana. För detta ändamål fordras en så fullständig kännedom om berggrunden och dess strukturer som möjligt och framför allt sammanställningar i form av berggrundskartor i relativt stor skala, 1: 50000 eller större. Ur dessa kan man sedan skapa sig den nödvändiga rymdbilden av berggrunden.

Tillgångarna på sulfidmalm i Bergslagen är betydligt mindre än av järnmalm. Den ursprungliga kända sulfidmalmskvantiteten var ca 80 Mt varav ca 20 Mt finns kvar (järnmalm ursprungligen ca 1 300 Mt varav 976 Mt kvar). Liksom jämmalmema, och i vissa fall i ännu högre grad, har många sulfidmalmskroppar ett betydande djupgå- ende och somliga bildar långa, smala lin- jaler med mer eller mindre brant fältstup- ning. Som framgår av ovan anförda siffror har avverkningen i sulfidmalmsgruvorna re- lativt sett varit betydligt hårdare än i järn- malmsgruvorna, och i genomsnitt har av- sänkningen nått större djup. En bidragande orsak till detta torde ha varit att det är svårare att lokalisera sulfidmalmer än mag- netiska järnmalmer och att man är ännu mer beroende av ett gott geologiskt kart- underlag _ vilket saknas — vid sulfid- malmsletning än vid jämmalmsletning.

6 Geologiska kartor Genom de direkta malmletningsmetoder som beskrivits ovan kan man systematiskt

• Sida 111
•  Original

leta igenom större eller mindre områden och räkna med att finna alla väsentliga malmförekomster i eller nära berggrundens yta. Djupare belägna malmer däremot är svårare att upptäcka, och malmer liggande djupare ner än ett par hundra meter kan knappast påvisas med geofysiska metoder även om förekomsterna är stora. Ju dju- pare man syftar dess viktigare är det att man utnyttjar alla data som kommer fram under geoundersökningar. Framför allt gäl- ler det att med hjälp av allt observations- material göra sig en rymdbild av berg- grunden så att man med så stor säkerhet som möjligt kan sätta in de dyrbara och tidskrävande djupundersökningama på rätta ställen.

I Mellansverige har berggrundens ytskikt under århundraden undersökts men där- emot saknas underlag för en stor struktur- analys av berggrunden genom den rådande bristen på geologiskt kartunderlag. De om- råden som geologiskt detaljkarterats är för små och spridda för att kunna utnyttjas till en strukturanalys i stort och för konstruk- tion av en rymdbild av berggrunden.

"En rationell och effektiv prospektering fordrar ett förstklassigt geologiskt kartun- derlag och vi skall i det följande granska hur det för närvarande förhåller sig med så— dant i Mellansverige.

En av de viktigaste förutsättningarna för en framgångsrik prospektering liksom för flera andra ändamål är en god kännedom om traktens geologi och en god berggrunds- karta som på ett överskådligt sätt återger de förhållanden som varit bestämmande för malmernas läge och karaktär. Tidigt insåg man detta inom bergshanteringen där de gamla gruvkarlama på sitt vis måste ha va- rit kunniga malmgeologer med en utom- ordentligt fin känsla för malmens sätt att uppträda framför allt i den egna gruvan och i dess närmaste omgivning. Spår av detta finner man ofta när man studerar gamla gruvkartor eller under jord med för- undran ser hur den gamle gruvkarlen kun- nat följa malmen i alla dess vindlingar även om den varit störd av förkastningar eller tvära veck.

Inom Jernkontoret, den institution vars speciella uppgift är att främja den svenska järnhanteringens utveckling, insåg man ti- digt vikten av att få fram geologiska kartor över Bergslagen och redan år 1838 beslöt Brukssocieteten att låta göra en geologisk undersökning av landet, företrädesvis över dess malmförande delar. En sådan under- sökning påbörjades också samma år och fortgick under ledning av bergshauptman- nen af Forselles ända till år 1850 då hela södra och mellersta Sverige ända upp till nordligaste Jämtland var kartlagt. Sam- manställning gjordes sedan i skala 1: 400000 och fördelades på 18 kartblad.

Jernkontoret bekostade sedan geologiska detaljundersökningar av vissa mellansvenska gruvfält intill år 1858 då Sveriges Geolo- giska Undersökning inrättades.

Jernkontoret har också senare i många olika etapper lämnat bidrag till geologiska detaljundersökningar och utredningar i Bergslagen. För att alla dessa skulle kunna inordnas i sitt rätta sammanhang och där- igenom kunna tolkas och utnyttjas på ett bättre sätt och för att skapa bättre under- lag för malmletning och planering av gruv- drift beslöt Jernkontoret år 1875 efter för- slag av bergmästaren A. Sjögren att låta utarbeta en ny berggrundskarta över Mel- lersta Sveriges Bergslag. Arbetet anförtrod- des åt bergsingenjören A. E. Törnebohm, ett som det senare visade sig synnerligen lyckligt val. Fältarbetena utfördes snabbt och systematiskt under sex somrar, koncept- karta upprättades i skala 1: 200 000 och in- delad i nio blad, trycktes sedan i skala 1: 250 000. Under åren 1880—82 kom såväl kartor som kartbladsbeskrivningar ut från trycket. Tömebohms karta över Mellersta Sveriges Bergslag har blivit ett klassiskt verk och har haft en mycket stor betydelse för såväl malmgeologisk forskning som malm— letning i Bergslagen.

I vissa områden har kartor senare kom- mit till, men över andra delar saknar vi nya kartor och vi saknar en modern sam- manställning som skulle kunna ersätta Tör- nebohms nu snart 100 år gamla kartverk.

Sveriges Geologiska Undersökning, som

• Sida 112
•  Original

inrättades år 1858, och vars uppgift enligt instruktionerna framför allt varit att fram- ställa geologiska kartor över landet, har över Mellansverige lagt upp flera kartverk, men utgivningstakten har varit låg och fort- farande saknas som förut nämnts geologiska kartor över stora områden.

Det område i Mellansverige som är av särskilt intresse ur malmsynpunkt täckes av följande 28 kartblad i RAKs nya topogra- fiska kartverk från N mot S: 13 El, 12 E—J, 11 E-J, 10 E—J, 9 E-I. Varje kart- blad i skala 1:50 000 täcker som bekant 50 x 50 km= 2 500 kvkm och utges i 4 del- blad. Hela området är sålunda 700 kvmil. Större delen av detta område har karterats av SGU i skala 1: 50 000 varvid 4 geolo- giska kartblad inrymmes inom ett topogra- fiskt blad av det gamla verket Generalsta— bens karta över Sverige i 1: 100 000. Dessa geologiska blad (SGU Ser Aa) är kombine- rade jord- och bergartskartor. Sammanlagt har SGU inom det aktuella området ut- givit 73 sådana kartblad, varav 2 kommit ut i ny upplaga. Utgivningsåren för kart- bladen framgår av följande uppställning:

År 1860 70 80 90 1900 10 20 30 40 50 60 Antal

bl. ser.

Aa28l9505116710

57 st av de 73 kartbladen är utgångna, men 2 har ersatts av nyeditioner. Tillsam- mans med dessa två nya blad finns sålunda endast 18 geologiska kartblad från det ak- tuella området tillgängliga i handeln.

De kombinerade jord- och bergartskar- toma kan vara bra för många ändamål, men de är mycket svårlästa särskilt vad berggrunden beträffar. För malmletnings- ändamål är rena berggrundskartor där alla hällar markerats vida att föredra. Ett ut- märkt exempel utgör det av SGU nyligen och närmast för eget malmletningsändamål utgivna Kirunabladet i 1: 50000. Den ty- pen har länge men förgäves efterlysts för Mellansverige. Där skulle behövas 28 så- dana kartblad, vart och ett i fyra delar, för att täcka det ur malmsynpunkt mest intres- santa området.

En berggrundskarta över Kopparbergs

län som SGU gav ut 1964 har skalan 1: 200 000. Den ger en översikt över länets berggrund, men ger inte mycket av detaljer som skulle kunna vara till hjälp vid malm- letningen. — Motsvarande karta över Gäv- leborgs län i samma skala utkom år 1967. På denna är bergarterna inom leptitserien betydligt mer uppdelade och tektoniska observationer förekommer rikligare. Båda dessa förhållanden gör kartan mer använd- bar. Över den malmrikaste delen av om- rådet finns dessutom en specialkarta i skala 1: 75 000, och den börjar i utförande närma sig vad man skulle önska över hela den malmförande delen av Mellansverige. Ska- lan är dock ännu något för liten för att kartan skulle kunna rymma alla önskvärda beteckningar, bl. a. markering för hällar.

Genom båda berggrundskartorna över Kopparbergs och Gävleborgs län har läget ifråga om geologiska kartor i Mellansverige betydligt förbättrats och kunskapen om berggrunden avsevärt ökats. En stor nack- del med kartorna är dock att de svårligen låter sig hopfogas. Gränsen mellan de båda länen är naggig och färgbeteckningarna för samma bergarter ej överensstämmande. I fråga om dessa liksom om andra länskartor måste framhållas, såsom tidigare vid flera tillfällen gjorts genom Svenska Gruvför- eningen, det olämpliga i att geologiska kar- tor göres länsvis och med de oregelbundna konturer som blir följden. Det är omöjligt att passa ihop två länskartor utan att klippa sönder dem. Länsgränsema faller ofta inom de mest intressanta områdena som härige- nom blir sönderskurna så att den geologiska kartbilden, vilken borde vara det väsentliga, blir fördärvad. Detta gäller för två av våra viktigaste malmprovinser nämligen för både Bergslagen och Skelleftefältet. Det riktiga vore naturligtvis att följa den topografiska kartans indelning och utge rektangel- eller med nuvarande indelning kvadratblad.

En annan översiktskarta bör också näm- nas för fullständighetens skull och det är den 1957 utkomna »Karta över Sveriges berggrund» i 1: lmilj. För Bergslagens del har kartan för liten skala för att vara direkt användbar vid malmletning, men den visar

• Sida 113
•  Original

den malmförande formationens förhållande till andra och omgivande delar av landet vilket är av visst värde.

Utom de ovan nämnda geologiska kar- torna med beskrivningar har genom SGU utgivits ett 60-tal avhandlingar och uppsat- ser rörande Mellansveriges berggrund och malmgeologi. I dessa finns ett mycket stort antal detaljkartor och profiler, de flesta i svart-vitt, men många också i färg. För att rätt kunna utnyttjas och inordnas i sitt rätta sammanhang fordrar dessa detaljundersök- ningar, såsom Brukssocieteten förutsåg re- dan för 100 år sedan, ett gott geologiskt kartunderlag över hela Mellansverige, men speciellt över den malmförande formatio- nen. — Även i Geologiska Föreningens Förhandlingar finns ett Värdefullt material i form av uppsatser med kartor och skisser som behandlar mellansvenska malmer och berggrunden omkring dem.

Slutligen måste också nämnas den skatt av gruvkartor som finns i Sverige. Varje gruvföretag har genom århundraden varit skyldigt att kartlägga sina gruvor under jord och att hålla dessa kartor aktuella. Ett exemplar av den sålunda upprättade geolo- giska och topografiska kartan skall förvaras hos Bergsbyrån inom Kungl. Kommerskol- legium. På många gruvkartor, särskilt de äldre, finner man inte så mycket av geolo- giska observationer, men malmens form och uthållighet nedåt och i horisontal led ger ändå viktiga upplysningar om geologiska strukturer och om malmernas sätt att upp- träda i trakten i fråga.

7 Önskemål

För att en fullt effektiv prospektering skall kunna utföras i Mellansverige och även för många andra ändamål fordras grundläg- gande regionala undersökningar som skall syfta till att ge en så god översiktsbild som möjligt över berggrundens sammansättning och byggnad. Eftersom dagytan under år- hundradens malmletning blivit tämligen väl genomsökt bör en framtida prospektering särskilt rikta sig mot djupare liggande delar

av berggrunden. Vi skall i det följande när- mare redogöra för de olika slag av geoun- dersökningar som vi anser vara erforderliga.

7.1 Berggrundskartering Såsom framhållits i kapitlet geologiska kar- tor är det geologiska kartunderlaget i Mel- lansverige synnerligen bristfälligt, vilket re- dan många gånger framhållits av Svenska Gruvföreningen i yttranden och remissvar (31.10.52, 11.2.59, 26.11.60, 19.4.63, 24.9 63). Under de senaste åren har tvenne över- siktskartor över berggrunden i Kopparbergs och Gävleborgs län utkommit. De täcker stora delar av det ur malmsynpunkt intres- santa området, men skalan är för liten och särskilt leptitformationens bergarter ej till- räckligt långt uppdelad-e i stratigrafiska led. De gamla geologiska kartorna i 1: 50000 är praktiskt taget helt utgångna ur bokhan— deln och för malmletningsändamål har för övrigt denna typ av kombinerade jordarts- och berggrundskartor aldrig varit lämplig. En helt ny berggrundskartering i Mellan- sverige är det enda radikala medlet att nå ett tillfredsställande förhållande. För en så- dan kartering kan det system för geologiska kartor som tillämpas i Norrbotten stå som modell. Kartorna följer RAKs nya bladin- delning med kvadratiska blad. Kartans eko- nomiska blad i 1: 10 000 tjänar som karte- ringsunderlag i fält och berggrundskartan sammanställs sedan i 1: 50 000. Alla hällar markeras och man söker så långt möjligt nå fram till en stratigrafisk-tektonisk karta med så stor uppdelning av de stratigrafiska leden som möjligt. Det är av vikt att hela området betraktas enhetligt och tolkas en— hetligt så att kartbladen kan fogas samman utan att några divergenser uppstår i blad— skarvarna. Det område över vilket man i första hand behöver nya berggrundskartor i 1: 50000 täckes av följande topografiska kartblad en- ligt RAKs nya indelningsplan räknade från N mot S: 13 E-I, 12E—J, 11E—J, 10E-J, 9 E—I. Summa 28 X 4 kartblad i skala 1: 50 000 täckande en yta av 700 kvmil (jfr figur 3). Nya topografiska kartblad finns re- dan över större delen av området och reste-

• Sida 114
•  Original

Gräns för föreslaget karteringsområde

. *H-t'" '

_." 1. . ”++

Utgivna kartblad

3 iskalan lzsoooo (SenAa)

96 n ore edition - wei | ci

& I:lOOOOO

(SenAc)

© |:2000OO (SenAb)

Rasterton = utgången

Kartblad i ser. Aa, Ac, Ab

Figur 3. Bladindelningskarta över Sveriges geologiska undersöknings kartblad över södra och mellersta Sverige 1966.

• Sida 115
•  Original

rande blad beräknas utkomma i rask takt. Ett utmärkt topografiskt kartunderlag för geologisk kartläggning finns sålunda nu- mera och bristande sådant kan inte längre anföras som skäl för att uppskjuta kar- teringen.

I samband med den geologiska karte- ringen bör naturligtvis prover av berggrun- den insamlas på sedvanligt vis och underkastas mikroskopisk undersökning i erforderlig omfattning. Utvalda och repre— sentativa prover bör också undersökas ke- miskt varvid även spårelementen beaktas. I detta sammanhang bör också alla före- fintliga äldre bergartsanalyser granskas och efter eventuell omräkning efter moderna linjer utnyttjas för att ytterligare komplet- tera bilden av berggrunden.

Vid upprättandet av den geologiska kar- tan bör även de åldersbestämningar använ- das som efter hand kommer fram vid den av Malmfonden bekostade och av fil. dr Eric Welin ledda stora geokronologiska un- dersökningen av det svenska urberget. Ut- över de planerade bestämningarna kanske ytterligare en del sådana erfordras för Bergslagen med tanke på de speciella geo- logiska problemen där.

7. 2 Geofysiska undersökningar

Vid en beskrivning av de för en djupmalms- prospektering i Bergslagen behövliga geo- fysiska undersökningarna av regional och översiktlig karaktär är det lämpligt att följa den tidsmässiga ordningsföljd i vilken dessa bör utföras. Man har då först att särskilja den grupp undersökningar för vilka mät— resultaten bör föreligga i bearbetat skick (ev. kartform) innan den geologiska karte- ringen påbörjas. Denna grupp bör omfatta magnetiska, elektriska och radiometriska flygmätningar samt översiktliga gravimeter- mätningar. Under det geologiska karterings- arbetet kommer efter hand att inställa sig ett behov av framför allt magnetiska och elektriska markmätningar för undersök- ningar av utvalda geologiska nyckelområ- den och eventuellt också en del seismiska undersökningar för lösning av vissa delpro- blem. Härtill kommer önskvärdheten av ett

program för temperaturmätningar och be- stämningar av bergartemas värmelednings- förmåga. Dessa senare mätningar behöver dock icke göras tidsbundna i förhållande till övriga undersökningar.

Magnetiska, elektriska och radio- metriska flygmätningar De magnetiska och radiometriska flygmät- ningarna bör täcka hela det område som är planerat att karteras geologiskt. Mät- ningarna bör utföras enligt det system som nu användes av SGU i Norrbottens län och som tidigare beskrivits (3.2). Flytningar- na bör således utföras på en höjd av 30 till 40 m över marken och efter ett system av parallella linjer i öst—västlig eller nord—syd- lig riktning på ett linjeavstånd av 200 m. Vid de magnetiska mätningarna skall det jordmagnetiska fältets totalintensitet regi- streras och de radiometriska mätningarna bör utföras med en gamma-spektrometer och omfatta registrering av samma kanaler som mätes vid SGU:s flygmätningar. På grundval av registreringarna upprättas mag- netiska och radiometriska kartor i skala 1:50 000 med samma bladindelning som för den ovan behandlade geologiska karte- ringen. Dessa kartor bör kunna infogas i de kartbladsserier över geofysiska flygmät- ningar som efter hand kommer att utges av SGU. För de magnetiska kartornas ut- formning föreligger redan normer som fast- slagits i samband med utgivandet av de första geologiska och flygmagnetiska kar- torna (Kirunabladet i SGU. Ser Af nr 1—4). Det kan förutses att de geologiska kartblads- seriema i skala 1: 50000 som producerats över södra och mellersta Sverige framdeles kommer att kompletteras med flygmagne- tiska kartor av det slag som nu börjat utges över Norrbottens län.

För utformningen av de radiometriska kartorna finns ännu icke några fastlagda normer. De problem som rör de radio- metriska mätningarna samt bearbetningen och kartframställningen av dessa har emel- lertid tagits upp till behandling vid SGU i samband med dess nyligen startade pro- spektering efter uran. Av vad tidigare sagts

• Sida 116
•  Original

är det naturligt att man för undersökning- arna i Bergslagen väljer samma system för de radiometriska kartorna som det, vilket efter hand kommer att fastställas för SGUs mätningar av detta slag.

Elektriska flygmätningar behöver kanske endast utföras över vissa delar av det område som omfattas av de magnetiska och radiometriska mätningarna. För de elektriska mätningarna finns att välja mel- lan flera metoder och typer av instrument- utrustningar. En grupp av dessa metoder kräver låg flyghöjd, då dess räckvidd är begränsad till ett avstånd mindre än 100 m från flygplanet. I det avseendet skulle således den flyghöjd som användes för de magnetiska och radiometriska mätningarna vara lämplig. Andra metoder kräver rent tekniskt sett en större flyghöjd (över 80 m) än den som är lämplig för övriga flygmät- ningar. Vid bl. a. SGU pågår emellertid ar- beten för att söka utveckla metoder enligt nya principer som förväntas medföra vissa väsentliga framsteg beträffande möjlighe— terna till större »djupkänning» och ett friare val av flyghöjd. Det är av dessa anledningar svårt att nu framlägga en bestämd plan för de elektriska flygmätningarna. Så länge frå— gan om lämpligt val av mätmetod och in- strumentering inte fått någon slutlig lösning torde det vara bäst att förskjuta utförandet av elektriska flygmätningar till den tidpunkt då de geologiska karteringsarbetena redan pågår inom ett kartblad. Man har då bästa förutsättningama att avgöra vilken av exi- sterande mätmetoder som är den lämpligaste för de aktuella undersökningarna samt att göra en riktig avgränsning av mätområdena.

Gravimetermätningar

För att kunna fylla sitt ändamål bör de gravimetriska översiktsmätningarna utsträc- kas över hela det område som upptages av den geologiska kartan samt ha en punkt- täthet av i genomsnitt en observationspunkt per kvkm, dvs. sammanlagt omfatta ca 70000 tyngdkraftsbestämningar. Mätning- arna bör i första hand utföras längs befint- liga vägar och i terrängen utmärkta linjer såsom rågångar och elektriska ledningar för

att mätningarna, speciellt avviigningarna, skall kunna utföras snabbt och till rimliga kostnader. Det blir därför inte fråga om att göra en jämn punktfördelning över kart- bladsområdena. Man väljer i första hand ut sådana lätt tillgängliga mätsträekor som övertvärar rådande geologiska stryknings- riktningar och placerar observationspunk- terna relativt tätt (500 m) längs dessa mät- linjer. Det faller sig vidare naturligt att göra en sådan fördelning av antalet observations- punkter mellan de olika kartbladen och skilda områden på dessa att terränger med monotona geologiska förhållanden beläggs med glesare observationsnät än de geolo- giskt mera komplexa områdena.

Mätningarna bör anknytas till RAKs gra- vimeternät. Mätresultaten bearbetas på sed- vanligt sätt och framställes som kartor över terrängkorrigerad Bouguer-anomali. Dessa kartor bör bl. a. framställas i skala 1: 50 000 och med den för övriga kartor fastställda kartbladsindelningen. Det bör övervägas om dessa kartor skall tryckas omedelbart efter färdigställandet eller om man eventuellt bör invänta sådana gravimetermätningar, som kan förväntas tillkomma under det fortsatta prospekteringsarbetet.

Med tanke på kostnaderna för erforder- liga höjdbestämningar finns det anledning överväga vilka krav på noggrannhet som kan anses motiverade för de observations- punkter som ingår i översiktsmätningarna. Speciellt vid mätningar i obanad terräng kan det innebära väsentliga kostnadsbesparingar om man kan acceptera den noggrannhet på höjdbestämningarna som erhålles om RAK utför dem på fotogrammetrisk väg ur före- liggande flygfotomaterial.

Magnetiska och elektriska mark— mätningar Vid det geologiska karteringsarbetet kom- mer det med all säkerhet att dyka upp om- råden, där geologen stöter på svårigheter i form av stora jordtäckta områden m.m. och där de utförda geofysiska regionalmät- ningarna är otillräckliga för att ge behöv- liga informationer. I synnerhet i de fall då området betraktas som ett geologiskt »nyc-

• Sida 117
•  Original

kelområde» kan det finnas anledning att redan i detta skede utföra i första hand magnetiska och elektriska detaljmätningar på marken för att t. ex. kunna klarlägga stratigrafin genom att följa upp vissa mag- netiska och elektriska ledhorisonter, fast- ställda stupnings- och veckningsförhållan- den och eventuellt uppdaga förkastningar och dylikt. Det kan också tänkas bli aktuellt att efter hand komplettera dessa undersök- ningar med vissa gravimetriska och seis- miska mätningar.

Det ligger i sakens natur att undersök- ningar av ovan angivet slag måste planläg- gas efter hand som de geologiska proble- men aktualiseras och att man har svårt att redan nu förutse det totala behovet av så- dana mätningar.

Seismiska mätningar

Det är svårt att nu avgöra i vilken om- fattning man kommer att finna det befogat att använda seismiska metoder för geolo- giska strukturundersökningar. Anledningen härtill är framför allt att vi har mycket liten erfarenhet på detta område i Sverige. Medan man — som tidigare nämnts — i t. ex. Ryssland utför mycket omfattande seismiska mätningar i områden med geologi liknande Bergslagens i syfte att klarlägga de storstrukturella geologiska förhållandena, så har det inte utförts någon jämförbar un- dersökning i vårt land. Till problemet hör också att sådana seismiska mätningar är mycket kostnadskrävande. Det naturliga sy- nes därför vara att man som en första etapp tänker sig utföra vissa seismiska för- söksmätningar. Dessa mätningar kan lämp- ligen göras längs en eller ett par profil- linjer som går över utvalda områden där man känner de geologiska strukturerna nå- gorlunda väl. Erfarenheterna från dessa försöksmätningar får bli vägledande för be- slutet om eventuellt fortsatta arbeten och deras omfattning.

T emperaturmätningar

Studiet av temperaturförhållanden och vär- meströmningar i berggrunden har hittills varit mycket eftersatt i vårt land. Det har

emellertid påvisats att sådana studier bl. a. kan få betydelse även i malmletningssam- manhang och då speciellt vid undersökning av djupmalmer. De mest omfattande under- sökningar av temperaturgradienterna i berg- grunden som utförts i vårt land har gjorts av Boliden AB i prospekteringssyfte. Un- dersökningarna omfattar mätningar i ett stort antal djupa diamantborrhål belägna inom Skelleftefältet. Vidare kan nämnas att det inom Svenska Gruvföreningens Gruv- forskning föreligger planer på att ta upp nya forskningar inom detta område. Det finns således anledning att ta med tempera— turmätningar som ett led i de förberedande arbetena för »djupprospektering» i Bergsla- gen. Härtill bör läggas bestämningar av bergartemas specifika värmeledningsför- måga för att göra möjligt att bedöma vär- meströmningarna i berggrunden.

8 Strukturanalys av den mellansvenska berggrunden

Sedan de skisserade geologiska och geofy- siska undersökningarna över Mellansverige utförts är tiden mogen att göra en struktur- analys. Förarbeten för denna utföres lämpligen redan i samband med kartlägg- ningsarbetena men för den slutliga samman- ställningen måste allt material utnyttjas. Denna strukturanalys skall syfta till att få fram en så riktig bild av berggrunden som möjligt både i horisontal och vertikal led. Den geologiska utvecklingen i området måste klarläggas och bildningen av olika bergarter och malmer förklaras och sättas in i rätta sammanhang. När allt detta är gjort har man fått en verkligt god grund att bygga vidare på framför allt vid pro- spektering i djupled.

9 Genomförande

Som förut framhållits är en modern geolo- gisk undersökning och kartering av Mellan- sverige nödvändig av flera skäl, bl. a. för att man skall kunna göra sig en rymdbild av områdets geologiska byggnad och utföra en strukturanalys av densamma.

• Sida 118
•  Original

Stommen för alla vidare arbeten borde vara en god berggrundskarta i skala 1: 50 000 grundad på hel geologisk nykar- tering och geofysisk kartering från luften kompletterad med markmätningar. Önsk- värdheten av en sådan karta har framförts många gånger förut särskilt av Svenska Gruvföreningen som funnit bristen på geo- logiskt kartunderlag »rent skrämmande». Förr eller senare måste en sådan karta komma till stånd och det är särskilt med tanke på gruvnäringen angeläget att SGU snarast ges resurser att upprätta en sådan, påbörja fältarbetena och bedriva dem i en sådan takt att hela kartan kan bli färdig inom rimlig tid.

Först när den geologiska kartbilden är klar och kompletterad med resultaten från geokemiska undersökningar och med obser— vationer från mätningar av ålders-, tyngd- och temperaturfördelning i berggrunden finns det nödvändiga underlaget för syste- matisk djupprospektering.

Fram till detta stadium vore det naturligt att staten genom SGU svarade för under- sökningarna, vilka på sikt är av fundamen- tal betydelse inte endast för gruvhanteringen utan även för andra näringsgrenar och för centrala samhällsfunktioner. Däremot vore det olyckligt om SGU samtidigt med kar- teringen skulle bedriva malmletning. Fram- ställningen av den geologiska kartan borde vara en helt fristående uppgift, och om sta- ten sedan skulle bedriva malmletning borde det vara på samma villkor som det privata näringslivet, t. ex. genom ett statligt företag.

När sedan frågan kommer till själva djup- prospekteringen blir problemet kinkigare. Alla malmförekomster i Mellansverige är belagda med utmål och dessa bildar ofta långa sammanhängande komplex längs de malmförande stråken. Som framgår av ti- digare kapitel kan man vänta sig att den totala arean för de mellansvenska malmerna håller sig någorlunda konstant från dagytan och ned till 1 000 m eller mera. Därmed är

inte sagt att de enskilda malmkropparna har detta djupgående, för det har de i regel inte, men om en malmkropp spetsar ut så kan man vänta sig en annan i stället. Läget för sådana nya malmkroppar är djuppro- spekteringens sak att fastställa. Sannolikhe- ten talar för att åtminstone huvudparten av djupmalmerna kommer att ligga nära redan kända förekomster och kanske i de flesta fall på redan utmålslagt område. Det är av vikt att man vid djupprospekteringen söker utnyttja alla tillgängliga, på större djup be- lägna schakt, orter och diamantborrhål för alla former av prospekteringsarbeten.

Varje djupprospektering måste därför ske av gruvrättsinnehavaren eller med dennes medgivande. Men om en effektiv letning efter djupmalmer skall utföras så måste den ske i stort. För översiktens skull vore det då önskvärt med en gemensam ledning för djupprospekteringen i Mellansverige även om själva prospekteringen bekostades av de olika gruvägama. För att nya detaljerade berggrundskartor över Mellansverige till fullo skall kunna utnyttjas för djupprospek- tering kanske en särskild organisation bör inrättas och få egen prospekteringspersonal med särskild inriktning på geologisk, geo- fysisk och geokemisk djupprospektering. Ett annat men sämre alternativ är att sådan personal inlånas från statliga institutioner eller privata firmor.

När nya prospekteringsmetoder fram- kommit har detta ofta fört med sig ett upp— sving i malmletningen med ett intensivt ut- nyttjande av det nya hjälpmedlet i nya prospekteringskampanjer. Så var t. ex. fallet med de nya metoder för geofysisk malm- letning från luften som kom i bruk strax efter senaste världskriget. De orsakade sär- skilt i Bergslagen en malmletning av aldrig förut skådad omfattning. En ny berggrunds- karta i stor skala över Mellansverige skulle säkerligen ge en motsvarande impuls och framför allt stimulera till prospektering ef- ter djupare liggande malmkroppar.

• Sida 119
•  Original

Bilaga 4 Underjordsbrytning i mellansvenska gruvor, teknik, forskning och utveckling

Utarbetad av Ingvar Janelid

I det följande lämnas synpunkter på nu- varande situation beträffande teknik, forsk- ning och utveckling för de svenska gruvorna med tanke på vilka möjligheter det finns att påverka den framtida utvecklingen.

l Produktionsenhetens inverkan för malm

Man måste från början ha klart för sig, att det kan råda mycket stor skillnad mellan produktionskostnader och kapacitet per manskift vid dagbrott respektive underjords- gruvor liksom vid olika årskapaciteter. För att ge en uppfattning om kapacitetens in- verkan vid i övrigt lika förhållanden kan följande grova relativa kostnadsjämförelse göras och där den lägsta produktionskost- naden i stort dagbrott satts = 1:

Årsbrytning

Mer än 1 Mt Ca & Mt Dagbrott 1 1—2 Underjordsgruvor 3—5 5—10

Vid brytning i dagbrott har givetvis mal- mens hårdhet ur borrnings- och spräng— ningssynpunkt stor betydelse, men ännu större inverkan kan erforderlig gråbergs- brytning ha. När den nödvändiga gråbergs- brytningen i ett dagbrott blir alltför om- fattande, kan det vara ekonomiskt att

övergå till underjordsbrytning. Så är t.ex. fallet nu i Kiruna. Den ekonomiska gränsen för gråbergsbrytning varierar i hög grad be- roende på en rad faktorer men är av stor- leksordningen 1 : 5 och 1 : 10 (volymförhål- landet malm—gråberg). I exceptionella fall, t. ex. antracitgruvor i USA, har brytnings- förhållandet kol:ofyndigt uppgått till så högt värde som 1 : 30. Brytning av kol kan eller skall ej jämföras med malmbrytning.

Även vid underjordsbrytning varierar produktionskostnadema och kapaciteten i mycket hög grad vid samma årskapacitet beroende på malmens och bergets hållfast- het, malmkroppens form och läge, malm- kvalitet etc. Bl. a. nyss angivna faktorer be- stämmer, vilken brytningsmetod som är möjlig. Brytningskostnadema kan vid en viss årskapacitet vid ogynnsamma förhål- landen mycket snart vara dubbelt så höga som vid de mest gynnsamma, varför några generella angivelser ej är möjliga.

Ovannämnda förhållanden bör hållas i minnet, när man i fortsättningen diskuterar möjligheter att påverka utvecklingen och framförallt om en jämförelse göres mellan olika gruvor.

I det följande kommer jag enbart att ägna mig åt underjordsbrytning i Sverige. Vid stora moderna utländska dagbrott har man idag nått en teknik, som troligen inte kom- mer att i princip ändras under överskådlig tid (10—15 år).

• Sida 120
•  Original

Imo 400 30 300 'AV/ —,___ / o— |' x/ ! / ”s _, l / ..)» / // /./ zno— 200 " , / / __,»f' " ../"/ .___._.f (sz ,..f mo | "'|'—"_ | | '"" _ "'|' | | | | 1950 1955 men |965 |939 |91|5 1950 |955 IBGO (955

Arbetslön lir/tim Effektivitet ton/arbetstimme ————— Produki'ionskostncid kr*/ton uppf. berg

———qu-1-iprisindex för maskiner _ ..... - Konsumentprisindex ...... Feb—pris Fe—mulm

Figur ] . Kostnads- och effektivitetsutveckling för underjordsbrytning vid 15 medelstora gruvor.

2 Kostnader och effekter vid under- jordsbrytning

Kostnads- och effektutvecklingen (fig. 1 ) för underjordsarbetet inom gruvindustrin ex- emplifieras med uppgifter från ca 15 me- delstora svenska gruvor för tiden 1950 t.o.m. 1965. Uppgifterna utgör alltså inget medeltal för hela Sveriges gruvindustri. Som jämförelse har medtagits konsument- prisindex, partiprisindex för maskiner och fobpriser för järnmalm med 1939 som basår. I exemplet har arbetslönerna ökat mest, från index 100 till 270. Effektiviteten i ton per arbetstimme har haft nästan samma ök- ning, men genom mekanisering och rationa- lisering har produktionskostnadema under samma tidsperiod endast ökat från 100 till 135. Denna senare siffra anger tyvärr inte hela sanningen, eftersom nyanläggningar och dylika kostnader ej inräknats i drifts— kostnaderna. Man har dock hittills i stort sett kunnat hålla kostnadsutvecklingen stången.

En detaljkännedom om kostnadsfördel- ningen är nödvändig för att rationaliserings- åtgärder skall kunna vidtagas och få önskad effekt.

För att även klargöra proportionen mel- lan olika kosmadsposter vid underjordsbryt- ning hänvisas till tabell i figur 2. Exempel A respektive B representerar gruvor med olika brytningsmaskiner och olika maskin- utrustning och därmed kapitalkostnad. Som synes utgör »maskiner och material» den

största posten och mekanisering har som bekant medfört att maskinunderhåll och re- parationer blir en allt viktigare faktor. Denna kostnadspost anser jag inte kan minskas i någon större omfattning annat än genom stora, robusta maskiner med i prin- cip minsta möjliga kontakt med och rörelse i förhållande till bergmaterialet. Exempel på detta sistnämnda är en stor grävmaskin, där egentligen endast skopan kommer i be- röring med berget.

Kraftkostnaden är låg och man skulle i princip inte behöva vara rädd att öka denna, men sannolikt står underhålls- och reparationskostnadema, som inte bör öka, i viss proportion till kraftförbrukningen.

Kapitalkostnaderna utgör en avsevärd an- del, men är mycket varierande vid små respektive stora gruvor samt beroende av utnyttjningsfaktorn. I USA finns dagbrott, där man kör 20 skift per vecka och regel- bundet endast har 1 skift per vecka för större reparationer. När måste treskift in- föras i svenska gruvor för att klara kon- kurrensen?

Arbetskostnaden är i exemplet figur 2 35—41%. I högmekaniserade gruvor är dessa siffror lägre på grund av högre kapa- citet per manskift, men om gruvorna är alltför små, ökar kostnaderna för maskiner och materiel mycket snabbt.

Arbetstidsfördelningen under jord beror givetvis på brytningsmetod och mekanise- ringsgrad. Ett exempel visas i figur 3 från

• Sida 121
•  Original

A B 0/0 0/0

Exempel Orinlskostnadgr Arbeislöner 41 55 Maskiner-,moteriol El 60 Kraft 8 5 00

Kapi+alkostnader i ()/0 av driftskostn. 55 40

Figur 2. Kostnadsfördelning vid underjordsbryt- ning (medeltal från ett antal gruvor).

två olika svenska gruvor. Härav framgår att tiden är ganska lika fördelad på flera arbetsoperationer. Det hjälper alltså inte att förbättra enbart borrning eller lastning. Man måste göra något mer radikalt. Själva bergbrytningen utgör en liten del i det hela, vilket ger en tydlig anvisning om att det är tillredningsarbeten samt principerna för utlastning och transport som skall angripas. En avsevärd förbättring kan troligen endast uppnås genom stora etagehöjder, fåtal ut- fraktsnivåer, koncentrerad brytning med ett fåtal borrningsplatser och stora spräng- ningar. Dessa synpunkter stämmer inte med principerna för skivrasbrytning där man har många angreppspunkter och små spräng- ningar, men här har man i stället fördelen av ett enhetligt standardiserat förfarande.

Reparationsarbeten och »övrigt» utgör en alltför stor del av totala arbetsinsatsen. En koncentrerad brytning med utnyttjande av största möjliga maskiner måste vara en god riktlinje.

Exempel A B Variation

" _ % % ffhdiiåii'lå'lå'ååä '2 2" ? Bergbrq'tninq 8 SD Lastning 25 H U Transport 5 SD Gruvbgggnod lZ |G : Ella. och mek. arbe— IS [5 : Övrigt lg |7 ::

Summa IDO 100

Figur 3. Exempel på arbetstidsfördelning vid underjordsbrytning.

Rum— lgen- och Skiv- Skiv. sättn.- pelar- ras— pall— brytn., brytn., brytn., brytn., % % % %

Arbetslöner 40 38 37 3 5

Maskiner, material 55 56 54 5 8 Kraft 5 6 9 7

100 100 100 100

Figur 4. Exempel på kostnadsfördelning under jord vid olika brytningsmetoder.

Som tidigare nämnts har brytningsmeto- den ganska stor betydelse för kostnad respektive kapacitet per manskift. Tyvärr är valmöjligheten av brytningsmetod ofta begränsad beroende på lokala förhållanden. Det gäller att kunna välja den i princip billigaste metoden, som ger högt malmut- byte utan att avkall ges på säkerhetssyn- punkterna.

Som exempel visas i figur 4 hur drifts- kostnaderna fördelar sig vid de fyra i Sverige mest förekommande brytningsme- toderna. Av tabellen framgår att andelen arbetslöner är lägst vid skivras och skivpall även om skillnaden är liten och ej helt signifikant. Igensättningsbrytning är ur brytningssynpunkt den kostsammaste, men kan fram till färdig produkt vara mest eko- nomisk genom selektivitet och högt malm— utbyte. Om siffrorna i figuren varit uttryckta i kr/ton i stället för % skulle en betydande skillnad ha uppstått till förmån för skivras och skivpall.

Som orientering lämnas en kort beskriv- ning över när olika brytningsmetoder lämp- ligen användes.

Igensättningsbrytning användes framför allt vid sulfidmalmer, där man inte önskar inblandning av gråberg i malmen på grund av åtföljande höga malnings- och anrik- ningskostnader. Vid fullständig igensättning sker heller inget inras av ovanför malmen liggande markområden.

Skivpallbryming användes vid brantstå- ende malmer av begränsad mäktighet, där såväl malm som sidoberg har så pass god hållfasthet att utbrutna rum ej rasar ihop.

• Sida 122
•  Original

Årbetstimmor u.]. per IOOD fon IDOG _ Brgtningsmetod igensäifning — Rum och pelare 500— Skivpoll _ Skivrus " i F1 I FI | l955 ISBD |965

Figur 5. Brytningseffektens utveckling 1955— 1965.

Rum— och pelarbrytning användes vid flacka malmer, där även malm och sido- berg har god hållfasthet.

Skivrasbrytning är den i Sverige mest an- vända metoden vid jämmalmsbrytning och kan i princip användas under mycket skif- tande förhållanden. Nackdelarna är fram- för allt vissa malmförluster och gråbergs- inblandning i uppfordrad malm.

Bloc/(rasbrytning kan användas vid stora malmkroppar, där malmen har så pass låg hållfasthet att den själv brytes sönder vid underminering.

För att demonstrera hur brytningseffek- terna utvecklats under senare år visas ett diagram figur 5. Härav framgår att den största relativa effektökningen har skett för de metoder som lättast kan mekaniseras, nämligen skivras- och skivpallbrytning. Samtidigt sker arbetet vid dessa metoder i rum eller orter av begränsad storlek, där problemen med berghållfasthet och berg- tryck lättast kan kontrolleras.

3 Sammanfattning beträffande nuvarande teknik

En kort sammanfattning av vad som här ovan nämnts och som bör gälla för när- maste överskådliga tid är följande:

Den billigaste malmbrytningen kan erhål- las i dagbrott med utnyttjande av nu kon- ventionella borrmaskiner, lastmaskiner och truckar. Inga revolutionerande förändringar kan förväntas såvida inte i enstaka fall nukleära sprängämnen kan utnyttjas.

Underjordsmetodernas utveckling och tillämpning beror i huvudsak på mekanise- ringsmöjligheter, selektivitet, malmutbyte och berghållfasthet. En viktig faktor i pla- neringen är koncentrerad brytning, vilken är en förutsättning för mekanisering med stora maskinenheter. Kravet på selektivitet i brytningen kommer från den fortsatta malmbehandlingen. Det eftersträvade malm— utbytet beror på malmvärdet. Den kanske mest avgörande faktorn är dock berghäll- fastheten som bestämmer hur stora arbets- rum inom brytningsområdet som kan till- låtas. Att svårigheterna ökar med en gruvas avsänkning är uppenbart och framtida me- toder måste avpassas därefter.

För att kunna höja effektiviteten och sänka produktionskostnadema vid gruvbryt- ning måste man enligt min uppfattning till- lämpa följande huvudprinciper:

Koncentrerad brytning i varje gruva Kontrollerat styckefall Kontroll av malmutbyte och gråbergsin- blandning Ekonomisk mekanisering

Processtyming

Dessa punkter kan kommenteras enligt följande:

Den koncentrerade malmbrytningen är nödvändig ur många synpunkter: för arbets- ledning och driftskontroll, utnyttjandet av stora maskinenheter med minimum av per- sonalinsats, ett fåtal arbetsplatser ger mi- nimum av annan materialinsats och öppet- hållande av orter, schakt etc.

Med koncentrerad brytning har i utred- ningen avsetts att produktionen bör kon- centreras till ett begränsat område eller vissa delar av en gruva. En koncentration av brytningen inom ett större distrikt till en enda eller ett fåtal gruvor är givetvis av stor betydelse men har inte medtagits i min bedömning. Här finns nämligen

• Sida 123
•  Original

många andra aspekter, som inte är av bryt- ningsteknisk karaktär.

Till att börja med betraktas en enstaka gruva med ett uppfordringsschakt och viss årsproduktion. Tidigare har man av prak- tiska skäl behövt ett relativt stort antal arbetsplatser, eftersom borrmaskiner, last- maskiner etc. haft relativt liten kapacitet. Arbetsorganisationen har varit individuell, och man har inte inriktat sig på större grupparbeten. Även vid relativt små malm- kroppar bör det numera finnas möjlighet att utnyttja stora, mekaniska borraggregat och stora lastmaskiner, kanske i många fall även med spårlös drift. Lastningsutrymmen och ortdimensioner bör kunna vara av samma dimensioner som i en mycket stor gruva, och det reella problemet blir då en organisations- och planeringsfråga. »Mot- ståndet» mot omläggning till en sådan kon— centrerad brytning är troligen, att man re- dan har en maskinutrustning, som är bra, och som man inte kan sälja, och man vill inte göra nyinvesteringar.

Jag har den uppfattningen, att om man utan förbehåll kunde planera för en ratio- nell och koncentrerad brytning, skulle bryt- ningskostnadema enbart av denna orsak avsevärt kunna sänkas i jämförelse med vad en genomsnittsgruva av samma storlek nu har.

Frågeställningen blir något annorlunda, om man betraktar ett i samma regi bearbe- tat gruvfält med t. ex. flera små schaktan- läggningar. Här är det helt uppenbart, att en betydande vinst kan uppstå såväl tek- niskt som ekonomiskt, om transporter av malm, material, personal etc. koncentreras. Som exempel kan nämnas att så har skett i Riddarhytte-fältet och så borde kunna ske i Norbergs-fältet.

Kontrollerat styckefall vid primärspräng- ningar är en förutsättning för t. ex. auto- matiserad lastning och krävs även för val av mest ekonomiska maskiner för lastning, transport, krossning etc. Även enstaka skut sänker i hög grad kapacitetet och effektiv arbetstid.

Kontrollerat styckefall har diskuterats i många sammanhang såväl inom gruv- som

anläggningsindustrin. Omfattande under- sökningar har gjorts och pågår fortfarande i olika industrier och forskningskommittéer. Som exempel på platser kan bl. a. nämnas Dannemora, Bolidenbolaget, Nitro Nobel rn. fl. För att uppnå ett kontrollerat stycke- fall krävs en noggrann borrning och ladd- ning. Ett intensivt arbete rörande detta på- går, och successiva förbättringar sker. Det styckefall som önskas och kan godkännas beror givetvis av maskinstorleken. Införan- det av större lastmaskiner inverkar därför gynnsamt, och tillsammans med en kontrol- lerad borrning och laddning borde man kunna uppnå ett tillstånd där sekundär- sprängningar inte längre erfordras. Följden blir ökad timeffekt och årskapacitet samt sänkta kostnader.

Malmutbytet kan speciellt vid värdefull malm vara en helt dominerande »kostnads- faktor». Den »marginalkvantitet» malm som kan uttagas belastas endast med mar- ginalkostnaden för lastning, transport och uppfordring.

Kontroll av malmförlust och gråbergs- inblandning är särskilt aktuell vid skivras- brytning. Här har stora forsknings- och undersökningsarbeten utförts, och för när- varande pågår ett fullskaleförsök, som pla- nerats i samarbete mellan Institutionen för gruvbrytning, KTH och Gruvforskningen. Själva försöket utföres i Timmergruvan, Grängesberg, där man välvilligt ställt plats till förfogande. Ekonomiska bidrag erhålles även från Grängesberg och LKAB. Totala kostnaden rör sig om mer än 1/4 Mkr.

Som framhållits i min tidigare PM är värdet av mer kontrollerade förhållanden mycket stort. Som tidigare nämnts rör sig malmförlustema om 10—20% och gråbergs- inblandningen om 15—25%. En bättre kän- nedom om gravitationsflödet i sprängt berg skulle ge möjlighet såväl till betydligt bättre planering av tillredningsarbeten som till slutlig borrning, sprängning och utlastning av malmen. Jag kan inte nog understryka betydelsen av pågående undersökningar och anser, att de dels kommit igång för sent, dels i för liten omfattning. Det ekonomiska värdet kan vara mycket stort, och enligt

• Sida 124
•  Original

Teknilsko de+aljer——,»[å€irr. .. Enkla operationer————>|Borrninq, sprängning

Kombinerade operationer Ortdrivning, lastning-transport Bergmekanik

!

Brytninqsmetoder

Resultutpöverkande faktorer

jTillredning; skivrasbrytning. Igensöttninq " Malmförluster, gråbergsinblandning ' Cu+—of-f—grude, losiningsqröns

'._ Sovring, anrikning. planering, =. rationalisering

chgntsgtign

! Kopitalinsafs

Resultat ' "Ekonomisk produktionsenhet"

Mål

Figur 6. Följdn'ktig forskning.

min uppfattning är en förbättring vid skiv- rasbrytning i mindre gruvor av storleksord- ningen lO—20% möjlig.

Med ekonomisk mekanisering och pro- cesstyrning avses att riktigt avväga investe- ringar i nya maskiner och utrustningar, så att dessa varken blev för enkla eller för dyrbara. Några generella bedömningar eller beräkningar kan ej ske, utan problemen får behandlas tillsammans med borrning, last- ning och transportfrågor.

4 Ny teknik, forskning och utveckling

Mot bakgrunden av vad som ovan fram- förts diskuteras här nedan de möjligheter som jag anser finns för att höja effektivi- teten och sänka produktionskostnaderna ge- nom vidareutveckling av maskinutrustning, principer och metoder.

För att överskådligt visa vilken lång kedja av på varann inverkande faktorer som finns i gruvbrytning hänvisas till bild fi- gur 6.

Enligt inprickat exempel med ett förbätt- rat borrskär (hårdmetall) har detta haft följande inverkan.

1. Flerfaldigt högre borrsjunkning.

2. Lättare borrmaskiner och mindre mängd borrstål.

3. Snabbare ortdrivning och därmed änd- rad tillredningsteknik.

4. Nya brytningsmetoder med bl. a. långa borrhål.

5. Mer koncentrerad brytning.

För bergborrnt'ng under jord fortgår gi- vetvis en intensiv utveckling hos de stora maskintillverkama, bl. a. Atlas Copco, och förbättrade maskiner är förutsedda med högre borrsjunkning men framförallt me- kanisering och delvis automatisering av borrningsarbetet. Utnyttjandet av sådan ny maskinutrustning i små gruvor är begrän- sat med hänsyn till utnyttjningsgrad och därmed kapitalkostnad.

Användning av långhålsborming är be- gränsad vid små liksom vid mycket oregel- bundna malmkroppar, men här finns fortfarande säkert möjligheter till bättre utnyttjande. Den successivt förbättrade borrningstekniken har i hög grad påverkat såväl undersökning och tillredning som brytningsmetoder. I USA har ett ingående studium skett av tänkbara borrningsmeto-

• Sida 125
•  Original

der i samband med oljeborrning och om- fattande forskningsarbete beträffande me- kaniska, termiska och kemiska metoder. Dessa har även diskuterats i Sverige, men hitintills har inga nya lösningar kommit fram för underjordsborrning med borrhål mindre än ca 50 mm. Ansträngningarna här har i stället inriktats på att försöka utnyttja den nu kända tekniken på mest effektiva sätt.

F ullborrning av tunnlar, horisontalorter och stigorter har under senaste åren haft en mycket snabb utveckling i länder, där man har lösa bergarter. Med nu tillgängliga borr- verktyg av stål och hårdmetall ligger den ekonomiska gränsen någonstans vid berg- arter och malmer med en tryckhållfasthet mindre än 1 000 kp per om?. Svenska berg- arter och malmer har i många fall en tryck- hållfasthet över både 2000 och 3 000 kp per cm2. Omfattande prov har utförts i samarbete mellan Atlas Copco, Sandviken, Boliden och LKAB, men med nuvarande teknik och utrustning har metoden inte visat sig ekonomisk i svenska gruvor.

Beträffande sprängningstekniken har ut- vecklingen under de senaste 10 åren snabbt gått mot utnyttjande av billigt ammonium- nitrat. Sprängämnet erhålles genom att blanda ammoniumnitrat och 5,5 % olja eller i en annan typ genom blandning med TNT och vatten till s. k. slurry.

I amerikanska dagbrott är övergången till användning av ammoniumnitratbaserade sprängämnen nästan hundraprocentig. Un- der jord är användningsmöjligheten mindre dels på grund av smalare borrhål, dels på grund av vattenproblem, vilket kräver en viss teknik och annan omsorg än vid ut- nyttjande av konventionella sprängämnen. Vid företag där man haft resurser att lösa sina lokala sprängningsproblem och lära upp personalen, har stora kostnadsbesparingar gjorts. Detta har skett bl. a. inom LKAB och Bolidenbolaget. Vid mindre gruvor har användningen av ammoniumnitrat på grund av vad ovan sagts mött vissa svårigheter, eftersom det krävs viss specialutbildning av .personal samt noggrannhet för att misslyc- kanden ej skall uppstå. En klar väg mot

möjligheten till bättre utnyttjande av billiga ammoniumnitratsprängämnen är använd— ning av grövre borrhål och koncentrerad brytning.

Utrustning för lastning och transport under jord är ur kapacitetssynpunkt be- gränsad till de utrymmen, som är möjliga i orter och arbetsrum och beror på bergets hållfasthet respektive malmkroppens storlek. En allvarligt begränsande faktor för utnytt- jande av stora och effektiva maskiner är ändå produktionskapaciteten per skift. Till- räcklig mängd malm måste finnas tillgäng- lig för utlastning inom maskinutrustningens arbetsområde. Även här återkommer man till önskemålet om en koncentrerad bryt- ning på ett fåtal platser, men detta möter svårigheter vid små och oregelbundna malmkroppar. Ett intensivt arbete pågår emellertid med att få fram lämpliga last- nings- och transportenheter såväl spårfria som spårbundna. Automatisering av last- ning och transport under olika förhållanden är under bearbetning och har tillämpats i vissa fall. Kapitalinsatsen är hittills en häm- mande faktor speciellt vid små fyndigheter.

Uppfordringen ur gruvor sker nu prak- tiskt taget enbart med skipar, som kan hel- automatiseras när malmen grovkrossas un- der jord. Uppfordringstekniken är nu så pass utvecklad, att man inom överskådlig tid knappast kan vänta några avsevärda förbättringar annat än viss finjustering av vissa detaljer samt automatik.

Av vad som anförts beträffande borrning, sprängning, lastning, transport och upp- fordring kanske man får uppfattningen, att det inte är många förbättringar att vänta. Så är icke fallet. Mycket torde ännu stå att vinna genom en rätt tillämpning av brytningsmetoderna, men detta kräver en god kännedom om bergmekaniska förhål- landen och givetvis kombinationsförmåga av de olika deloperationerna.

Bergmekaniken omfattar mycket kort- fattat kännedomen om hållfasthets- och sönderbrytningsprocesserna. Förutom rena materialegenskaper inverkar även tryck, tid och temperatur etc. För kompletterande uppgifter om inverkande faktorer hänvisas

• Sida 126
•  Original

till bl. a. IVA:s meddelande nr 142, Berg- mekanik.

För att kunna planera en rationell ut- brytning av en malmkropp med bästa möj- liga utbyte kräves god kännedom om de bergmekaniska förhållandena ur bl.a. föl- jande hänseenden:

Rätt placering av transportorter etc.

Rätt dimensionering av schakt och ar- betsrum.

Val av lämplig brytningsmetod ur säker- hets- och hållfasthets- samt utbytessyn- punkt.

Om möjligt utnyttjande av bergtryck och rasegenskaper vid malmutvinningen.

Om felaktiga beslut eller åtgärder vid- tages kan detta förorsaka onödiga fördy- ringar genom t. ex.

nödvändig flyttning av schaktanläggning, extra förstärkningsarbeten i orter och schakt etc.,

onödiga malmförluster genom kvarsätt- ning av pelare, ras och dylikt,

onödig gråbergsinblandning i malm ge- nom inras från tak eller väggar,

ej förutsedda ras i dagen över utbrutna områden.

Av ovannämnda framgår att forskning och utbildning i bergmekanik är en förut- sättning för rationell gruvplanering och brytning även med hänsyn till full säkerhet. Samma sak gäller för övrigt alla bergarter vid tunneldrivning, vattenkraftanläggningar, skyddsrum och dylikt.

Nödvändigheten av god bergmekanisk kunskap har varit uppenbar åtminstone de senaste 10 åren inom bl. a. Gruvforsk- ningen och Bergsprängningskommittén, men tillgängliga resurser har varit alltför begränsade för att något verkligt utveck- lingsarbete skall kunna bedrivas.

Läget beträffande kännedom och utnytt- jande av bergmekaniken är m.a.o. ytterst bekymmersamt, eftersom inga forsknings- tjänster och ingen fast organisation finns. På grund av dessa förhållanden tillsattes år 1963 IVA:s bergmekanikkommitté för ut- redning av hithörande problem. En rapport avlämnades 1967 och föreslogs i denna att

schaktanläggning,

en permanent organisation bildas t.ex. i form av en branschorganisation. Vid ett sammanträde på IVA den 22 november 1967, till vilket alla inom bergmekaniken berörda intressenter kallats, tillsattes en arbetskommitté, som fick i uppdrag att snabbast möjligt utreda och lämna förslag till lämplig form för forskning och utveck- ling inom bergmekaniken och angränsande områden.

Som bekant skedde 1968 en omorganisa- tion beträffande fördelning av forsknings- anslag, fonder etc. och koncentreras till STU. Stora förhoppningar ställdes bl. a. inom IVA:s bergmekanikkommitté, att an- slag skulle erhållas till ett branschforsk- ningsinstitut, som i utredningen benämndes »Bergtekniskt institut». Arbetet skulle i hu- vudsak bedrivas vid redan befintliga labora- torier och institutioner, och ett omfattande program uppgjordes såsom framgår av bi- lagor i utredningen.

Mot bakgrunden av de anslag som STU tilldelats är utsikterna för den närmaste framtiden mycket dystra, och någon effek— tiv bergmekanisk forskning kan ej startas för närvarande. Detta förhållande kommer avgjort att få en menlig inverkan på hela utvecklingen inom gruvbrytningstekniken, eftersom enskilda gruvbolag med få undan- tag ej har intresse att själva satsa på direkt forskningsarbete.

För min egen del betraktar jag den berg- mekaniska forskningen och utvecklingen som grunden för hela utvecklingen inom brytningstekniken och kan tills vidare en- dast konstatera, att man tyvärr måste vänta tills anslag erhålles.

Att värdera den bergmekaniska forsk- ningen i pengar är helt omöjligt utan en ingående analys i varje speciellt fall. Man får dock konstatera, att såväl inras i gruvor som skador på schakt och ovanjordsanlägg— ningar förorsakats av alltför svagt bergme- kaniskt kunnande. De kostnader som detta medför kan uppgå till oerhörda belopp.

Jag vill här dra en parallell med geotek- niken, som är en betydligt längre utvecklad vetenskap, och vem skulle idag bygga hus, broar eller fabriker utan en noggrann geo-

• Sida 127
•  Original

teknisk undersökning! Många gruvor däre- mot både planeras och brytes helt utan bergmekaniska undersökningar, och detta måste totalt sett betyda avsevärt förhöjda kostnader.

Vid Institutionen för gruvbrytning på KTH finns för närvarande ett relativt välut- rustat laboratorium för de problem som direkt hör samman med brytningsplanering, och genom viss utökning av laboratorielo- kaler och forskarrum kunde de flesta berg- mekaniska problem bearbetas. Förhopp- ningen är att snarast få en topptjänst i berg- mekanik med de förhållandevis ringa extra investeringar som detta medför. Geoutred- ningen har behandlat dessa frågor och kom- mer med rekommendationer vartill hänvisas.

Inom gruvbrytningstekniken har under senare år mycket arbete nedlagts dels på att få bättre teoretisk kunskap om tekniken vid olika brytningsmetoder, dels på den praktiska tillämpningen. Det teoretiska ar- betet har skett genom laboratorie- och mo- dellförsök, som i viss omfattning komplet- terats med databehandling. För överföring av parametrar från laboratorie- och modell- försök till driftsskala återstår emellertid om- fattande arbete med bl.a. undersökningar i fullstor skala. Sådana prov är förhållande- vis dyrbara och kräver insatser av såväl maskiner som mätmetoder och kunnig per- sonal. Med hänsyn till det svåra ekonomiska läge, som många gruvor befunnit sig i un- der senare år, har det varit svårt att få medel till att genomföra dylika undersök- ningar. På längre sikt kan detta inte vara riktigt, och jag är personligen övertygad om, att de belopp som nedlägges i fullskaleför- sök mycket snabbt kan återvinnas genom förbättrad ekonomi i gruvbrytning.

De metoder jag i första hand syftar på är skivrasbrytning och blockrasbrytning och vissa modifieringar, där man efter borrning och sprängning av malmen kan lasta ut denna under bästa möjliga kontroll med hänsyn till malmförlust och gråbergsin- blandning. För närvarande sker alla beräk- ningar och planeringar enbart på basis av praktiska erfarenhetsvärden. En fullständig kännedom om gravitationsflödet hos sprängt

berg med de tryck och belastningar som råder i en gruva skulle möjliggöra en bättre och säkrare planering av brytnings- metoder, men tyvärr är denna fråga mycket eftersatt.

En ordentlig satsning på undersökningar i driftskala av framför allt styckefall och gravitationsrörelse i sprängt berg med ordentlig planering och framförallt nog- grann uppföljning anser jag nödvändig. Som exempel kan nämnas att vid skivrasbrytning uppstår vanligen en malmförlust av 10— 20% och en gråbergsinblandning av 15— 25 %. I Sverige brytes ca 25 Mt per år med skivras och endast 1% motsvarar 250 000 t per år, men jag är övertygad om, att åtskilliga procents förbättring kan upp- nås, vilket skulle motsvara mycket stora be- lopp.

För att mycket kort sammanfatta det in- bördes värdet av de olika berörda punk- terna vill jag anföra följande. Det största omedelbara värdet ligger troligen i kontroll av malmförluster och gråbergsinblandning, medan man på längre sikt bör göra de största vinsterna genom bergmekanisk forskning och utveckling. Förbättring av maskinutrustningar, sprängämnen etc. sker successivt i intim kontakt med tillverkarna. Problemet kan här vara kapitaltillgång och vilka möjligheter företagen har att byta ut äldre maskiner mot nya, större och effek- tivare.

5 Sammanfattning

Min uppfattning är, att det finns möjlig- heter att höja effektiviteten och sänka produktionskostnadema vid gruvbrytning genom att tillämpa de tidigare nämnda hu- vudprincipema:

Koncentrerad brytning Kontrollerat styckefall Kontroll av malmutbyte och gråbergs- inblandning Ekonomisk mekanisering eller processtyr- ning

Forsknings- och utvecklingsarbetet bör tills vidare kunna fortsätta på redan in-

• Sida 128
•  Original

slagna vägar beträffande borrning, spräng- ning, lastning, transport och uppfordring, men ett nytänkande och ökade insatser måste ske beträffande bergmekaniska pro- blem och planering av brytningsmetoder.

Bergmekaniken måste nyorganiseras be- träffande såväl utbildning som forskning och laboratoriemöjligheter. Topptjänst bör inrättas och erforderliga medel ställas till förfogande.

Beträffande brytningsmetoder bör labo- ratorie- och modellarbeten fortsätta, men det är nödvändigt att genom försök i full- stor skala få anknytning till driftsförhål- landen.

Litteratur

A Föredrag

1. Brytningstekniken och dess utveckling inom svensk gruvhantering. I Janelid, Jemkon- torets Annaler, volym 145, 1961.

2. Bergbrytningens utvecklingstendenser. I Janelid, Svenska Gruvföreningens medde- lande 119, 1966.

B Svenska Gruvforskningens kommitté- rapporter som berör malmbrytning (ej offentliga)

1. Kostnadsfördelning vid långhålsbrytning.

2. Hålavvikelsens inverkan på brytningskost- naden vid långhålsborrning.

. Ortsdrivningens mekanisering. . Kompendium i skivrasbrytning. . Frontrasbrytning. . Blockrasbrytning. . Gruvmekanistdagar 1965. . Dieseldagar i Malmberget 1967.

mxlOtM-hw

C I VA-meddelanden

1. Meddelande nr 30, 1959 Bergsprängning.

2. Meddelande nr 142, 1965 Bergmekanik.

3. Diskussionsmöte 1967 Bergmekanikkom- mittén.

4. Diskussionsmöte mittén.

5. Diskussionsmöte mittén.

6. Diskussionsmöte mit-tén.

1968 Bergmekanikkom- 1969 Bergmekanikkom-

1970 Bergmekanikkom-

D Bergsprängningskommitténs protokoll (Ej offentliga men kan vid behov utlånas)

Protokoll från diskussionsmöten år 1955— 1970.

E Publikationer (finns bl. a. på Institutionen för Gruvbrytning, KTH)

1. Surface Mining AIME N.Y. 1968.

2. Proceedings of the International Mining Congress.

3. Proceedings of the International Mechanics Congress.

4. Berichte des Internationalen Biiro fiir Ge- birgsmechanik.

Rock

• Sida 129
•  Original

Bilaga 5 marknaden

Utarbetad av P. G. Kihlstedt

1 Mineraltekniska utvecklings- aspekter på den mellansvenska mineral- industrin

1.1 Allmänt

Gruvindustri och mineralindustri är ej helt synonyma begrepp, i varje fall ej enligt bokstavlig tolkning. Gruvbrytning är enligt Bonniers folklexikon det arbete, varigenom nyttiga mineral lösgöres från sitt moderklyft och transporteras upp till jordytan. Den be- redning som mineralen underkastas för att bilda säljbara mellanprodukter eller färdiga varor är ej begränsad enbart till gruvbryt- ningsprodukternas direkta vidarebehand- ling. Den mineraltekniska industridelen omfattar alltså även andra mineral än som framkommit genom gruvbrytning, t. ex. lera, sand, grus, olja, slagg, klinker, etc., och likaledes är den endast till en mindre del lokalt sammanhängande med gruvdrift, dvs. gruvbrytning i första hand under jord. Mineralindustrin kan lämpligen indelas en- ligt följande:

A. Metallbärande mineral

1. Industri baserad på järnmalmer och öv- riga ferrometallbärande mineral

2. Industri baserad på icke-ferrometallbä- rande mineral (sulfidmalmsindustri, uran- framställning etc.) B. Industriella mineral

1. Sten- och ballastindustrin

Utveckling av järnmalmsprodukter för den svenska

2. Keramiska industrin

3. Kalk- och cementindustrin 4 Mineralbascrad byggmaterialindustri

5. Industri baserad på speciella industriella mineral (skärande, smörjande, fyllande, färgande, isolerande etc.)

6. Kemiska mineralråvarors och gödselmi- nerals industrier (salter, svavelbärande mi- neral, fosfatindustri) C. Mineralbränslen

1. Kolindustri

2. Skifferoljeindustri

3. Oljeindustri

4. Naturgasbaserad industri

I stort synes de metallbärande mineralens industrier för närvarande ha en volymmäs- sig utvecklingstakt med fördubbling vart 15—20:e år, medan de industriella minera- lens industrier fördubblas ungefär vart 10:e år. Mineralbränslena lämnas här ur räk- ningen såsom endast föga intressanta i ut- redningssammanhanget. Redan skillnaden i utvecklingstakt ger vid handen att de in- dustriella mineralen måste starkt beaktas i bergshanteringens utvecklingsaspekter. I flertalet högindustrialiserade länder har också de industriella mineralen under efter— krigstiden passerat malmerna i betydelse.

De mineralindustrigrenar som inom när- maste åren torde vara av största intresse för Mellansverige synes mig vara:

• Sida 130
•  Original

1. Järnmalmsindustrin med legeringsmetal- lernas industrier

2. Sulfidmalmsindustrin

3. Makadamindustrin

4. Kalk-, cement- och byggmaterialindustrin 5. Keramiska mineralindustrin

1.2 Allmänt om mineralteknik

Något bör sägas om vad mineralberednings- tekniken innebär och omfattar. Råvarorna som framkommer för beredning är som re- gel kristallina. De är sammansatta av mi- neralkristaller innehållande såväl önskade beståndsdelar som acceptabla men även av icke önskvärda beståndsdelar. De är dess- utom till form, konsistens och övriga egen- skaper som regel ej direkt användbara. De mineraltekniska beredningsmetoder som till- grips för att få fram optimala mineralpro- dukter kan indelas i följande grupper, vilka även benämns enhetsoperationer:

Mekanisk nedbrytning

1. Krossning, inom området över ca 4 mm 2. Malning, inom området ned till ca 0,05 mm

3. Finfördelning, inom området ned till ca 0,005 mm Avsikten är vid 1 att uppnå lämplig stycke- storlek såsom för styckemalm, makadam etc. Vid 2 vill man som regel befria mi- neralkristallerna för anrikning eller åstad- komma bindemedel såsom cement och kalk. Finfördelning enligt 3 avser än så länge huvudsakligen filler eller färger.

Anrikning

1. Fraktionering efter partikelstorlek

2. Fraktionen'ng efter täthet och utseende 3. Magnetisk och elektrisk anrikning

4. Flotationsanrikning

5. Lakningsbehandling Under 1 förs siktning, klassering, vindsikt- ning, tvättning etc. De viktigaste metoderna enligt 2 är våtmekanisk jämmalmsanrikning medan magnetisk anrikning 3 dominerar då det gäller magnetit. Flotation enligt 4 är huvudprocessen då det gäller sulfidmalmers anrikning men utvecklas hastigt som gene-

rell anrikningsprincip för alla mineral. 5 avser i första hand uran- och guldutvinning men har även annan betydelse.

M ediese paration

1. Vätskesedimentation

2. Filtrering och torkning

3. Stoftavskiljning och utvinning Under 1 och 3 faller framför allt mineral- industrins vatten- och luftvårdsproblem men även annan betydelsefull teknik. Avvatt- ningen under 2 avser framför allt att bringa produkterna till transportabelt tillstånd.

Agglomerering l. Formning och vätskebindning

2. Kristalliserande bindning och autoklave- ring

3. Bränning, kalcinering och sintring

4. Smältning Under ] hör kulrullning, gjutsandsform— ning etc. Under 2 faller cementgjutning, gasbetongframställning, kallbindning av järnmalm etc. Till 3 kan föras svavelkis- rostning, cementframställning, kalkbrän— ning, keramik och järnmalmssintring. 4 utgör oftast gränsprocesser mot metallur- gisk och kemisk industri då mineralen helt bryts ned och övergår i metaller etc. De nämnda enhetsoperationema sam- mansätts inom de olika mineraltekniska branscherna på skilda sätt till optimalut- formade mineralprocesser som frambringar produkter lämpade för metallurgiska eller kemiska industrier, där de vidarebehandlas till metaller och kemikalier, eller lämpade för väg- och husbyggnader eller för direkt användning som keramik, färg, smörjande, skärande eller isolerande material etc. Av särskild vikt är emellertid att fram- hålla den betydande skillnad i olika hän- seenden som råder mellan de mineralindu- strier som är helt hemmamarknadsbaserade och dem som arbetar internationellt eller under trycket av utländsk konkurrens.

1.3 Mineralteknikens allmänna

dynamik

Det totala arbetsmaterial som omfattas av utredningsuppdraget är så stort att jag fin-

• Sida 131
•  Original

ner det nödvändigt att söka välja ut endast sådana synpunkter, tendenser och teknik- fall som är av påfallande betydelse för ut- redningsarbetet. Utvecklingsdynamiken på det mineraltekniska området är så våldsam att några som helst statiska betraktelsesätt är irrelevanta. Låt oss därför börja med några allmänna synpunkter på förändring- arna och deras karaktär då det gäller mi- neralberedningstekniken.

1. Den kvantitativa konsumtionsutveck- lingen följer som regel än så länge en exponentialkurva med ungefär konstanta fördubblingstider. Mineralindustrierna tar vanligen lång tid att byggas upp. När det samlade utbudet visar sig överstiga behovet pressas priserna. Detta sker nu i flertalet fall eftersom jordens tillgångar under några få årtionden plötsligt blivit tillgängliga för exploatering. I några fall går priserna i höj- den på grund av större behov än tillgänglig produktion (t. ex. koppar).

2. Mineralberedningstekniken har i många fall drivits till en sådan rationell nivå, att personalbehovet är nära minimum. Produktionen är vanligen kontinuerlig och maskinenheterna stora. En ökning av pro- duktionen verkar därför ej alls så kostnads- sänkande som exempelvis vid gruvdrift el- ler inom kemisk och metallurgisk industri. I stället är det utbyte och produktkvalitet som ekonomiskt helt dominerar. Detta in- nebär stort processforskningsbehov.

3. Eftersom man hela tiden engångsför- brukar mineralfyndighetens råvarutillgångar är det normalt att man successivt tillgriper fattigare och fattigare råmaterial alltefter- som produktionen fortgår och ökar och av- sättningsbetingelserna ändras. Genom till- lämpning av gränsvärdekalkyler blir i många fall även ursprungligen rika fyndig- heter utnyttjade till sin avsevärt lägre eko- nomiska gräns. Det är därför mycket vik- tigt att tillse att den teknisk-ekonomiska utnyttjningsnivån hålls så optimal som möj- ligt eftersom fyndigheten då ger bas för större produktion. Däremot är det ej lämp- ligt att betrakta fyndigheten som någon sorts kapitaltillgång, som vid behov kan ut- tas. Detta medför nämligen kortsiktig ut-

nyttjning och underoptirnal utbyggnad. Sta- ten bör på alla sätt uppmuntra och stödja långsiktiga utbyggnader av de aktuella mi- neralförekomsterna.

Möjligheterna att mer generellt påverka den allmänna utvecklingen inom mineral- tekniken i landet skulle jag främst vilja framställa enligt följande:

1. En mineralstatistik upprättas, som ger korrekta och aktuella uppgifter till ledning för Sveriges mineralindustri, innehållande uppgifter om dess produktion och avsätt- ning och aktuella överblickar som ställer dessa uppgifter i relation till världsförhål- landena inom respektive mineralgren. Sådan statistik saknas helt i Sverige men finns exempelvis i Kanada.

2. Fortsatt och ökat stöd åt mineraltek- nisk forskning och undervisning.

3. Skattemässigt och finansmässigt stöd för optimalt utnyttjande av mineralfyndig- heterna med beaktande av att lönsamheten i fortsättningen måste komma att ligga på gränsläge och att de naturliga prissväng- ningarna för internationellt betonade mine- ral fordrar resultatutjämning över flera år.

4. Utveckling mot avpolitisering av mi- neralindustrifrågorna och ett befrämjande av ett fullgott samarbete mellan stat och industri, varvid förhållandena kräver större statliga forsknings-, utvecklings- och garan- tisatsningar än vad som gäller för industri som ej är av baskaraktär.

1.4 Allmänna mineraltekniska utvecklingstendenser Några synpunkter på de förändringar som speciellt påverkar mineraltekniken kan sam- manfattas i följande punkter:

1. Mineralråvarans tillgänglighet och ka- raktär förskjuts. En ständigt fortskridande utveckling är den mot allt fattigare råvaror med behov av större beredningsinsatser för anrikning. En hastig lokal förändring sker i Mellansverige på makadamområdet då grusåsama försvinner eller exploateringen stoppas ur miljösynpunkt. Med förbruk- ningsfördubbling vart 8:e år uppstår stora behov av centrala stenbrott med utvecklad makadam- och sandproduktion.

• Sida 132
•  Original

2. Mineralberedningens teknik och eko- nomi förändras. En förändring sker genom i vissa fall billigare stenmalningsteknik. Övergång till torranrikningsteknik vid järn- malmsbehandlingen kan sänka personalbe- hov och kostnader. Övergång till flotation ger starkt ökade förbättringar av halter och utbyten samt minskat personalbehov. Ut- veckling av agglomereringstekniken för järn- malm med införande av kallbundna kulor synes öppna stora ekonomiska perspektiv. Mineralberedningsverkens instrumentering och datastyrning ger förbättrad totaleko- nomi.

3. Teknik och ekonomi förändras inom efterföljande industriella behandlingsled. Dylik förändring både föranleder och för- anleds av mineraltekniska produktändringar. Exempel från järnmalmssidan är syrgaspro- cessemas förändrade krav på jämmalmernas fosforinnehåll. Vidare anrikningsteknikens pådrivande inflytande för att sänka masugnsbeskickningamas slaggbildarhalt, komingsteknikens inflytande på fluosolid— processemas användbarhet och agglomere- ringsteknikens inflytande på masugnarnas produktionskapacitet. Dessa exempel kan mångfaldigas och i själva verket arbetar man med en totaloptirnering av behand- lingstekniken från råmalm till färdig metall- vara.

4. Efterfrågan på mineralprodukterna förskjuts. Exempel härvidlag är att hämta från alla branscher. Inom exempelvis bygg- materialindustrin sker avtagande efterfrågan för vanligt tegel till förmån för kalksand- sten och lättbetong. Kolförbrukningen av- tar till förmån för olja och naturgas. Sugsinterproduktionen stagnerar medan pel- letproduktionen ökar.

5. Innovationer uppträder inom mineral- produktionen. Förhållandena är här dock helt annorlunda än inom exempelvis meka- nisk industri. Mineraltekniska innovationer är relativt sällsynta. Exempel finns dock så- som syntetiska samlarreagens för selektiv flotation, som omkring år 1930 totalt rub- bade hela metallproduktionens ekonomi i världen. Den svenska uppfinningen av gas- betongen är ett annat exempel. Kulsintring-

en liksom nu utvecklingen av kallbundna kulor är nyare innovationer. Vissa pågående utvecklingar av sammansatta samlarrea- gens för oxidmalmsflotation kommer må- hända att visa sig vara av innovations- karaktär.

Det sagda är avsett att visa karaktären och profilen hos de tekniska förändringar som sker inom mineralindustrin. Det visar emellertid ej de ofta mycket stora ekono- miska värden som skapas när förändrad teknik kommer till stånd inom mineralbe- redningen eftersom det vanligen ej är så mycket kostnadsändringar som inkomständ- ringar det är fråga om och eftersom tontalet normalt är mycket stort

Efter dessa allmänna översikter skall en del speciella utvecklingsfrågor inom några för Mellansverige aktuella branscher berö- ras. Jag har därvid enbart medtagit sådana förhållanden som jag bedömt ha mer på- fallande intresse för utredningens arbete.

1.5 Mineraltekniska utvecklings- aspek-ter för mellansvensk järnmalms- industri

Man har i princip två skilda områden att beakta då det gäller de mellansvenska järn- malmernas beredning, nämligen de fosfor- haltiga och de fosforfattiga malmernas be- redning.

De fosforhaltiga malmerna dominerar i i Grängesberg, Blötberget och Idkerberget. Från Grängesberg och Idkerberget utvinns fosforhaltig styckemalm för export till kon- tinenten. En ökande mängd styckemalm från Idkerberget finner även användning inom Sverige. Mull och slig av varierande fosforhalt från alla dessa gruvor går fram- för allt till Domnarfvets Jernverk men även i någon mån till Oxelösund och andra järn- verk. Apatitjämmalmema är rätt grovkor- niga och relativt lätt anrikade och tekniskt sett kan man genom anrikning partiellt eller fullständigt avlägsna fosforhalten i samband med att en mer eller mindre grå— bergsfri magnetitslig framställs. Ur den apatithaltiga blodstensmalmen från dessa gruvor kan fosforfri slig framställas flota-

• Sida 133
•  Original

tionsvägen, men detta har ännu ej tilläm- pats. Med våtmekanisk anrikning erhålls däremot kvaliteter med lägre fosforhalt.

De fosforfattiga malmerna består i prin- cip av skarnjärnmalmer, där magnetit är malmmineral, och kvartsjärnsmalmer, i vilka såväl blodsten som magnetit ingår. Dessa malmtyper har givit grunden till den svenska kvalitetsstålframställningen och hu- vuddelen av malmproduktionen har i form av slig gått till järnverken, där de pann- sintras. Under en lång period har ur kvarts- järnmalmerna även uttagits en styckemalm som exporterats för speciella ändamål. Denna styckemalmsexport är under avta- gande. På samma sätt har en styckemalms- export skett av fosforfri manganhaltig järn- malm. Förutsättningama för denna export har minskats, men olika omständigheter ger Dannemoragruvan ett gott läge på denna marknad. Inom Sverige används styckefor- mig manganjämmalm som slaggbildare vid järnverken. Sligframställningen ur skarn- järnmalmerna gynnas av relativt goda anrikningsbetingelser, medan kvartsjämmal- merna har betydligt ogynnsammare anrik- ningsegenskaper.

Ett antal utvecklingar av enhetsoperatio- nerna inom mineralberedningen är särskilt aktuella för den mellansvenska järnmalms- industrin. Styckemalmsavskiljningen har starkt befrämjats av de nya sovringssepara- torerna med permanentmagneter, utarbetade vid Institutionen för Mineralberedning, Kungl. Tekniska Högskolan enligt Mört- sellseparatorns principer såväl för grovsov- ring som för finsovring. Dessa separatorer har haft stor framgång inom Luossavaara- Kiirunavaara AB, men ännu inte kommit till större användning i Mellansverige. Sus- pensionsanrikning och Stripaprocessen har starkt förbättrat styckemalmsavskiljningen vid blodstenshaltiga och manganhaltiga mal- mer. Nya utvecklingar av den våtmagne- tiska separatortekniken har kraftigt höjt utbyte och kapacitet vid den våtmagnetiska höganrikningen av magnetitmalmer. Samti- digt har stenmalning möjliggjort förbilligade malningskostnader vid nedmalning av fram- för allt magnetitmalmer. Genom långt

driven nedmalning kan även ur de mellan- svenska apatitjärnmalmema högrcn magne- titslig framställas genom lakning. Nya ut- vecklingsmöjligheter för en billigare bered- ning av järnmalmer på torra vägen med torrmagnetisk separering av magnetitcn och starkmagnetisk jämte elektrostatisk separe- ring av blodstenen undersöks för närva- rande inom gruvforskningen. Högeffektiva flotationsprocesser har i Sverige utvecklats för framför allt blodstensmalmernas anrik- ning och provats i industriell skala i slutet av 1950-talet. Ett fullföljande hindrades av att flotationssligen ej passade de domine- rande sugsintringsmetoderna vid de svenska verken. Flotationsmetodema kom därför i Sverige i vanrykte, men har utomlands fortsatt att utvecklas till mycket stor pro- duktionsvolym såväl i USA som Ryssland. Lämpliga agglomereringsmetoder finns nu i Sverige som ej hindrar flotationssligemas användning. För blodstensmalmernas an- rikning finns även metoder med magneti- serande reduktion, vilka hittills dock ställt sig för dyrbara. I samband med apatitjäm- malmernas behandling torde utvinning av apatit ur avfallen för fosfatindustrin genom flotation enligt väl utvecklade processer fortfarande vara aktuell.

Den inom järnmalmsbehandlingen kost- nadsmässigt helt dominerande enhetsopera- tionen är agglomereringen. Sedan omkring år 1920 har slig och mull vid de svenska järnverken sintrats med sugsintring, vilket på sin tid var en mycket förnämlig utveck- ling som delvis har upp stålverkens upp- blomstring och expansion under 1930-talet. Efter andra världskriget kom därtill den i USA utvecklade kulsintringen till använd- ning för agglomerering av särskilt finkor- niga sliger, Vilket möjliggjorde längre driven finmalning och anrikning av malmerna. I dagens läge är båda dessa metoder synner- ligen dyrbara och verkar mycket återhål- lande på utvecklingen av den mellansvenska järnmalmsindustrin. Ur denna synpunkt har vid Institutionen för Mineralberedning, Kungl. Tekniska Högskolan, utvecklats en teknik med kallbundna sligkulor, vilken bli- vit framgångsrik. Utvecklingsarbetet har till

• Sida 134
•  Original

stor del bekostats av Statens Tekniska Forskningsråd och lett till flera principiellt skilda metoder. En av dessa består i att höganrikad gråbergsfri magnetitslig kulrul- las med cement och får hårdna vid vanlig temperatur. Denna metod har provats i full skala av Grängesbergsbolaget och resulta- ten vid provsmältning av 35 000 ton sådana kulor vid Oxelösund har varit goda, varför metoden lagts till grund för pågående ut- byggnad i Grängesberg. En annan metod har under tiden utvecklats vidare vid In- stitutionen för Mineralberedning och givit mycket goda hållfastheter. Med denna ag- glomereras något gråbergshaltiga sliger ge- nom kulrullning med Ca(OH)2 varefter snabbhärdning sker i autoklav. Med denna metod uppnås mycket höga hållfastheter och dess anläggnings- och driftskostnader är samtidigt relativt låga. De använda sli- gerna kan i huvudsak vara grova och där- för passar metoden för de mellansvenska kvalitetsstålverkens agglomereringsbehov. Till slut är en särskild metod under utveck- ling vid institutionen som är avsedd för järnverk med högfosforhaltig beskickning. Vid denna går färskningsslaggen i retur, varför någon plats för kalktillsatser i prin- cip ej finns i beskickningen. För den skull används enligt speciellt förfarande färsk- ningsslaggen med gott resultat som binde- medel vid agglomereringen.

Av de här i korthet nämnda nyheterna bland järnmalmsberedningens enhetsopera- tioner torde utvecklingen av de kallbundna kulorna ha den största ekonomiska bety- delsen för förhållandena i Mellansverige eftersom möjligheter erbjuder sig att smi- digt reglera sammankopplingen av mineral— industrins sligproduktion och de olika järn- verkens råvarubehov utan de stora och dyrbara kulsinteranläggningar som talats om i detta sammanhang. Det syns som om en kraftig ökning av masugnsproduktionen även skulle vara möjlig, vilket skulle kunna öppna vägen för högre malmandel vid den mellansvenska tackjämsproduktionen.

Av ferrolegeringsmetallemas malmer finns för närvarande ej mycket i Mellan- sverige. Det torde emellertid vara på sin

plats att framhålla att utsikterna för utvin- ning av nickel och kobolt ur högbasiska bergarter förmodligen är underskattade, och att inom ett starkt sulfiderat område som Bergslagen finns det anledning att under- söka de ultrabasiska bergarter som uppträ- der. Likaledes syns manganspat uppträdai vissa bergarter i östra Bergslagen. Detta kan tänkas vara av ekonomiskt intresse eftersom manganspaten går att selektivt utvinna ge- nom flotation. Vissa potentiella vanadin- tillgångar finns i många av våra titanjäm- malmer — de viktigaste av dessa, t.ex. Smålands Taberg där ett utnyttjande ak- tualiserats, ligger dock utanför det här be- handlade området.

1.6 Synpunkter rörande den mellan- svenska sulfidmalmsindustrin

En väsentlig del av efterkrigstidens forsk- nings- och utvecklingsarbete på sulfid- malmsflotationens område har ju kommit till stånd i Sverige dels genom Boliden AB och dels inom Institutionen för Mineral- beredning, och avancerad teknik, som till- lämpas vid tillgodogörande av komplexa malmer i många delar av världen, har sitt ursprung i Sverige och utnyttjar svensk ap- paratur. Det kan med hänsyn därtill för- modas att dagens tekniska möjligheter på sulfidmalmsområdet är i huvudsak redan ut- nyttjade då det gäller den mellansvenska sulfidmalmsindustrin. Det är dock möjligt att vissa potentiella tillgångar hittills icke helt beaktats. Detta gäller särskilt de zink- bländehaltiga järnmalmer som i olika sam- manhang lagts åt sidan såsom svårbearbe- tade och likaledes de rena svavelkismalmer som uppträder i ett stråk norr och öster om Örebro. De tekniska möjligheterna att tillgodogöra sig dylika fattiga malmer har under senare år förbättrats och en genom- gång av dylika svaga sulfidmalmsirnpregna— tioner i Mellansverige borde vara av visst intresse för att se om någon av dem kom- mit i bättre ekonomiskt läge.

Inför perspektivet av ett stigande uran- pris skulle det vara av intresse om AB

• Sida 135
•  Original

Atomenergi gjorde en översyn av de upp- slag som framkom under uranprospekte- ringens år på 1950-talet. Möjligen kan an- rikningsteknikens utveckling sedan dess ha förändrat situationen i något fall.

1.7 Synpunkter rörande den mellan- svenska makadamindustrin

Såsom redan framhållits förestår en mycket stor omläggning av makadam- och sand- produktionen i Mellansverige i och med att grusåsarnas tillgångar tömts och naturvårds- intressena i större omfattning beaktas. Man räknar med en storleksordning av totalpro- duktionen av grus och sand i Sverige om för närvarande 100 miljoner ton per år och en fördubblingsperiod om cirka 8 år. Sam- tidigt höjs kraven väsentligt på den fram- ställda produkten och hanteringen föränd- ras snabbt från småindustri till storindustri. Speciellt i närheten av de större städerna växer provisoriska industrianläggningar för makadamproduktion upp, vilket bland an- nat har möjliggjorts av relativt enkla in- vesteringar och goda lånemöjligheter. För att få en bild av utvecklingen på längre sikt i Mellansverige bör man se på vad som hänt inom Göteborgsområdet och Skåne, där lämpliga grusåsar icke funnits tillgäng- liga. Makadambolagets anläggningar intill Göteborg kan mycket väl jämföras med den egentliga gruvindustrins största anlägg- ningar i Mellansverige.

Till den kvalitativa utvecklingen inom makadamindustrin hör anläggningarna för tvättning och fraktionering i avsikt att ut- vinna optimala ballastprodukter för betong- gjutning. Vidare byggs på många håll centrala verk för asfaltmassor, vilka även är av intresse såsom för framtiden viktiga mineraltekniska anläggningar.

I några fall har gruvindustrin kommit att intressera sig för makadamproduktion och tekniskt utvecklat dess möjligheter. Det förefaller emellertid som om dessa kombi- nationsmöjligheter mellan malm- och ma- kadamproduktion ej på långt när är ut- tömda.

1.8 Synpunkter rörande den mellan- svenska kalk-, cement- och byggmaterial- industrin Inom denna industrigren råder en hög ex- pansionstakt samtidigt som strukturrationa- lisering gör sig gällande och vissa grupper av företag övergår från småindustriella till storindustriella arbetsmetoder. Ur 1967 års gruvutrednings synvinkel torde det särskilt vara utvecklingen inom Kvarntorps- och Glanshammarsområdena som intresserar, men även de egentliga kalkstensområdena med i vissa fall dolomit vid Dylta, Sala, Larsbo och Siljan är av visst intresse. Stor- industrialiseringen inom byggmaterialområ— det leder till stora centrala verk belägna vid råvarufyndighetema och därvid har av olika anledningar särskilt Kvarntorpsområ- det visat sig gynnsamt. En bra kvartssand- sten föreligger där, vilket har betydelse för såväl kalksandstensframställningen som lätt- betongframställningen, och vidare finns kalk- och skiffertillgångar av värde för byggmaterialproduktionen. En lerskiffer kan även få betydelse såsom råmaterial. Det kan förmodas att ytterligare något centrum av liknande karaktär kan framkomma inom Mellansverige för byggmaterialproduktion. Den mineraltekniska utvecklingen på detta område pågår starkt och nyheter och kvalitetsförbättringar kommer ständigt fram. En icke oväsentlig del av utvecklings- arbetet inom Institutionen för Mineralbe- redning är inriktad på byggmaterialfrågor. Kalksten och dolomit har många använd- ningsområden, men bland de största är att utgöra råvaror för järnverken. Expan- sionen härvidlag är givetvis helt samman- kopplad med stålindustrins utveckling. Av betydelse är sålunda att få fram lämpliga kvaliteter av såväl bränd kalk som dolomit för stålverkens speciella behov och det på- går forsknings- och undersökningsarbeten på dessa områden. Ett annat användnings- område för kalksten, som under senare år i stort sett legat nere, är för jordbruksända- mål. Sedan man nu funnit att jordarna blir allt surare kan det tänkas att kalkning åter- upptas, varvid åter rätt betydande kalkstens- mängder kan komma att förbrukas.

• Sida 136
•  Original

1.9 Synpunkter rörande framställning av keramiska mineral inom Mellansverige

Det skall till slut omnämnas att Mellan- sverige företer goda förutsättningar för pro- duktion av vissa keramiska mineral, i första hand fältspat och kvarts. För närvarande pågår en rätt betydande produktion vid Forshammar och tidigare har vid Kolsva en betydande fältspatproduktion uppehållits. Den mineraltekniska utvecklingen på detta område kan öppna möjligheter för förbätt- rade produktionsvillkor. Vid Hållsjöbergs- fyndigheten i Värmland finns en av värld- dens största ansamlingar av kyanit och utbyggnadsplaner har upprepade gånger studerats under senare år. Världsförbruk- ningen är emellertid ej så stor och vissa tekniska problem måste lösas innan en pro- duktion kan igångsättas.

2 Utveckling av järnmalmsprodukter för den svenska marknaden1

2.1 Allmänt

Jernkontorets fullmäktige har i år valt att återkomma till sambandsfrågorna mellan jämmalmsproduktion och stålframställning och har givit en mineraltekniker i uppdrag att ge sin syn på den nuvarande utveck- lingen. Ämnet har en ständig aktualitet och jag vill citera Elfströms ord då han talade om en hyttkarls syn på malmen inför Svenska Gruvföreningen hösten 1953 [1]:

»I samband med de senaste 15 årens in- tensiva moderniserings-, investerings- och expansionsverksamhet inom svensk gruv- industri och svensk stålindustri har nya me- toder inom gruvdriften och nya processer inom metallurgin förts fram från experi- mentstadiet till full praktisk skala. Härmed har problemen trängt oss mer in på livet. Vi kan inte längre betrakta dem som en- bart forskningsuppgifter utan de är realite- ter liksom de tekniska och ekonomiska problem som uppstår vid praktisk drift en- ligt dessa nya linjer.»

Nu har åter 15 år gått och viktiga me- toder och processer har tillkommit och ut- vecklats, samtidigt som hela den svenska

järnhanteringen varit utsatt för en ekono- misk press mellan priser och kostnader som knappast var väntad år 1953. Modemise- ringstakten och expansionen har emellertid även varit högre än vad man då vågade hoppas på. Det är emellertid tidstypiskt att medan Elfström ännu talade om gruv- och stålindustri har idag den generella mineral- tekniken kommit in som ett viktigt mellan- led och utvecklats synnerligen snabbt. Det är visserligen sant att vi i Sverige ända sedan sekelskiftet kunnat glädja oss åt in- ternationellt betydelsefulla pionjärinsatser inom mineraltekniken, bl. a. på jämmalms- anrikningens och sintringens områden, men det är först under de senaste 15 åren som sambandet mellan de olika mineralbran- scherna knutits och i olika delar av världen en gemensam vetenskaplig grund och tek- nologi byggts upp för hela mineralbered- ningen. Mycket av vad jag idag kommer att framlägga belyser just denna mineral- teknikens generella idé och användbarhet.

Eftersom jag i mitt föredrag kommer att inrikta mig på principer, metoder och pro- cesser mer än på malm- och produktions- statistik skall jag här endast kortfattat gå in på detaljer om malmbasen för den svenska marknaden. De lappländska järn- malmerna har starkt begränsad betydelse för den inhemska marknaden. En mindre del av de vid malmfälten framställa järn- malmsprodukterna konsumeras inom lan- det, väsentligen för stålframställning vid Norrbottens Jämverk och för järnpulver- framställning i Höganäs. Huvuddelen finner sin mest lönsamma marknad utanför Skandi- navien, där det centrala Europa ligger för- delaktigt till för malmtransporterna. Den svenska stålframställningen försörjs i stället huvudsakligen med malmprodukter från de mellansvenska gruvorna, där produktionen domineras av de jämrika, mer eller mindre fosforhaltiga malmerna av s.k. Kirunatyp, alltså framför allt rätt lättanrikade malmer från Grängesberg och Blötberget med både

1 Föredrag vid Jernkontorets tekniska diskus- sionsmöte den 5 juni 1969. Särtryck ur Jem- kontorets Annaler vol. 153, 1969, s. 373—399.

• Sida 137
•  Original

magnetit och blodsten. Fortfarande har emellertid skamjärnmalmerna stor betydelse för kvalitetsstålproduktionen, som i mycket baseras på fosforrena magnetitsliger med fördelaktiga slaggbildarhalter. Skarnjärn— malmsförekomstema är vanligen oregel- bundna och rätt små. Bland dessa finns emellertid den stora Dannemora-malmen som på grund av sin kvalitet och geogra- fiska belägenhet huvudsakligen säljs på ex- port. Av kvartsjärnmalmer har vi två slag, dels den grovkornigare, något omvandlade och därför lättanrikade typen i Stråssa och Håksberg, dels den mer primära kvartsran- diga malmtypen i Stripa, Striberg, Norberg. Båda typerna är blandmalmer och håller alltså både blodsten och magnetit. Vi har även betydande titanjämmalmer, vilkas existens man vanligen bortser från. Till slut produceras årligen storleksordningen 350 000 t kisbränder, en järnoxidprodukt av icke obetydligt intresse för järnhante- ringen. Malmsituationen klargjordes inför denna församling för fem år sedan av Ser- ning i hans föredrag om de mellansvenska järnmalmsgruvornas speciella avsättnings- problem [2].

Med kännedom om den befintliga råvaru— basen för järnmalmsproduktionen och den marknadsinriktning som den svenska stål- produktionen funnit har intresset och an- satsema stegvis ökat mot en samordning för rationellt utnyttjande av den svenska järnhanteringens totala möjligheter. En blygsam början gjordes för femton år sedan, då inom ramen för Jemkontorsforskningen Cedervall och jag räknade igenom process- kedjan från malm till tackjärn och jag höll mitt på dessa kalkyler grundade föredrag vid 1954 års diskussionsmöte. [3]. Särskilt framhölls där koncentrathaltens och malm- basicitetens betydelse och jag påpekade bl. a. nödvändigheten av att driva anrik- ningen till höga slighalter för kvartsjäm- malmerna. Fem år senare fortsatte Daniels- son på samma tema i sitt föredrag om järnhanteringen och dess råvaruförsörjning vid Svenska Gruvföreningens årsmöte [4]. Han grundade sina malmvärdesberäkningar på stålpriser och totalkalkyler över järn-

verkskostnader fram till färdigt stål och jämförde de så framkomna malmvärdena med de aktuella malmprisema. Ur dessa re- lationer kunde man bl.a. snabbt finna ut vilka malmproduktstyper som betalade sig bäst att exportera och vilka som ur lön- samhetssynpunkt bättre borde behållas inom landet. År 1964 höll så Stålhed sitt föredrag om järnmalmens anpassning till den metallurgiska processen [5]. Här kom huvudsakligen internationella synpunkter in, och malmvärderingsformlerna och de all- männa resonemangen grundades på den glo- bala tekniken.

Som jag senare kommer att beröra har idag de stora jämgruvbolagen och järnver- ken egna modeller för värderingar och programmeringar för databehandlade kal- kyleringar, med vilka man snabbt kan framräkna råvaruvärden med hänsyn till den egna produktionen. De tekniska grun- derna för dessa värderingar förskjuts emel- lertid ständigt, och vad som passar den ena produktionsprofilen passar ej den andra. Samordningssträvandena till en eftersökt totaloptimering av vår järnhantering har organiserats inom den år 1967 tillsatta Jernkontorets strukturkommitté. Dess ord- förande, Håkan Abenius, framlade i år in- för Järnverksföreningen en översikt över kommitténs arbetsresultat [6]. Bland mång- falden viktiga prognoser och slutsatser kan särskilt nämnas att beräkningarna ger vid handen icke endast att ett importbehov för tackjärn om åtminstone 0,3 Mt kommer att föreligga år 1975, vilket är ett relativt nor- malt värde, utan även att 0,5 Mt skrot kom- mer att fattas i balansen. Man befarar att en motsvarande impovt av köpskrot kom- mer att verka fördyrande på stålproduk- tionen och rekommenderar därför bl. a. förnyade ansträngningar mot en svensk till- verkning av billigare järnsvamp. Malmför- sörjningen med för järnverken lämpliga inhemska malmkvaliteter anses emellertid vara helt tryggad.

Ett annat resultat av stor betydelse för strävandena mot rationellare struktur för den mellansvenska järnmalmsproduktionen är överenskommelsen mellan Grängesbergs-

• Sida 138
•  Original

bolaget och Stora Kopparbergs Bergslags AB om samarbete och malmbyte, vilket bl. a. leder till att Domnarvets järnverk för- ses med fosforrika malmprodukter med stor andel blodsten, medan fosforfattigare lik- som magnetitrikare malmer omhändertas av Oxelösundsverket eller går jämte stycke- malm på export.

2.2 Forsknings- och utvecklingsarbete inom den järnmetallurgiskt inriktade mineraltekniken

Utvecklingen av den järnmetallurgiska mi- neraltekniken fordrar som redan antytts en avsevärt utbyggd ingenjörsvetenskaplig grund och anknytning till betydligt bredare teknologisk bas än tidigare, för att forsk- nings- och utvecklingsresultaten skall kunna få den genomgripande betydelse som vår järnhantering i dagens läge kräver. Denna fordran har under det senare årtiondet till- godosetts [7, 8] genom en grundlig om- läggning av forskningen och undervisningen vid Bergssektionens studielinje för gruv- och mineralteknik. Nu sker motsvarande för- ändring även vid Filipstads Bergsskolas berg- och mineraltekniska linje. Vidare har en omdaning kommit till stånd mot all- sidigare mineralforskning inom den av Svenska Gruvföreningen bedrivna berg- och mineraltekniska forskningen, den s. k. Gruv- forskningen, i första hand då inom dess ämneskommitté för mineralberedning med deltagande av representanter för alla mine- ralindustrier, alltså icke endast för dem som baseras på de metallbärande mineralens be- redning. Till slut har det mellan Gruvforsk- ningen och Jemkontorsforskningen överens- kommits om ett nämare samarbete mellan på resp. sidor ämneskommittén för mineral- beredning och ständiga utskottet för sintring och malmreduktion. Vi hoppas därigenom bl. a. bättre kunna täcka forsk- ningsbehoven för järnmalmsprodukternas och reduktionsprocessernas optimala an- passning till varandra.

Av det följande kommer att framgå att Mineralberedningsinstitutionen alltsedan år 1962 fått mycket betydande anslagsstöd från Statens Tekniska Forskningsråd för

sitt jämmetallurgiskt inriktade mineraltek- niska arbete på det grundläggande planet. Resultaten har successivt avrapporterats inom Gruvforskningen, och då nya proces- ser börjat växa fram har från de intresserade industrierna uppdrag och anslag lämnats för utveckling av den nya teknologin. Jag kän- ner stor tacksamhet för detta intresse och för allt det stöd som lämnats såväl inom som utom den organiserade forskningens ram.

Mycket betydande forsknings- och ut- vecklingsarbeten på det jämmineraltekniska området sker även internt inom de olika gruv- och bruksföretagen, och särskilt vill jag då framhålla insatserna inom Gränges- bergsbolagets och LKAB:s malmbehand— lingsavdelningar.

De utvecklingsresultat som jag här kom- mer att sammanföra och framlägga har kanske fått en särskild färg från det mång- åriga samarbetet inom Gruvforskningen och Mineralberedningsinstitutionen, men jag hoppas dock allsidigheten skall vara till- fredsställande.

2.3 Järnmalmsanrikningens allmänna metodutveckling

Allmänt

Omkring sekelskiftet skedde här i Sverige en utveckling ifråga om järnmalmsanrikning och agglomerering som tillhör de stora till- dragelserna i järnhanteringens internatio- nella historia. Jag har tidigare berört dessa förhållanden [9] men påpekar dem här ef- tersom de givit hög utvecklingsnivå och teknisk tradition åt de jämbärande minera- lens beredning i Sverige. De verk som då under ledning av Gröndal och hans kolle- ger byggdes vid de svenska gruvorna var i själva verket föredömligt planerade och processtekniskt långt före sin tid.

Då vi i dag söker pressa beredningskost- nader och förbättra halter och utbyten har vi till vårt förfogande en bättre teknik. De största förenklingama och kostnadssänk- ningarna har vi emellertid hittills vunnit ge- nom övergång till mycket större maskinen-

• Sida 139
•  Original

heter i form av krossar, kvarnar, separatorer, etc. samt mindre arbetskrävande verksloka— ler, maskinuppställningar och transportan- ordningar. Principiellt nya processlösningar har endast i mindre utsträckning gjort sig gällande inom järnmalmsberedningen för den inhemska marknaden. I fortsättningen måste emellertid mera radikala förändringar göras med delvis nya metoder om vi skall lyckas bibehålla den gynnsamma utveck- lingen. Man bör särskilt tänka processtek- niskt och gå över till enhetsoperationer och processer som bättre låter sig instrumente- ras och automatiseras. I det följande skall några väsentliga utvecklingsdrag från det senaste årtiondet beröras.

Malningstekniskt genombrott

En av de dominerande driftskostnadsdetal- jerna vid järnmalmsanrikningen har alltid varit nedmalningen till erforderlig partikel— storleksfördelning. Detta gäller inte endast för de finkorniga anrikningsmalmerna utan även för de lättanrikade grovkorniga magne- titmalmema, där man under senare år haft anledning driva upp koncentrathalterna till stor renhet. Malningskostnaderna har i syn- nerhet gjort sig gällande då man ansett sig behöva mala ned koncentraten till s.k. kulsinterfinhet, dvs. till en specifik yta när- mare 2000 cmZ/g. Att bryta ned grova kvarts- och magnetitkristaller fordrar stora energiinsatser och ger högt slitage om malkroppar av stål används. Vid varje sådan nedbrytning har man även svårighe- ter att hålla nere slamproduktionen, vilket kan innebära förlustrisker. Alltsedan mit- ten av 1940-talet har emellertid i Sverige arbetats med utveckling av autogen- och stenmalning, där man låter malmen själv tjänstgöra som malkropp. De utformningar av dessa metoder för malmens mekaniska nedbrytning till mer eller mindre renkros- sat anrikningsgods som under de senaste åren framkommit har inneburit kostnads- sänkningar med 1 år 2 kr/ t malm i specifika fall [10, 8]. De innebär dessutom mycket goda möjligheter till radikala förenklingar, större handlingsfrihet och ytterligare kost- nadssänkningar. I samband med sten- och

autogenmalningens utveckling har övergång till mycket stora kvarnenheter med väsent— ligt bättre verkningsgrad kunnat ske.

Magnetisk och elektrostatisk anrikning Av olika anledningar har tidigare som regel magnetitanrikningen av finkorniga produk- ter i Sverige genomförts i vått tillstånd un- der vattenspolning, vilket bl. a. innebär att vattentillsatserna ofta varit 5 år 10 gånger malmvikten. Denna typ av magnetisk an— rikning är alltjämt dominerande och har under senaste åren utvecklats mot större apparatenheter med avsevärt bättre kon- centrering, enklare flytschema och framför allt minskade slamförluster, vilket år av särskild vikt i samband med den ofta ökade finmalningen [11].

Den största förändringen på magnetitan- rikningens område är emellertid det ökade intresset för torranrikning och de bespa- ringsmöjligheter denna teknik öppnat. Vid mitten av 1950-talet utvecklades på Mine- ralberedningsinstitutionen den principiella konstruktion som nu kallas Sala-Mörtsell- separatorn [12], och denna princip har sedermera kommit till rätt vidsträckt an- vändning framför allt för olika typer av malmsovring [13]. Den har där givit av- sevärt höjda halter och utbyten i grövre produkter, medförande minskade behov av finmalning och finsligsseparation [14]. Ge- nom att denna billiga, enkla försovring kraftigt förbättrat grovgodsutbytet har pro- duktionskapacitetema vid många magnetit- behandlingsverk ökat och kostnaderna kunnat skäras ned. Eftersom dessa sovrings— separatorer utnyttjar centrifugalkraften går det också att vid många skarnjärnmalmer avskilja en ren styckemalm som lämpar sig för färskningsändamål, vilket är ekonomiskt fördelaktigt.

Vi har fortsatt denna linje inom Gruv- forskningen under senare år och studerat våra möjligheter till fullständig torranrik- ning även av blandmalmer, varvid blod- stensdelen utvunnits med starkmagnetisk separation. De separatorer som därvid an- vänds har utvecklats framför allt i Tysk- land och man har med dem lyckats uppnå

• Sida 140
•  Original

förhållandevis hög kapacitet [15]. Det er- hållna starkmagnetiska koncentratet har slutrenats i ett elektrostatiskt anrikningssteg. Försöken har varit lyckade, men malmen måste vara torr och bör avdammas. I an- slutning till detta utvecklingsarbete har den torra mineralberedningstekniken studerats, vilket icke endast kan ske vid de kontinen— tala jämmalmsverk som har starkmagnetisk separation, utan även vid de nya cement- fabrikema i Sverige, där man alltmer över- går till torra metoder. Fördelarna är att lägre personalbehov och högre grad av automation kan möjliggöra lägre driftskost- nader vid torra metoder. Resultaten av dessa undersökningar har i viss mån minskat intresset för den magnetiserande reduktio- nen, då enhetsstorlek och kostnader för denna metod ej synes kunna konkurrera i dagens läge. Energiska insatser har dock gjorts av Eketorp för att få denna process tekniskt acceptabel [16].

T yngdkrafrsanrikning Den svagaste länkenivår nutida jämmalms- anrikning utgör utan tvivel den s.k. våt- mekaniska anrikningen av de blodstenshal- tiga malmerna. Vi har på sina håll kvar skakbord med låg kapacitet och stort per- sonal- och platsbehov, men i allmänhet har man gått över till att använda de USA- utvecklade Humphrey-spiralerna, som van- ligen är betydligt effektivare [17]. Då spiralernas funktion är beroende av kon- stant godssammansättning, matning och vattentillsats har man under senare år i allt större omfattning i Sverige övergått till att sätta spiralerna först i verket efter nedmal- ningen, varvid både blodsten och magnetit utvinns. Detta har förbättrat driftssitua- tionen, men man måste tyvärr fortfarande konstatera de våtmekaniska metodernas nackdelar, att jäminnehållet under ca 50 ,um förloras till avfallet [18], att en- hetsstorleken är liten, med exempelvis en- dast en genomsättning om ca 2 t/h och spiral, och att processerna är svåra att övervaka och att automatisera. Spiralan- läggningarna har funnit stor användning för utvinning av blodsten ur malmerna av Ki-

runatyp. Betydligt mindre svårigheter har våra svenska utvecklingar av Stripa-rännan och suspensionsanrikningen mött. De har i stort varit lyckosamma och kommer sä- kerligen att i många stycken bibehållas som förkoncentreringsprocesser i den fortsatta tekniska utvecklingen.

Direkt och omvänd flotation av svenska järnmalmer

Få anrikningsprocesser har varit så om- stridda som flotationsmetoderna för anrik- ning av järnmalmer. Anledningarna härtill är många. De har för det första betytt in- förandet av rätt avancerade processmetoder, med krav på omsorgsfull upplärning och kontroll på ett område där man varit van vid enkla, nästan hantverksmässiga arbets- former. För det andra har flotationsmeto- derna medfört vissa måttliga men dock på- tagliga reagenskostnader. Utvärderingen av dessa gentemot de avsevärt högre utbytena och förbättrade anrikningsbetingelserna har ej varit helt klar. För det tredje har flota- tionskoncentraten vid de direkta metoderna visat sig ha inverkan på den efterföljande sugsintringen, vilket allvarligt oroat sligmot- tagarna. Bland fördelarna med flotations- metoderna kan emellertid nämnas låga anläggningskostnader, lågt personalbehov, mycket goda automationsmöjligheter samt stora möjligheter för selektivt avskiljande av olämpliga föroreningar och utvinning av eventuella biprodukter, såsom sulfidinne- håll, apatitkoncentrat, etc.

Det finns i princip två varandra komplet- terande flotationsprinciper för järnmalm (fig. 1): den direkta metoden, där man hydrofoberar och lyfter upp järnmalmsmi- neralen från de kvarvarande uppslammade gråbergsmineralen och alltså utvinner ett något oljebeklätt jämmalmskoncentrat, och den omvända metoden, där man aktiverar och avfloterar gråbergsinnehållet från den kvarvarande järnmalmen. Volymmässigt är malmmineral och gråbergsmineral lika före- trädda i en 45-procentig järnmalm av nor- mal svensk typ. Emellertid är den direkta metoden effektivare än den omvända, var- för man översiktligt, med bortseende från

• Sida 141
•  Original

kao(200/im kao(200,.lm pH 8.5 pH 6 DEFOSFORERANDE SANFLOTATION _ AHATIT-KALK— AVFALL Ay Cu- OCH Rå ,]QSGNcaHm FLOTATION JARNGtDMIIEQAL REL HOG pH $ AVFALL .. F e- K . JARNOIID- (; P-HALT FLorAmN åå BASICITET AVFALL SAMLARREAGENS: SMARREAGENS:

FETTSYRE- BRÄmouEEWLSION

FRÅN MÅLNING FRÅN MÅLNING k80( 90pm _ kao(l50 Fm pH—7 pH IO-Il SILIKAT- SlLlKAT— FLOTATION AV— FLOTATION AV- MED KAT— FALL MED ANJON- FALL REAGENS 2, EFTER Co _ AKTNERING

Fe—KONC. REL. HQG P-HALT REL. HCG BASICITET

e-KONC. REL. G P-HALT REL LÅG BASICITET

SAMLARREAGEIGI SÅMLARREÅGENS: AMNSALTLOSNING FETTSYRA ELLER FE TTSYRE - EQABN— OLJEEMULSlON

FET TSYRE- BRÄMOLEEMLSlON

FRÅN MLNING keo( ISO pm NaOH pH 8.5 %Ämce R- APATIT- APATlT-KALK- FLOTATION KONC- CGÖH)2 pH io-n ata A ON- REAGENS 2+ AVFALL EFTER Ca - AKTIVERING F -KONC REL [ås P-HALT REL. G BASICITET SAMLARREAGENS FETTSYRA ELLER FETTszE-BRANN- OLJEEMJLSION

Figur 1. Flotationsprinciper för järnmalmsanrikning. Upptill: Direkt flotation av järnmalm. Fe-halt i råmalm i princip lägre än ca 50%. Nedtill: Omvänd flotation av järnmalm. Fe-halt i råmalm i princip högre än ca 50%.

agglomereringssvårigheter och biprodukts- synpunkter, skulle i princip kunna bedöma malmer under ca 50% Fe lämpligare att flotera direkt medan vid halter över ca 50 % Fe omvänd flotation skulle ha visst före- träde.

Då det gäller den direkta flotationen har metodutvecklingen i rätt hög grad varit svensk [19, 20]. Anledningen till att den ej här hemma fått bestående praktisk till- lämpning har varit besvär med sugsintringen [21]. Eljest har såväl kontinuerliga halv-

skale- som välövervakade fullskaleförsök med den s.k. emulsionsmetoden i Sverige givit goda resultat och i andra länder, så- som USA och Sovjet, har motsvarande me- toder vunnit mycket omfattande praktisk tillämpning, och metoden är fortfarande starkt expanderande. Som samlarreagens används normalt någon lämplig fettsyra samt vanligen brännolja.

Den omvända flotationen kan ske enligt två alternativa förfaranden med olika typer av flotationssamlare. I det ena förfarandet

• Sida 142
•  Original

används vid ungefär neutralt pH en katjon- samlarc av amintyp [22], och i det andra aktiverar man silikatytorna med kalkjoner och floterar med fettsyrareagens vid högt pH [23].

2.4 Agglomereringens revolution

Allmänt

Vid nära nog samtliga driftsmetoder för re- duktion av järnmalmsprodukter måste de finkorniga koncentraten vara agglomererade till större eller mindre stycken för att kunna ge tillräcklig gaspermeabilitet för reduktio- nen eller för att ej ryckas med av reduktions- gasen. Emellertid infördes de nu domine- rande sintringsprocessema i svensk järn- hantering under helt andra ekonomiska förhållanden än de nuvarande. Kostnads- mässigt har vi i dag den egendomliga situa- tionen att en mellansvensk jämmalmsslig med 64% Fe genomsnittligt kostar ca 54 kr / t vid järnverket. Dessa kostnader om- fattar gruvbrytning, krossning, malning, anrikning, avvattning, lagring och transport till järnverket. För att få sligen i erforderlig styckeform genomförs så sugsintring vid ca 14000C eller kulsintring vid ca 1250 ä 1 3000C till en kostnad som inklusive ka- pitalkostnader, men exklusive slaggbildande tillsatser, uppgår till ca 20 kr/t slig. Smält- ning och reduktion i masugn kostar som jämförelse storleksordningen 75 kr/t slig [24]. Det nämnda innebär en klar dis- proportion mellan de olika mineraltekniska processdelarnas kostnader i relation till de- ras funktion, och det har under de senaste åren föranlett oss till kraftiga ansatser för utveckling av billigare och effektivare ag- glomereringsmetoder, som därtill kan inver- ka förmånligt på masugnsreduktionen.

Agglomerering genom bränning Eketorp har i en översiktlig sammanställ- ning [25] beskrivit de senaste årtiondenas utveckling av såväl sugsinter- som kulsin- termetodema. De förstnämnda infördes i Sverige omkring år 1920 och har här fun- nit mer omfattande användning än i något

annat land. Sugsintringen revolutionerade på sin tid den svenska tackjämsframställ- ningen och möjliggjorde finkornsanrikning av malmerna och ett tillfredsställande ut- nyttjande av de då nya sligprodukterna. Emellertid ökade sintringskostnadema med sligernas finkornighet, och på så sätt sattes tidigt en gräns för anrikningens fortsättande mot egentlig höganrikning. Man önskade helst att sligen ej skulle vara finare än kBO ca 0,5 mm (dvs. 80% finare än 0,5 mm). För att möjliggöra utnyttjande av höganrikade koncentrat och i princip även floterade sliger har så småningom ansträng- ningar gjorts att utveckla s.k. mikropelle- tisering och andra kapacitetshöjande åtgär- der [26, 27].

Kulsintringen infördes i Sverige omkring år 1950, och ett omfattande pionjärarbete utfördes då av Tigerschiöld och Ilmoni [28]. Medan de första anläggningarna hade schaktugnar och var inriktade på framställ- ning av pellets för järnsvamp och stålfärsk- ning har under senare år inom LKAB mycket stora investeringar gjorts i band- sinterverk och s. k. grate-kiln-verk för fram- ställning av kulor för masugnsbeskickning [29—31].

Ett särskilt problem utgör agglomere- ringen av de kisbränder som faller efter avrostningen av svavelinnehållet från de svavelkissliger som utvinns genom selektiv- flotation ur våra komplexa sulfidmalmer. Inom Bolidenbolaget har omfattande ut- vecklingsarbeten bedrivits för att finna bästa lösningen på brändersintringens problem. Inom Stora Kopparbergs Bergslags AB har i Falun sedan ungefär 10 år en kulsint- ringsprocess arbetat med gemensam agglo- merering av finkornig magnetitslig och bränder [32]. En översikt över kvalitets- och sintringsproblemen för bränderna har getts av Eketorp [33].

Kallbundna kulor

Kallbundna kulor är ett begrepp som skapa- des vid Institutionen för mineralberedning då resultaten började framträda av det i början av 1960-talet upptagna forsknings- arbetet för att utveckla bättre och billigare

• Sida 143
•  Original

agglomereringsmetoder för jämmalmssliger. Det första anslaget för detta ändamål be- viljades i juni 1962 av Statens Tekniska Forskningsråd för genomförande av uppgif- ten »Agglomerering av mineralkoncentrat med adsorberat oljeskikt» och undersök- ningarna inriktades då speciellt på att få fram lämpliga metoder för bindning av direktfloterade järnmalmskoncentrat [27]. Parallellt härmed gjordes principiella stu- dier för att söka klarlägga alla de på teknikens dåvarande ståndpunkt tänkbara bindningsmetoderna och bland dem ut- välja dem som syntes mest löftesrika för järnmalmssliger. Till att börja med forma- des agglomeraten med brikettering och extrudering, men så småningom kom kul- rullning helt att dominera, även då bind- ningssätt utnyttjades där kulrullningen ti- digare ej tillämpats. Ett av de första framgångsrika resultaten av arbetet att göra kallbundna kulor var bindning av gråbergs- fri järnmalmsslig med cement med efter- följande härdning i luft vid vanlig tempera- tur. Cementmängden som erfordrades var ca 10 viktprocent och kulkvaliteten blev god. De viktigaste resultaten avrapportera- des på vanligt sätt inom Gruvforskningen och ledde till vissa industriella uppdrags- provningar [34].

Det stod emellertid klart att våra kun- skaper om de grundläggande fenomenen för kallbindningen liksom om objektiva testme- toder för deras bedömning var alltför ringa, och för den skull begärdes och erhölls från Statens Tekniska Forskningsråd år 1965 anslag för studium av :bindningsfenomen inom agglomereringen», en undersökning som avrapporterades vid Gruvforskningens agglomereringsdagar i Falun i maj 1967 [24, 35, 36]. Samtidigt lämnades från Grängesbergsbolaget en första redogörelse för den metodutveckling som i Stråssa skett med avseende på cementbundna pellets av finkornig gråbergsfattig slig [37].

Vid Mineralberedningsinstitutionen hade vi under tiden lyckats med det mer gene- rellt användbara och mera avancerade ång- härdningsförfarandet, där släckt kalk, returslagg eller cement används för kalk-

bindningen. För den fortsatta utvecklingen av metoderna för dylika hydrauliska bind- ningar har sedan anslag erhållits från såväl Statens Tekniska Forskningsråd som in- dustriföretag, och praktiskt utformade me— toder synes nu vara färdiga för industriell tillämpning efter lovande småskaleförsök. Jag återkommer längre fram till dessa. Det grundläggande forskningsarbetet fortsätter emellertid vid Mineralberedningsinstitutio- nen med stöd av Styrelsen för teknisk ut- veckling och är inriktat på »mineraltekniska studier av bindningsfaser och reduktions- egenskaper hos kallbundna järnmalmsku- lor». Det genomförs som doktorsarbete av Thaning och vissa resultat även härav kom- mer att senare återges i detta föredrag.

Det kan vara av intresse att konstatera att vi med de kallbindande agglomererings- metodema återupptagit en teknisk utveck- ling som var igång i början av seklet men som då avbröts av efterkrigsperiodens rubb- ningar och sugsintringens genombrott. Mot- svarande utveckling har kommit till stånd på byggmaterialsidan, där betongsten och sådana ångautoklaverade produkter som lättbetong och kalksandsten nu kraftigt kon- kurrerar med det brända teglet. Det är inte endast en ingenjörsvetenskaplig förbättring som de nya materialen gett, utan därtill har kostnadsstrukturen radikalt förändrats. Bränsle och dyrbara högtemperaturutrust- ningar med åtföljande reparationer och större personalbehov är idag ekonomiskt ogynnsamma drag till sintringsmetodernas nackdel, och därtill kommer bättre möjlig- heter för automatisering samt ljusa, rena lokaler som fördel för kallbindningsmeto- derna.

Vi har alltså i själva verket billiga kall- bindningsmetoder utexperimenterade i halv- stor skala, vilka med låga investeringskost- nader ger fullgoda järnmalmsagglomerat. Dessa har visat fram bättre reduktionsegen- skaper både med hänsyn till hållfasthet, reducibilitet och svällning än motsvarande sintrade produkter, och därtill kan de göras helt engående för masungsprocessen. Fig. 2 a visar principutformningen för Gränges- bergsmetoden för kallbindningen. Den har

• Sida 144
•  Original

FICKA FöR RÅCEMENT- KLINKER

FINSLIG . ] Äoosuc oc | STÄNG- ml.- Kvw KVARN FICKÅ FÖR NED- MALD CEMENT- KLINKER __

stxr FÖR EPARERING AV

STÄNGKVARN FöR KULOR FR mensur; BLANDNING ocu NEgMALNTNG AV smw

TALLRlK $————]

EETER— HARDNINGS- HIRDNTNG Hc" mu TILL must- NINGSFICKA Tvinsmr FRÅN Ev FÖRBEHANDUNG STÅNGKVARN FÖR HOMOGENISERINGS— ?MALNING ÅNGA TALLRIK EV. YTTORKNING MED VARMLUFT ] .. r:, ( —

TILL TÖMNING VAGN *— AUTOKLAV EFTER T—' DRIVNING

Figur 2. Principschema för framställning av kallb metoden. Nedtill: Enligt Mineralberedningsinstitut

nyligen beskrivits av Seming i ett föredrag i Svenska Bergsmannaföreningen [38]. Den mycket finmalda sligen blandas med fin- mald cement samt återgående skärv och homogeniseringsmals i stångkvarn. Kulrull- ning sker i tallrik under vattentillsats, och de nyrullade kulorna bäddas i fuktig slig och upptransporteras till lagringssilo, där kallbindning av kulorna sker vid vanlig temperatur inuti sligfuktigheten. Efter unge- fär ett dygns uppehåll avtappas kul-slig-

undna kulor. Upptill: Enligt Grängesbergs- ionens autoklaveringsmetod.

blandningen, de hela kulorna siktas av och läggs i upplagsfickor för fortsatt härdning under 5 a 6 dygn. Slig jämte skärv återgår till kulrullningsfickoma. Mineralberedningsinstitutionens autokla- veringsmetod återges till sina principer i fig. 2 b. Från olika fickor utvägs och pro- portionemas grövre och finare sliger samt bindemedel, såsom kalk, färskningsslagg el- ler cement, till rätt sammansättning. Bland- ningen sammanmals i stångkvarn och godset

• Sida 145
•  Original

Figur 3. Reduktionsstrukturer. a) Ulgångsma- terial: Foto.-kristall. Behandling: CO, 10000C, 94 min. Faser: Fe;,O., Wiistit med FeuOi-ut- fällingar, järn. b) Utgångsmaterial: FezO..— kristall. Behandling: CO, 10000C, 6 min. Faser: Peo., tät wiistit med Fe30..—utfällingar, porös wiistit med järnklädda porer i yttre delar av provet. c) Utgångsmaterial: Till Fe—;O.. ox- iderad Fe;TO.—kristall. Behandling: CO, lOOOOC, 8 min. Faser: VViistit, järn.

x 700

Figur 13. Kallbundna magnetitkulor, ångauto- klaverade med kalktillsats och reducerade i CO—Cog till wiistit vid IOOOOC. a) Negativ elektronabsorptionsbiId. b) Elektronoptisk bild. Fördelning av Ca: 2,8—17% Ca i wiistitpar- tiklarna vid punktanalys.

• Sida 146
•  Original

0 x 700

b x 230

Figur 15. Kallbundna kulor reducerade till wiistit i co—Co... a) Magnetilkulor med kalk som bindemedel. b) Hematitkulor med cement som bindemedel.

b x 700

Figur 14. Kallbundna hematitkulor, ångaulo— klaverade med kalktillsats och reducerade i COfCOg till magnetit vid IOOOOC. a) Negativ elektronabsorptionsbild. b) Elektronoptisk bild. Fördelning av Ca: ingen Ca i wiistitpartiklarna vid punktanalys.

• Sida 147
•  Original

går direkt till kulrullningstallrik, där kulor med relativ lågt portal bildas. Dessa kan eventuellt yttorkas något och läggs sedan i cylindriskt formade vagnar. Efter lämplig tid skjuts vagnarna in i ångautoklaver där de får uppehålla sig i ca 6 h vid en tempe- ratur av 2000C. Efter uttagning ventileras vagnarna för ångans avlägsnande, varefter kulorna är färdiga för leverans.

2.5 Järnmalmsprodukternas reduktion

Reduktionsegenskaper Den principiella skillnaden i reduktions- egenskaperna för magnetit och hematit har länge varit klarlagda [39] och samman- hänger med kristallformer och gitter för de olika mineralfaser som passeras under re- duktionen. Jag återger här några av Ed- ströms klassiska mikrofon (fig. 3, sid 145) som åskådliggör hur den kubiska magneti- tens reduktion till kubisk wiistit sker genom diffusion i fast fas utan porbildande om- kristallisation, hur den hexagonala hemati- ten vid reduktionen över magnetit till ku- bisk wiistit blir stängligt porös, och hur magnetitcn uppoxiderad till hematit och därefter reducerad även får stänglig poro- sitet. Reduktionshastigheten vid enkristall- reduktion är avsevärt högre då man utgår från hematittillståndet, vilket är naturligt med hänsyn till de av porositeten ökade kontaktytorna och förkortade diffusionsvä- garna i fast fas. Reduktionshastigheten sam- manhänger emellertid även med kornstorlek och fogstruktur i jämmalmsaggregatet, så- tillvida att finkorniga järnmalmsmineral och lösfogiga malmer reduceras snabbare än grovkorniga mineral och malmer med fasta fogar. Här skymtar alltså det hittills nor- mala motsatsförhållandet mellan reducer— barhet och hållfasthet. Reduktionshållfastheten har på senare tid vid Institutionen studerats av Thaning [36], som utarbetat en testmetod för tryckhåll- fasthetsmätning vid högre temperaturer och valfri atmosfär [35]. Fig. 4 visar hur håll— fastheten katastrofalt sjunker för kulsinter av gråbergsfattig magnetitslig vid de tempe- raturer och reduktionsbetingelser som ger

wiistit. Motsvarande hållfasthetssänkning i reducerande miljö erhålls även för olika pannsintertyper och för andra kulsinterty— per, ehuru då ej fullt så lågt bottenläge upp- nås. Man får reduktionshållfastheter om ca 10 år 15 kp/kula om 10 mm diameter för våra vanligaste masugnsbeskickningar. Detta sammanhänger givetvis med den stängliga porositet som uppkommer vid he- matitens reduktion till wiistit, men även med wiistitens plastiska egenskaper vid denna temperatur. Denna plasticitet utnytt- jas för övrigt vid den s.k. varmbrikette- ringsmetoden, som prövats i halvstor skala i USA. Plasticiteten förorsakas av wiistitens ofullständiga jämhalt i förhållande till den stökiometriska sammansättningen FeO. Git— tervakansema och de därav betingade dis- lokationerna och dislokationsvandringama ger upphov till en hög plasticitet för wiistit- mineralet, framför allt vid högre tempera- turer. Det kan påpekas att magnetitcn på samma sätt är något plastisk, medan hema- titen är spröd.

Om alltså de jämbärande mineralen vid passagen genom wiistitfasen nära nog helt förlorar sin andel av agglomeratets totala hållfasthet måste denna i stället upptas av gråbergsbeståndsdelama. Det är då i första hand viktigt att dessa ej är ansamlade i klumpar utan bildar ett regelbundet och fullgott skelett genom malmagglomeratet. Sådana fullgoda skelett kan man ej påräkna hos styckemalmer, där gråberget är mer slumpvis fördelat. Deras reduktionshållfast- het kommer normalt ej upp i de värden som agglomereringsmetodema ger. Även den sugsinter som produceras vid våra järn- verk har emellertid ej en helt fullgod distri- bution av slaggfasen, eftersom chargebland- ningen sker i fuktigt tillstånd och särskilt kalktillsatserna föreligger i form av små klumpar. Det är därför som homogenise- ringsåtgärder nu övervägs vid sinterverken och forskningsförslag härom framlagts inom Jemkontorsforskningen. Vid kulsint- ringen är fördelningen bättre, men framför allt vid kallbindningen är denna distribution helt perfekt genom den inledande stång- kvamsmalning som där företas.

• Sida 148
•  Original

Tryckt—tumma llP

30 200

100

Reduktion i koloxid /

51)

3.0

0. 5

0.3

0.1

0 211) 1.00 600 mo 1000 1200

Gråbergsfasens sammansättning är vidare av största betydelse, och härvidlag är man inne på ett rent kemiskt problem, som under de senaste åren ägnats mycken uppmärk- samhet vid Mineralberedningsinstitutionen. Jag återkommer något härtill senare men vill här påpeka att man inom LKAB ut- experimenterat sådana gråbergstillsatser till sina från början gråbergsfria magnetitsliger som möjliggjort högre reduktionshållfasthe- ter för kulsintern och därmed dess använd- barhet för masugnsbeskickning. Ett forsk- ningsarbete med Gränse som licentiand pågår även på detta område inom Jemkon- torsforskningen [40].

Sedan länge har eljest kalktillsatserna observerats i samband med sintringen och masugnsdriften. Den ingående sintem har ju haft en mycket produktionsfrämjande ef- fekt, och dennas orsaker och detaljer har studerats [4], 42]. Effekten har inte endast tillskrivits själva slaggfasens utbildning och egenskaper utan även kalkens inflytande på

Figur 4. Tryckhållfasthet vid kulsintring i oxiderande atmosfär samt vid reduk- tion av kulsinter. Gråbergsfria magnetit-

uoo _ Temperatur 't kulor utan tillsats.

järnmalmsmineralen under reduktionen. Ed- ström [43] talar alltså om den upplösning av CaO i magnetit- respektive wiistitgittren som sker under reduktionens begynnelse- skede och den »armering» av strukturen som de olika ferritema åstadkommer. Ny- quist [44] påpekar att man vid höga basi- citeter genom ferritstrukturer kan uppnå samtidigt god reducerbarhet och god reduk- tionshastighet. Vid kalciumferriternas re- duktion bildas ingen porös wiistit.

En av de besvärligaste detaljerna i den aktuella agglomereringen är emellertid att man ej anser sig ha lyckats framställa en- gående kulsinter med tillräcklig hållfasthet för transport och reduktion [45]. Detta har medfört den för svenska förhållanden egen- domliga praxisen att sur kulsinter vid mas- ugnsbeskickningen blandas med överbasiskt material. Här framträder de kallbundna ku- lorna förmånligt med sina för engående beskickning optimala egenskaper.

Reduktionshastighet och sönderfallsegen-

• Sida 149
•  Original

skaper hos beskickningarna mäts numera rutinmässigt med Lindertestet och dess va- rianter, avsedda att simulera masugnspro— cessen. En mätmetod innebärande vidare- utveckling av simuleringstesten som under senaste åren starkt uppmärksammats är Burghardttestet. Medan i det förstnämnda testet reduktionshållfastheten mäts genom chargens sönderfall vid en sorts autogen- malning i rullugn, mäts i Burghardttestet tryckfallet vid gaspassagen genom provkul- massan under viss belastning av denna. I båda fallen fäster man stor vikt vid mull— bildningen under reduktionen och dess be— skickningstilltäppande resultat.

En annan form av tilltäppning av chargen under reduktionen är svällningen, som upp- mäts med olika metoder och registreras, bl. a. i samband med Burgardttestet. Sväll- ningen studerades redan av Edström [39] och har under de senaste åren tillskrivits stor betydelse och starkt uppmärksammats. Edström fann att en Fe304-kristall sväller något till att börja med, men krymper sedan så att en resulterande minskning i skenbar volym erhålls. Däremot sväller en Fe203- kristall kraftigt under reduktionens första stadium för att sedan krympa något under slutreduktionen, lämnande, enligt Edströms mätningar, 40—50% ökning av skenbara volymen som slutresultat. Svällningsfeno- menen med denna tendens men med en om- fattning närmare ca 20% har sedermera konstaterats vara normala för olika brända agglomerattyper. Därutöver har man under vissa specifika förhållanden i laboratorie- skala funnit tendenser till s. k. abnorm sväll- ning [40], vilka förhållanden dock normalt knappast kan förväntas i våra masugnspro- cesser.

Masugnsteknikens förnyelse

Trots att masugnsprocessen är en av de äldsta ännu i bruk varande tekniska meto- derna har i Sverige under de senaste 10 åren en mycket kraftig utveckling kommit till stånd, vilket belystes i ett föredrag vid Jernkontorets metallurgmöte i oktober 1967 av Soläng och Lindgren [46]. De fem större svenska masugnsanläggningama hade

under denna tioårsperiod ökat specifika pro- duktionen med 53% och sänkt koksför- brukningen med 26% samt sänkt antalet mantimmar per ton flytande tackjärn med ca 50%. Därmed torde de svenska presta- tionerna för dessa masugnar som medeltal väl kunna mäta sig med de värden som framkommit vid de bästa och modernaste enskilda anläggningarna i utlandet.

Om man bland alla de företagna åtgär- derna söker dem som ur mineralteknisk synpunkt är intressantast och som ansluter sig till järnmalmsprodukternas anpassning till processen finner man dem i föredragets förteckning över ingrepp och åtgärder i syfte att sänka koksförbrukningen:

1) Eliminering av kalksten direkt på mas- ugnen och övergång till engående basisk och härigenom lättreducibel sinter.

2) Val av rikare beskickning och häri- genom minskad slaggmängd.

3) Högre blästertemperatur. 4) Tillsatsbränslen i blästern, såsom olja och koksugnsgas, på en del håll i förening med 02-anrikning.

5) Effektivare siktning av masugnsbe- skickningen och härigenom jämnare gasför- delning i schaktet.

6) Vissa varianter i uppsättningsmålets konstruktion och utförande.

Teoretiska och praktiska prov med fast- läggande av optimal beskickningsklassering har utförts inom Jemkontorsforskningen [47], och med dessa resultat har man lyc- kats kompensera den produktionsfördel som under senare år framkommit för kulsinter- beskickning gentemot sugsinter. Masugns- processen är ju en motströmsprocess mellan upprusande reduktionsgas och nedåtsjun- kande beskickning som består av varvtals koks— och varvtals malmskikt. Det finns i varje del ett optimalt strömningsförhållande som beror av reducerbarhet och beskick- ningspermeabilitet. De stora specifika tack- jämproduktionerna uppnås då agglomerat- storleken i varje zon är relativt enhetlig. Detta sammanhänger med att permeabilite- ten är proportionell mot kvoten ej"/S2 där e är det s.k. portalet, dvs. förhållandet por-

• Sida 150
•  Original

volym till fast volym, och S är agglomera- tens yttre specifika yta. Lika stora kulor ger under normala packningsbetingelser ungefär 50% porvolym, dvs. portalet 1,0. Detta är den utan särskilda bindningar högsta praktiskt uppnåeliga porvolymen för kulor, och den erfordras i masugnsproces- sen för att ta upp dels de mycket varierande svällningar som de brända agglomeraten företer och som normalt torde uppgå till eller överstiga 20%, dels de fingodsmäng— der som agglomeratens mullsönderfall åstad- kommer. Å andra sidan är en fullständig gasfördelning och tryckutjämning över schaktytan nödvändig för att ej gasström- men och därmed reduktionen skall bli ojämn i pipans tvärsnitt. För det ändamålet har Domnarvet infört återkommande gas- bromsande beskickningszoner bestående av en avsevärt finare sinterfraktion. I detta sammanhang kan det vara av intresse att nämna att man vid Oxelösundsmasugnarna provat höga tillsatser av kallbundna magne- titkulor med cement som bindemedel enligt Grängesbergsmetoden. Med nära nog obe- fintlig svällning och mullning erhölls vid försökskömingarna lågt gasmotstånd och gynnsam hyttproduktion.

Vid Luleåstationen pågår forskningsarbe- ten för att klarlägga förloppen i masugnens högtemperaturzon. Medan förhållandena i schaktet numera är väl kartlagda gäller detta ej i masugnens nedre delar, där jämoxider och slaggbildare är i halvsmält eller smält tillstånd [48]. Här torde slaggfasens olika sammansättning komma att visa sig spela särskilt stor roll och även möjligheterna för optimal slutreduktion av den jämbärande fasen. I båda dessa hänseenden kommer de mineralberedande åtgärderna, såsom kon- centratsammansättning, agglomereringstill- satser och -sätt samt homogenitet, att få dominerande inflytande.

Järnmalmsprodukter för järnsvamp- framställning och färskning

Jernkontorets strukturkommitté beräknar i sina prognoser att med nuvarande tekniska perspektiv kommer år 1975 ca 10% av till- förseln av jungfruligt järn att ske i form

av järnsvamp och färskningsmalm. Det framgår emellertid även att det ur kostnads- synpunkt vore önskvärt att billigare järn- svampmetoder kunde utvecklas, så att på denna väg den nämnda andelen kunde ökas till 20 it 25%. Det är sålunda dags att åter se över direktreduktionsprocesserna ur mineralteknisk synpunkt.

Då det gäller smältreduktion synes det mig som om några fullt konkurrenskraftiga processer ej gärna kan föreligga industriellt utvecklade inom den närmaste femårsperio- den. Metoderna sammanhänger även intimt med teknikändringar inom själva stålmetal- lurgin [49] och kan därför väntas få be- tydelse först på längre sikt. Färsknings- och kylmalmsinsatsema för de olika stålproces- serna är synnerligen väl utprovade, och järnmalmsproduktemas utveckling kan ej förväntas medföra större förändringar annat än möjligen en kostnadssänkning genom billigare agglomerat. På jämsvampsområdet pågår emellertid en potentiell utveckling, som här något skall beröras.

De ekonomiska förutsättningama för att man skall finna det fördelaktigt att tillföra det jungfruliga järnet via järnsvamp till elektrostålugnama i större omfattning än vad som nu visat sig optimalt är att järn- svampkostnaden måste sänkas till högst 90 år 95 % av framställningskostnaden för tack- järn och att svampens slaggbildande inne- håll hålls acceptabelt. Den andel av järn- svampen som i form av Höganässvamp vidarebehandlas till järnpulver har givetvis sina egna utvecklingsbetingelser, och järn- pulverproduktionen väntas raskt stiga. För järnsvamp framställd enligt Wibergsproces- sen [50] måste radikala åtgärder vidtas om den ekonomiska motivationen skall vara till- räcklig för att nyanläggningar skall komma till stånd.

De praktiska svårigheterna vid järn- svampframställningen har varit en tendens till kladdning vid reduktionspassagen genom wiistitstadiet samt agglomeratens otillfreds- ställande reduktionshållfasthet [51]. God hållfasthetsförbättring har man funnit om den använda kulsintern binds, bl. a. med släckt kalk. Maximitemperatur för att und-

• Sida 151
•  Original

TEMF, 'c noo

TEMR, 'c "00

900

0 50 no ISO NOTIDMIN. o 50 no 50 200TID,MIN.

Figur 5. Temperaturens inverkan på reaktionshastigheten vid reduktion av magnetit (t.v.) och hematit (t. h.) med väte och koloxid. a) H2, 40% red. b) H2, 70% red. C) H:, 95% red. d) C0, 40% red. e) C0. 70% red. f) C0, 95% red.

vika kladdning har befunnits vara ca 9500C. Fig. 5 anger resultaten av Edströms under- sökningar över temperaturens inverkan på reduktionshastigheten vid användande av vätgas respektive koloxid [39] och visar att i princip skulle ökad reaktionshastighet och därmed större reduktionskapacitet kunna uppnås om högre arbetstemperatur kunde hållas utan kladdning och sönderfall.

Ungefär samma bild av kladdningens och sönderfallets begränsande inverkan får man även från den nya SL/RN-processen som Lurgi nu lanserar [52] och från de ut- vecklingar av fluosolidprocesserna som rap- porterats.

Här skall även erinras om de arbeten som på sina håll utomlands nedläggs på förredu- cering av pellets för färdigreduktion i mas- ugn. Bedömningen torde för närvarande vara den att dylik förreducering ej lönar sig annat än för marginalförhållanden inom tackjämsproduktionen.

2.6 Teknisk-ekonomiska variabler

inom processkedjan Optimeringskalkyler

För femton år sedan framlade Cedervall och jag som resultat av det redan nämnda samarbetet inom Jemkontorsforskningens ram en rapport om värdering av järnmalms- sliger till ledning för anrikningens utform- ning [53], som gav vissa underlag för to- tala optimeringskalkyler för processkedjan från råmalm till tackjärn. Sedan dess har processkalkyleringar av dylik typ blivit allt självklarare, och idag har företagens data— maskiner övertagit kalkyleringsarbetet. Som rutin genomräknas nu processkedjan från

malmprodukter, koks och skrot till färdigt stål både tekniskt och ekonomiskt, med möjlighet till individuell bedömning av varje material och process. Med lineär program- mering som grund kan nu olika optimal- tillstånd framräknas, produktionen planeras, chargeberäkningar genomföras och kontrol- leras samt för driftsbetingelsema relevanta priser åsättas malmprodukter och andra rå- material.

Dylika totalprogram är uppenbarligen av mycket stort värde, och deras noggranna uppbyggnad har även ägnats forskningsin- tresse inom Jernkontoret, där Frykman be- arbetat problemen [54]. Med den hastiga tekniska och ekonomiska utveckling som fortgår måste programmen dock ständigt revideras och preciseras. Härför erfordras en fortgående statistisk uppföljning, och även härvidlag kan datamaskinbehandling underlätta arbetet, särskilt vid de erforder- liga regressionsanalyserna. Ett exempel på en framgångsrik sådan utvärdering av ordi- nära statistiska data angavs av Lundström vid diskussionsmötet 1964 [55]. Undersök- ningen avsåg masugnsdriften i Oxelösund, och särskilt påvisades att en bättre fördel- ning av kalkstenen kraftigt hade sänkt koks- förbrukningen. Med dylika metoder kan väsentligheter och oväsentligheter för den tekniska driften korrekt utvärderas bland alla de synpunkter som laboratoriemässigt och vetenskapligt framkommer vid process- utvecklingsarbetena.

Val av koncentratsammansättning

Den övervägande delen av hemmamarkna- dens järnmalmsprodukter går till reduktion

• Sida 152
•  Original

i masugnar till tackjärn. Järnhaltema i kon- centrat, styckemalmer och färdiglevererad kulsinter styrs därvid i princip i masugnar- nas specifika slaggmängd, som nu synes ha stabiliserats på en nivå om 275 år 300 kg slagg per ton tackjärn. Detta ger järnhalter från 60% Fe för engående koncentrat till 65% Fe för kvartsdominerade produkter, om slaggmängden skall bäras lika av varje produkt. Å andra sidan ger de olika mal- mernas varierande anrikningsegenskaper och föroreningshalter upphov till andra optimeringsprinciper än slaggmängdsekviva— lenta järnhalter. Man anrikar alltså längre där betingelserna härför är gynnsammast och föroreningarna mest besvärande.

Bland de viktigaste grunderna för valet av koncentratsammansättning är givetvis malmens fosforhalt och den lätthet med vil- ken denna kan avlägsnas. Antingen skall koncentratet ha hög fosforhalt vid produkt- leveranser till Domnarvet och Norrbottens Järnverk eller låg fosforhalt vid leveranser till de övriga hyttoma. Undantag är Oxelö- sundsverket, som valt att acceptera vissa mellanhalter. Detta leder till försiktig anrik- ning för de fosforrikare malmerna, rätt hårt driven anrikning för de fosforfattigare, och mycket hårt driven anrikning i de fall då man önskar överföra en fosforrik malm till en lågfosforprodukt. Då man samtidigt har exportmarknadens olika värderingar av malmproduktemas kvaliteter att ta hänsyn till leder det till vissa bestämda specialin— riktningar för de enskilda gruvorna med kvalitetsbyten mellan företagen och åtföl- jande strukturering. Apatitjärnmalmerna ger fosforrik mull samt blodstenskoncentrat och något styckemalm till Domnarvets fram- ställning av högfosfortackjärn, magnetitpro- dukter till Oxelösund och till export samt höganrikat, fosforrenat kallbundet agglome- rat för hemmamarknad och för export. Skarn- och kvartsjämmalmerna inriktas på lågfosforkvaliteter.

En specialprodukt utgör de kiselsyrafria koncentraten för järnsvamp och järnpulver. Av skäl som jag redan berört har det hit- tills enbart varit för järnsvamp enligt Höga- näsprocessen och för stålfärskningspellets

som sådana koncentrat varit lämpade. Emel- lertid bör järnsvamp för den basiska elektro- stålframställningen även ha lägsta möjliga kiselsyrahalt för att fylla stålfärskningskrav, och i den mån man lyckas finna förbättrade ekonomiska betingelser för järnsvampen får dessa superkoncentrat ytterligare mark- nad.

Val av partikelstorleksfördelning Få egenskaper hos jämmalmsprodukterna har varit så omdiskuterade och påpassade som deras partikelstorleksfördelningar. Då sugsintringen var helt allenarådande i Sve- rige verkade kravet på låg fingodshalt hos koncentratet förlamande på en förnuftig ut- veckling av anrikningsmetoderna för järn- malmerna. Med den tidens malningsteknik kunde partikelstorleksfördelningar med rätt betydande slamhalt ej undvikas då man sökte renmala malmerna för längre driven anrikning. Fig. 6 är sammanställd från Sernings föredrag 1964 [2] och visar hur endast de relativt grovkristallina och lättan- rikade sligema av de rika råmalmema från apatitjämmalmsgruvoma kom nära de för sugsintringen optimala partikelstorleksför- delningar med km,-värden på 0,6—2 mm. De övriga sligema från kvarts- och skarn- jämmalmema hade ett kan om 0,1—0,3 mm.

Kulsintringen medförde i stället krav på finkorniga sliger med kSO-värde kring ca 0,05 mm för god kulrullning. Detta var en värdefull komplettering till valmöjligheterna, och vid ett flertal mellansvenska anriknings- verk kunde man göra uppdelning i fingods- fri sugsinterslig och finmald kulsinterslig. Med de nya möjligheterna för kulrullning vid kallbindning som framkommit vid Mi- neralberedningsinstitutionen, och som strax kommer att belysas, kan både finslig och grovslig sammanställas till en ny form av idealkurva.

Det vore givetvis bäst om agglomererings- metodema lämnade full frihet i valet av partikelstorleksfördelningar för koncentra- ten och dessa i stället fick bestämmas av malmens sönderfalls- och renkrossnings- egenskaper samt de teknisk—ekonomiskt lämpligaste malnings- och anrikningsproces-

• Sida 153
•  Original

ACK.V1KTS-'I. FINT so . i .. && * ., k ,, &y/ & V _ & X

& %*

B/Q

xXN X

0,05 0,1 02 0.4 QS 0.319 3,0 4,0. 8) &0109 KORNSTORLEK, MM

Figur 6. Område för partikelstorleksfördel- ningar representerande svenska sliger ur kvarts- och skarnjärnmalmer (A) samt enskilda parti- kelstorleksfördelningar för mellansvenska apa— tit-järnmalmssliger (B) jämförda med sugsin- tringens idealområden för partikelstorleksför- delningar (C).

serna. Med de nya billigare autogenmal- ningsmetoderna och kraven på höga utbyten och halter kommer i många fall mycket fingodshaltiga koncentrat att framkomma. Alltefter önskemål om fosforhalt kommer koncentraten att vara i sig själva grövre eller finare.

Anrikningens effektivisering Kostnadsfaktorema inom jämmalmsanrik- ningen styr utvecklingsarbetet mot mer eller mindre helautomatiska processer. De hit- tillsvarande våtmagnetiska och våtmeka- niska anrikningsmetoderna har ej varit helt gynnsamma härvidlag trots att de är kon- tinuerligt arbetande, eftersom de krävt stora vattentillsatser som spolat fram godset ge- nom apparater och rännor och därtill van- ligen haft maskinenheter med låg kapacitet och rätt stora tillsynskrav.

Då det gäller magnetitmalmer har starka förenklingar och större maskinenheter möj- liggjort mycket personalbesparande verk, och som exempel kan det nya Vintjärnver- ket nämnas (fig. 7). Där sker hela kross-

ningen och nedmalningen autogent i en enda kvarn, med en mycket okomplicerad magne- tisk separation efteråt. Vid blodstensanrik- ning samverkar förlusten av hematitslammet under ca 70 år 80 um och den utrymmes- och tillsynskrävande våtmekaniska anrik- ningsutrustningen till att försvåra en ratio- nell uppläggning enligt de hittillsvarande principerna, och blodstensmalmema har ofta kommit att lämnas oanrikade, och i vissa fall till och med outnyttjade.

Man kan därför säga att utvecklingspro- blematiken inom svensk järnmalmsan— rikning nu väsentligen är samlad kring koncentreringen av blodstensmalmer och blandmalmer. Då även hematitprodukternas rationella agglomerering har varit en svår- löst fråga eftersträvas i själva verket nya radikala totallösningar på malmbehandlings- metoderna ända från de blodstenshaltiga råmalmerna till agglomerat lämpade för reduktion. Kravet på möjligast helautoma- tiska processer leder antingen till uppslam- ning av malmen till självflytande vatten- suspensioner och anrikning med flotations- metoder eller till torranrikning i helt inkapslade maskinaggregat där godset rin- ner fram av sig självt i form av ett torrt, icke klibbande mjöl.

Ett exempel på flotationsmetodernas allt kraftigare genombrott utgör det under bygg- nad varande nya Grängesbergsverket, vars principer Seming nyligen framlade i före- drag [38]. Avlägsnandet av den rätt rika blandmalmens apatitinnehåll sker efter ned— malning i autogenkvarn först genom nor- mal apatitflotation i svagt alkalisk pulp med fettsyrasamlare samt därefter genom grå- bergsflotation med fettsyra i en andra krets i starkare alkalisk pulp efter kalkjonaktive— ring av silikaten. Ur den avfloterade apati- ten utvinns ett säljbart apatitkoncentrat. Den höganrikade blandmalmsprodukten agglomereras genom kallbindning med fin- mald cementklinker och härdning vid van- lig temperatur enligt Grängesbergsmetoden. Man beräknar att kulorna kommer att hålla 0,02% P och ha en basicitet av ca 1,6. Eftersom de avses att transporteras även till kontinentala förbrukare är trans-

• Sida 154
•  Original

Ingående från gruvan - 250 mm

i

Cyklon

Autogenkvom 4.5 ' 14.0 m

Intag lLSO— 7000 mm I

porthållfastheten av väsentlig betydelse. Tryckhållfastheten anges till 100 år 150 kp/ 12 mm kula, och tumblertestvärdet är gott. I jämförelse med brända kulor är de kall- bundna avsevärt mer elastiska och sega vid transportpåfrestningarna.

De torra anrikningsmetoderna har prö- vats i halvstor skala vid Mineralberednings- institutionen inom Gruvforskningens ram genom användning av Sala-Mörtsell-separa- torer för magnetit samt starkmagnetiska och elektrOstatiska separatorer för blodsten [56, 57]. Fig. 8 visar det flytschema som fram- kommit inom kommittéarbetet för en tänkt anrikning av Håksbergsmalm enligt försöks- resultaten [57]. De utvunna koncentratens halter beräknas bli 65% Fe för magnetit- sligen och 64% Fe för blodstenssligen, med sammanlagt 90% järnutbyte. Torrbehand- lingens konkurrenskraft beror mycket på om anläggningskostnaderna kan hållas till- räckligt låga, dvs. i första hand på om de starkmagnetiska separatoremas kapaci— tet kan hållas hög. Med de kapaciteter på över 3,5 t per meter valslängd som vid för- söken uppnåtts torde detta vara fallet, men kostnaderna kommer nu att detaljgranskas av forskningskommittén för blodstensmal- mernas anrikningssituation.

Då det gäller malmer av apatitjämmalms- typ eller kvartsjärnmalmer av rekristallise-

L:]

Stig 753317. 4 ZCK) mesh

Magnetit - ] separering

Avfall

Pump

Gollngavr-t 7mm # MI

Figur 7. Autogenmalning och magnetseparering av Vintjärnsmalm.

rad grövre typ kan alltså icke endast flota- tionsmetoderna utan även torranrikningen komma i fråga som konkurrerande altema- tiv till nutida kombination av våtmagnetisk och våtmekanisk anrikning. Då det emel- lertid blir fråga om de mera primära och delvis mycket finkorniga kvartsrandmal- mema av exempelvis Norbergstyp ger de hittillsvarande kombinerat våtmagnetiska och våtmekaniska metoderna helt otillfreds- ställande resultat. Inom kommittén för blodstensmalmernas anrikningssituation har fraktionsanalyseringar utförts på koncentrat och avfall från anrikningsdrift [58]. Då man sammanställer dessa i form av mass- fördelningar för produkternas järninnehåll, se fig. 9, framgår det hur magnetitanrik- ningen rätt väl utvunnit det renkrossade magnetitinnehållet i malmens renmalda de- lar, medan blodstensanrikningen blott ut- vunnit hematiten inom området 45—250 um och lämnat järninnehållet i fingodset och grovgodset outvunnet som avfallsförlust. Vid direktflotation kan renkrossning i stort sett genomföras och fullt utbyte erhållas i alla fraktioner [20]. Enligt min bedömning kan bland de nu aktuella metoderna endast en kombination av autogenmalning, direkt- flotation samt kallbindning av flotations- koncentratet ge den för malmtypen adekvata och optimala beredningen.

• Sida 155
•  Original

kan—54 mm STÄNGKVARN

kad"300

250 rpm från.”

AVFALL

©

TORR PERMANENT MAGNE TSER

TORR STARKMAGN. SEP.

vÄT PERMANENT MAGNETSEP.

D_KULKVARN

kao'vsolam ' VINDSIKT "20 ] d50—10-15pm ' ' DAMM FRÅN MASKINER [:IVENTURITVÄTT kan 50!” KULKIARN AVFALL :; AVFALL KONC. AVFALL K0Nc.

Figur. 8. Förslag till slutgiltigt flytschema för torranrikning av malmer av Håksbergstyp.

Kulrullningsteknikens utveckling Som mineralteknisk enhetsoperation har kulrullningen visat sig ha en mycket under- utvecklad grundläggande teori, och därför insätts kraftiga åtgärder vid Mineralbered- ningsinstitutionen för att få de teoretiska grunderna belysta och de tekniska utveck- lingsmöjligheterna optimerade. Jag skall här i några få punkter söka sammanfatta några av våra iakttagelser och slutsatser.

Vid kulbindningen medverkar vattnets kapillärkrafter till sammanförandet av mi- neralpartiklarna, vilket väl belystes redan av de pionjärarbeten som Ilmoni och

Tigerschiöld genomförde i samband med kulsintringens införande i Sverige [28]. Emellertid är det efter den inledande våt— bindningen av partiklarna de van der Waalska bindningarna som övertar samman- hållningen [59], dvs. de bindningar som normalt sammahåller de flesta av naturens heterogena material och som härrör från attraktioner mellan atomkärnor och elektro- ner i olika molekyler. Dessa bindningar har maximal styrka på avstånd av storleksord- ningen ca 4 A och är då mycket stora, men på större avstånd, t. ex. över 100 A, är de svaga.

• Sida 156
•  Original

D n n' A log & Iso W X] ¹⁴⁰ X 120 F-BLOIETENSSLIG ». I ! ! ! lx NAGIETITSLIG an ] N fx >LUTÅIFALL ", X .. i V—

if I

LG 20 / ] Figur 9. Massfördelningar av järninne- // hållet i koncentrat och avfall från an- -; rikningsverk för kvartsrandig bland- 05 to Ioo mo Ryn malm. Emellertid är partiklarna i järnmalmskon- Zp'mv centraten normalt negativt laddade och re— "40

pellerar varandra, varför de är svåra att sammanföra. Laboratoriemässigt kan man mäta partikelladdningarna med s.k. z-po- tentialmätningar [60], och sådana mät- ningar genomförs systematiskt på institu- tionen sedan några år med olika typer av mineral och substanstillsatser [61]. Fig. 10 visar z-potentialens variation med pH för blandkoncentrat och kaldoslagg. Partikel- laddningarna i vattenuppslamningen är bl. a. beroende av surhetsgraden och de tillsatser som betingar denna. Som regel är ladd- ningarna för järnoxider starkast negativa omkring det neutrala området, där partik- larna alltså repellerar varandra maximalt. Bilden visar även att olika typer av mineral har olika nivå på sin pH-beroende ladd- ningskurva samt att mineralen kan påverka varandra till en summaladdningskurva vid mineralblandningar.

För att man skall uppnå fullgoda van der Waals-bindningar mellan partiklarna bör partikelrepulsionema avlägsnas, vilket sker genom olika avladdande åtgärder. Vid z-potentialmätningama åtföljs avladdning,

+l0 3

+20 V

430

& Io Iz IA pH

Figur 10. Z-potentialens beroende av pH för olika mineralblandningar. Avladdning av järn- malrnskoncentratets partiklar vid pH 11,5 ge- nom slagginblandning. 1. M'agnetit-hematitkon— centrat. 2. Kaldoslagg. 3. Magnetit—hematit- koncentrat+ 10% kaldoslagg.

• Sida 157
•  Original

AEK. "(TS-'I. FINGtDS sa!

88

lO m 1000 PÅRIIKELSTORLEK , Pm

Figur 11 . Partikelstorleksfördelningar. ]. Typisk fullerkurva. 2. Optimal fördelning för slig—

blandning.

s.k. O-potentialgenomgång, av påtagliga flockningsfenomenen. Bilden visar hur en blandning av jämmalmskoncentrat och kal- doslagg avladdas vid pH 11,5, vilket också är den surhetsgrad som ger optimal kulbildning. Med en systematisk genom- forskning av laddnings- och avladdnings- betingelserna hoppas vi kunna klarlägga de gynnsammaste områdena och tillsatserna för kulrullning av jämmalmssliger och andra mineralprodukter.

Jag har redan i mitt föredrag om bered- ning av industriella mineral vid Jernkonto- rets diskussionsmöte 1966 [62] givit synpunkter på sambandet mellan partikel- storleksfördelning, portal och hållfasthet för agglomerat. För att ge de van der Waalska krafterna optimal bindningsyta med minsta möjliga bindemedel bör partikelstorleksför- delningen ge bästa möjliga tätpackning, vil- ket sker vid fördelningar enligt den s.k. Fullerkurvans princip, fig. 11. Genom ett stort antal agglomereringsförsök har vi konstaterat att även vid kulrullning de bästa resultaten erhålls då partikelstorleksfördel- ningarna i godsmassan följer Fullerkurvan. Detta innebär att grövre sliger och finare sliger samt bindemedel bör blandas till dylik optimal partikelstorleksfördelning. Då ej tillräckliga kvantiteter finslig finns tillgäng-

liga måste sådana framskaffas genom par- tiell nedmalning av grövre material.

Vid Mineralberedningsinstitutionen har också själva kulrullningstekniken studerats sedan många år. För att sligblandningar in- nehållande grova fraktioner skall kunna kulrullas fordras en härför särskilt lämpad apparatur, och vid försöken har kulrull- ningstallrik visat sig helt överlägsen trum- ma. Huruvida detta gäller generellt är svårt att säga, men fördelen sammanhänger med den större godsmängden i arbete och käm- bildningsprocessens utformning. Avgörande för kulrullning och kulkvalitet är även den stångkvamsmalning som vi låtit föregå själva kulrullningen, fig. 12. Vid denna stångkvamsmalning erhåller vi icke endast en homogenisering med fullständig disper- gering av bindemedlet utan även en för- bättring av partikelstorleksfördelningen samt av allt att döma en mekanokemisk reaktion med begynnande partikelbindning och kärn- bildning. Detta bidrar väsentligt till den gynnsamma kulrullningseffekten även för rätt grovkornig mull och slig. De kulor som på så sätt erhålls har visat sig ha hög ini- tialhållfasthet och låg klibbning och kan därför lagras i meterhöga lager utan risk för krossning och hopbakning.

Den sålunda vid institutionen uppbygda

• Sida 158
•  Original

kulrullningstekniken skiljer sig som synes en hel del från den hittillsvarande pelleti- seringen och skulle såtillvida kunna bli eko- nomiskt särskilt gynnsam som den ej fordrar den hittillsvarande finmalningen av sligmas- san till s.k. kulsinterfinhet. En väldefinie- rad optimering är dock nödvändig för tillfredsställande resultat. Pelletiseringskapa- citetema för större tallrikar är ännu ej ut- redd men anges i litteraturen stiga något kraftigare än i proportion till tallriksytan. Här väntar ett viktigt undersökningsområde på att bli bearbetat.

Agglomereringsprocessens förbilligande

Då kulsintringsprocessen lanserades här i Sverige i slutet av 1940-talet hade man för— hoppningar om att dess kostnader per ton sinter skulle vara betydligt lägre än den kostsamma sugsintringens. Så småningom framkom emellertid kulsintringens verkliga kostnadsprofil, och den visade sig innehålla såväl en betydande anläggningskostnad som en relativt hög driftskostnad. Sligagglome- reringen genom sugsintring eller kulsintring kostar, inklusive kapitalkostnad men exklu- sive slaggbildande tillsatser, vanligen ca 18 år 20 kr/t, och därvid har man att räkna med anläggningskostnader av storleksord- ningen 40 kr/årston sinter vid större an- läggningar. Anläggningens storlek anses i själva verket avgörande för ekonomin, och särskilt för nya kulsintringsverk talas om en ekonomisk minimistorlek om 1 år 1,5 miljo- ner t /år. Detta förhållande har verkat åter- hållande på utvecklingen för mindre järn- malmsgruvor och mindre hyttanläggningar.

Det var i belysningen av dessa förhål- landen som vi vid Mineralberedningsinsti- tutionen började utveckla de två tidigare nämnda huvudlinjema för agglomerering av järnmalmskoncentrat genom kallbind- ning. Vägledande för institutionens slut- liga inriktning av utvecklingsarbetet mot autoklaveringsprocesser blev resultaten be- träffande bindemedelsval och bindemedels- förbrukning, reduktionshållfasthet och sväll- ningsegenskaper samt reducibilitet, vilka egenskaper alla påverkar kulornas värde för

/- //

Figur 12. Stångkvarn och kulrullningstallrik.

masugnsprocessen. Jag återkommer till dem senare. Av särskild betydelse var emellertid att båda kallbindningsmetodema beräkna- des ha anläggningskostnader av storleksord- ningen ca 10/kr årston för stora anläggningar och 15 år 20 kr/årston för anläggningar i storlekar ned till 100000 t/ år. Då dessutom driftskostnaderna beräk- nades bli låga och relativt föga känsliga för storleken har kallbindningsprocessema Visat sig ha en kostnadsprofil som är för- delaktig för såväl stora som små anlägg- ningar [24]. Därmed skulle möjligheten kunna ha skapats för principiell decentra- lisering och vägar öppnats för god agglome- reringsekonomi även hos mindre driftsen- heter för i första hand masugnar men även för gruvor.

En jämförelse görs i tab. 1 mellan de beräknade driftskostnaderna för olika ag- glomereringsmetoder under valda betingelser för normala svenska masugnsbeskickningar. Av särskild betydelse är att för kulsintring måste man räkna med i huvudsak endast magnetitsliger, medan man för sugsintring och kallbindning är nära nog helt fri att välja beskickning, och därför för svenska förhållanden kan välja hög andel hematit.

• Sida 159
•  Original

Tabell ]. Beräknade kostnader för agglome- rering av 500000 t slig per år vid olika agglomereringsförfaranden.

Kostnader, kr/t

Sug- Kul- sint- sint- Ångauto- Kostnadsslag ring ring klavering Kraft, bränsle, ånga 6,00 3,50 3,00 Material, exkl. primärt slaggbildningsbehov 1,00 2,00 1,50 Reparationer 4,00 2,50 0,50 Arbetslöner ] , 50 1,00 0,50 Driftskontroll och administration 2,00 1,50 1,00 Kapitalkostnader 5,50 7,50 2,00 Summa 20,00 18,00 8,50

Masugnsprocessens effektiviserings- möjligheter Man bör begrunda kostnadsrelationerna i processkedjan alltifrån malm i gruvan till flytande tackjärn enligt följande antagna genomsnittliga delkostnader (inkl. kapital— kostnader) för slig med 64% Fe:

Kr / t slig

Förberedande arbeten 4 Brytning och uppfordring 30 Anrikning 16 Sligfrakt 4 Sintring 20 Smältning och reduktion 75

Summa 149 motsvarande 234 kr/ t tackjärn.

Ifråga om förberedande arbeten, bryt- ning och uppfordring samt frakt är kostna- derna kraftigt bundna, och de tekniska för- bättringarna kan för den närmaste över- blickbara tidsperioden på sin höjd förväntas motverka den fortskridande penningvärdes— ändringen. De stora kostnadsposterna kom- mer på högtemperaturbehandlingen och styrs där framför allt av bränsleåtgång och processkapacitet. Kan agglomereringskost- naderna sänkas med 10 kr/t slig genom övergång till kallbindning och reduktions- kostnaden likaså sänkas med 10 kr/t slig genom reduktionshållfastare och mer lätt- reducerad beskickning skulle en tackjärns-

kostnad om ca 200 kr/t tackjärn kunna uppnås. Detta kostnadsläge erfordras i själva verket för att normala ekonomiska förhållanden skall återställas inom järn- malms- och tackjämsproduktionen och täckning erhållas för förberedelsearbeten och nyinvesteringskostnader.

En bedömning av kostnadsuppställningen ger vid handen att de allmänna rationali- seringsmöjlighetema så småningom kommer att sina och att radikalare ingrepp måste genomföras. Övergång till kallbindningens billigare agglomereringsmetod öppnar även nya möjligheter till att styra reducerbarhe- ten, reduktionshållfastheten, svällningen och beskickningspermeabiliteten så, att mas- ugnarnas genomsättning ökar och koksåt- gången minskar. Men en sådan styrning kan endast komma till stånd genom fullständig samordning av anriknings- och agglomere- ringsprocesserna till en totaloptimering för att få fram rätt partikelstorleksfördelning hos koncentraten och rätt storlek på de kall— bundna kulorna samt lämpligaste mineral- halter i koncentraten för optimal samman— sättning hos kulornas jämmineralinnehåll och slaggbildande andelar.

De hittillsvarande undersökningarna med kallbindning har visat att det är möjligt höja reduktionshållfastheten hos de kallbundna kulorna till värden över 50 kp/kula vid 900—10000C och vid masugnens samman- sättning på reduktionsgasen. Dessa värden ligger väsentligt över de värden som upp- nåtts för de flesta brända agglomeraten. De torde i stort gälla vid ångautoklavering med samtliga utnyttjade bindemedel, i viss grad för färskningsslagg, men framför allt för hydratkalk och cement. De höga reduktions- hållfasthetsvärdena synes sammanhänga med de väl utbildade skelettstrukturerna för gråberget i agglomeraten. Genom val av bindemedel i förhållande till arten av kvar- varande gråbergsrester i koncentraten samt genom lämpliga koncentratsammanställ- ningar kan denna skelettsubstans vid autoklaveringen bibringas mycket goda ke- ramiska egenskaper, vilka framkommer vid masugnsprocessens temperaturstegring fram till smältning.

• Sida 160
•  Original

400

90 GO

a'o

K) 4050

Qmm

3 4 56789l0 20 30

Figur 16. Tryckhållfastheten, TH, som funk- tion av kuldiametern, (D. Medelvärden av mät- ningar av tryckhållfastheten för varje kuldia- meter. Kallbundna magnetitkulor. 10% cement resp. 7,3% CaO.

Våra undersökningar har emellertid där- utöver visat att under temperaturstegringen vid reduktion erhålls gynnsamma föränd- ringar av den bildade wiistitens hållfasthets- förhållanden genom indiffusion av Ca. Detta kommer till stånd särskilt då man använder kalk för ångautoklaverade kulor, och det intressanta är att diffusionen sker vid normal basicitet för engående kulor. Fig. 13 och 14 är tagna med mikrosond och visar dels mineralkomens fördelning över bildytan, dels Ca-fördelningen. I magnetitstadiet sker som synes ingen induf— fusion, men i wiistiten tas ca 3% Ca upp. Detta torde vara en bidragande orsak till den konstaterade höga hållfastheten och goda reducibiliteten. De kallbundna kulorna visar dessutom enligt olika test mycket liten mullbildning vid reduktion.

Thaning har i sitt doktorsarbete i detalj följt reduktionsstrukturerna för de kall-

bundna kulornas järnmineral. Fig. 15 visar att vid reduktion till wiistit erhålls först ingen uppbrytning av strukturen och ej heller någon svällning för magnetitandelarna. För hema- titkornen erhålls en uppbrytning till stänglig porositet, såsom Edström tidigare påvisat, men den därmed sammanhängande sväll- ningen är ej så stor, i varje fall vid indif- fusion av Ca. De kallbundna blodstensku— lorna synes vanligen svälla 3—15%. Där— efter kan emellertid ske en svällning av kulorna vid wiistitens slutreduktion till järn i samband med att bildat CO—C02 åstad— kommer en uppsprängning av de utreduce- rade järnskalen. Vid masugnsreduktionen torde de för denna uppsprängning erforder- liga temperaturbetingelsema knappast före- ligga, utan slutreduktionen inträffar när- mare smältstadiet, varvid svällningen synes vara mindre och utan negativt inflytande.

Reduktionshastigheten betingas givetvis av reduktionsstrukturen och tydligen även av kalkhalten, den öppna oglaserade por- strukturen i det autoklaverade agglomeratet under reduktionen samt av partikelstorleken i ursprungssligen. De erhållna testvärdena ligger för magnetitkulor på 0,9—1,5% re- duktionsgrad/minut för RM,-värdet, vilket är väsentligt högre än för motsvarande kul- sinter med dess högre oxidationsgrad.He- matitkulornas reduktionshastighet torde vara ännu högre, eftersom de är något po- rösare och genomsläppligare för reduktions- gas.

Det skall även nämnas något om kall- tryckhållfastheten. Den har överraskande nog visat sig vara hög. De i driftskala fram- ställda kulorna med 7—10% bindemedel håller 100—200 kp/12 mm kula med en från hållfasthetsläran känd teoretisk håll- fasthetsökning med kulstorleken, så att vid 20 mm kulor har man ofta över 300 kp/ kula i hållfasthet, fig. 16. En dylik lag- bunden hållfasthetsökning erhålls ej vid kul- sintringen, eftersom de individuella kulorna där undergår mer varierande behandling.

Det kan vara av intresse att något spe- kulera över vilken den optimala kulstorleken bör vara vid en masugnsprocess baserad helt på kallbundna kulor. Eftersom dessa

• Sida 161
•  Original

har hög reduktionshållfasthet, liten svällning och föga mullning vid reduktionen, blir gaspermeabiliteten hög. För att utbalansera masugnen i reduktionshänseende och fullt utnyttja den indirekta reduktionen över ga- sen kan det tänkas att kulstorleken bör sänkas till närmare 6 mm, vilket ytterligare ökar reduktionshastigheten.

En hel del undersökningar har även genomförts på kisbränderagglomereringen. Man har vid denna även krav på rening av bränderna från Cu- och Zn-halter samt S-halt. Detta görs i allt större omfattning på kontinenten med kemiska laknings- och avrykningsmetoder men kan även, i varje fall till väsentlig del, göras med en vid Mi- neralberedningsinstitutionen utvecklad kom— binerad lakning och flotation i samband med nedmalningen för kallbindning. Trots mycket hög porositet har även kallbundna kulor av sådana kisbränder visat rätt höga hållfasthetsvärden.

Kallbindningen och järnsvampsreduktionen

Här skall till slut nämnas några ord om våra autoklaveringsförsök med gråbergsfri sliger.

För järnsvampsframställning i syfte att få fram råmaterial för elektroståltillverkning önskas dels ett kiselsyrafritt utgångskon- centrat, dels en bindemedelstillsats som är acceptabel för elektrougnens slaggbildning, samt till slut en agglomeratsammansättning som har väsentligt högre kladdningstempe- ratur än den hittillsvarande kulsintern.

Ett undersökningsprogram är under ge- nomförande som hittills har klarlagt att den ovannämnda målsättningen ej alls är orim- lig. Det är emellertid för tidigt att fastställa några slutliga värden och sammansättningen för optimalt utformade kallbundna kulor med inriktning på exempelvis Wibergspro- cessen. Vi måste bl.a. utveckla test och kontrollmetoder i laboratorieskala som i nå- gon mån kan efterlikna påkänningar och krav vid jämsvampsprocessema.

2.7 Slutord

Jag har under mitt föredrag särskilt kom- mit att uppehålla mig vid de nya agglome-

reringsprocessema, ledande till kallbundna kulor. Jag har därvid understrukit inte en- dast att dessa driftsmässigt är enklare och billigare än de hittillsvarande agglomere- ringsprocessema utan även att man med ånghärdningsteknikens hjälp kan få fram egenskaper hos kulorna som vida bättre kan anpassas till de olika reduktionsprocesserna än vad man kan åstadkomma med hittills- varande bränningsteknik. Den ursprungliga orsaken till att vi vid Mineralberednings- institutionen gjorde denna kraftiga satsning på ny agglomereringsteknik var att den tidi- gare tekniken höll tillbaka utvecklingen av jämmalmsanrikningens metoder och hind- rade införandet av sådana processer som helt tog hänsyn till malmegenskapema och den vetenskapliga utvecklingen. Det skall inte bestridas att denna motivation något kom i bakgrunden allteftersom de nya agglomereringsmetodemas potentiella möj- ligheter att påverka reduktionsprocesserna kom i dagen. Olika undersökningar med va- rierande malmtyper och järnoxidprodukter samt med koncentrat framtagna med olika anrikningsmetoder har emellertid visat att den ånghärdande agglomereringen ger stor valfrihet i dessa hänseenden, i synnerhet om man har möjlighet att vid agglomereringen kombinera olika koncentrattyper i samma agglomerat. Det är alltså mot centrala kul- verk placerade vid masugnarna som vårt utvecklingsarbete i första hand syftat, men de oväntat goda transporthållfasthetsegen- skaperna har möjliggjort decentralisering till de olika gruvorna i de fall så kan anses önskvärt.

Enligt mitt förmenande skulle införandet av de nya metoderna kunna ge en välbehöv- lig ekonomisk lättnad för vår jämhanterings råvarusida från gruvor fram till tackjärn och möjligen järnsvamp. Den ökade val- friheten skulle även kunna förbättra beting- elserna, speciellt för de mindre malmerna. De stora fördelarna kan emellertid endast vinnas genom intensifierat samordnande av anrikning, agglomerering och reduktion, så att en total optimering uppnås och en ra- tionell struktur hos den mellansvenska jäm— hanteringen i dessa avseenden utformas.

• Sida 162
•  Original

Till slut vill jag framhålla att mycket forsknings- och utvecklingsarbete återstår och att vi även fortsättningsvis är helt be- roende av kraftigt stöd från både gruvorna, järnverken och staten om vårt svenska för- språng skall kunna hållas. Vi hoppas på

en

samordnad insats från svensk järnhante- ring.

Litteratur

1

10.

1.1.

12.

13.

14.

. N. Elfström, En hyttkarls syn på malmen. Meddelanden från Svenska Gruvför- eningen. Nr 67, 1954. . B. Seming, De mellansvenska jämmalms- gruvornas speciella avsättningsproblem. Jernkont. Ann. 148 (1964) s. 561—610. . P. G. Kihlstedt, Några synpunkter på den svenska järnmalmsanrikningen. Jernkont. Ann. 138 (1954) s. 499—538. . C. Danielsson, Järnhanteringen och dess råvaruförsörjning. Meddelanden från Svenska Gruvföreningen. Nr 92, 1960. . J . Stålhed, Synpunkter på järnmalmens an- passning till den metallurgiska processen. Iernkont. Ann. 148 (1964) s. 521—560. . H. Abenius, Jernkontorets strukturutred- redning. Föredrag vid Hindersmässan 1969. . P. G. Kihlstedt, Mineralteknik i omstöp- ning. Meddelanden från Svenska Gruv- föreningen. Nr 119, 1967, s. 41—60. . P. G. Kihlstedt, Mineralberedning: aktuella utvecklingslinjer. Tekn. Tidskr. 98 (1968) s. 915—920. . P. G. Kihlstedt, Magnetiten och bergshan- teringen. Ingeniörsklubbens i Falun för- handlingar 1959. Tekn. Tidskr. 90 (1960) s. 821—831. B. Fagerberg & P. H. Fahlström, Crush- ing and grinding practice in Sweden.

AIME, Minneapolis, sept. 1968. Preprint. B. Fagerberg, Slamförluster vid våtmagne- tisk separering. Gruvforskningen ser B, nr 132, jan. 1969.

P. G. Kihlstedt & B. Sköld, Concentra- tion of magnetite ores with dry magnetic separators of Mörtsell—Sala type. IMM, London. Trans. International Mineral Dressing Congress, London 1960, s. 690— 704. P. G. Kihlstedt, Utvecklingen av den mag- netiska grovsorteringstekniken under senare år. Jemkont. Ann. 149 (1965) s. 761—797.

B. Sköld, Anpassningsmöjligheterna för torr- och våtmagnetisk anrikning till järn- verkets behov. Jernkont. Ann. 149 (1965)

s. 819—851. *

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

29.

30.

31.

32.

33.

. P. G. Kihlstedt, Dry magnetic separation. United Nations. Interregional seminar on ore concentration in watershort areas. New York, febr. 1966, lecture No. 6. S. Eketorp, Magnetiserande reduktion av blodstensmalm. Medd. Jernkont. tekn. råd 20 (1959): 257, s. 500—506. S. Sjöberg, Anrikning med hjälp av Humphreyspiraler. Medd. Jemkont. tekn. råd 20 (1959): 257, s. 507—510. P-M. Sandgren, Studium av spiralanrikning. Jernkont. Ann. 149 (1965) S. 798—818. P. G. Kihlstedt, Flotation of hemitate ores with tall oil emulsions. Progress in mineral dressing. Trans. International Mineral Dressing Congress 1957. Almqvist & Wik— sell, Stockholm 1958, s. 559—5 76. P. G. Kihlstedt, Blodstensmalmernas an- rikningssituation. Medd. Jernkont. tekn. råd 20 (1959): 257, s. 483—499.

0. Nyquist, Om sintring av flotationssliger. Jernkont. Ann. 144 (1960) s. 133—163. L. Lidström, Amine flotation of ore mi- nerals and silicates. Acta polytechnica scandinavica, Ch 66. Stockholm 1967. B. Arvidson, Jämförelse mellan katjon- och anjonreagens vid omvänd flotation av blodstenshaltig apatitjärnmalm. Gruvforsk- ningen ser C, nr 31, juli 1967. P. G. Kihlstedt, Agglomereringens nyckel- ställning för jämmalmsberedningen och stålframställningen. Föredrag vid agglome- reringsdagama i Falun maj 1967. Institu- tionen för mineralberedning, KTH. Stencil. S. Eketorp, Agglomeration of iron-hearing materials. Conference on physical chemist- ry and technology of steelmaking. MIT, juni 1962. B. Ramberg, Mikropelletisering. Iernkont. Ann. 147 (1963) s. 461—487. P. G.. Kihlstedt, Agglomerering av mine- ralkoncentrat med adsorberat oljeskikt. Jernkont. Ann. 151 (1967) s. 621—666. . P. A. Ilmoni & M. Tigerschiöld, Olika faktorers inverkan på hållfastheten hos rul- lade sligkulor i vått och bränt tillstånd. Jernkont. Ann. 134 (1950) s. 135—1 71. B. Björkvall, Nya erfarenheter av kulsin- tertillverkning. Föredrag vid järnmalmsda- garna i Ludvika juni 1965. Stencil. P. A. Ilmoni, Jämförelse mellan olika kulsintermetoder. Föredrag vid agglomere— ringsdagama i Falun maj 1967. Stencil. B. Björkvall, Metallurgiska egenskaper hos kulsinter. Föredrag vid agglomereringsda- garna i Falun maj 1967. Stencil. F. Lagergren, Från svavelkis till tackjärn. Bergslaget 14 (1959): 2 s. 3—5.

S. Eketorp, Järnoxid ur svavelkis —— en ny järnråvara. Jernkont. Ann. 148 (1964) s. 316—338.

• Sida 163
•  Original

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

48.

49.

50.

51.

52.

P. G. Kihlstedt, Kallbundna pellets base- rade på gråbergsfria sliger. Institutionen för mineralberedning, maj 1966. Stencil. G. Thaning, Bindningsfenomen vid upp- hettning av kulrullad magnetitslig i oxide- rande miljö. Jernkont. Ann. 151 (1967) s. 667—704. G. Thaning, Studier av hållfasthet i re- ducerande miljö för kallbundna och sint- rade jämmalmsagglomerat. Iernkont. Ann. 151 (1967) s. 705—748. J. Svensson, Försök med kallbundna kulor i Stråssa. Föredrag vid agglomereringsda- garna i Falun maj 1967. Stencil. B. Seming, Grängesbergs kallbundna pel- lets —— ett exempel på gruvindustrins pro- duktionsanpassning. Föredrag för Svenska Bergsmannaföreningen mars 1969. J. O. Edström, Om förloppet vid reduk- tion av magnetit och hämatit. Jernkont. Ann. 138 (1954) s. 177—224. L. Gränse, Reduktionens inverkan på kul- sinter av olika struktur och sammansätt- ning. Jernkontorets forskning ser C, nr 315, mars 1968.

0. Nyquist, Studies of the effect of gangue in the sintering of rich magnetite and hematite concentrates. Jernkont. Ann. 146 (1962) s. 81—145.

0. Nyquist, Effects of lime on the sinter— ing of pure hematite and magnetite con- centrates. Jernkont. Ann. 146 (1962) s. 149—194. J. O. Edström, Reaktionsförlopp vid kul- sintring och järnmalmsreduktion. Jernkont. Ann. 142 (1958) s. 401—466.

0. Nyquist, En undersökning av pannsin- terns sönderfall vid reduktion. Jernkont. Ann. 150 (1966) s. 159—173. J. A. Smedstam, Karakteristik och kon- sekvens av kulsinter såsom masugnsbeskick- ning. Jernkont. Ann. 148 (1964) s. 377— 406. S. Soläng & P. 0. Lindgren, Svenska mas- ugnars resultat. Jernkontorets forskning ser C, nr 312, dec. 1967. B. Björck, Klassering av masugnsbeskick- ningar. Jernkontorets forskning ser C, nr 310, okt. 1967. S. Eketorp, Masugnsprocessens moderna utvecklingslinjer. Jernkont. Ann. 149 (1963) s. 757—843. S. Eketorp, Stålmetallurgiska utvecklings- tendenser. Berghanteringens vänner. Års— bok 1968, s. 45—58.

I . Stålhed, Sponge iron in electric arc furnaces. ]. Metals 9 (1957) s. 246—249. J. Stålhed & R. Linder, Malmens hållfast- het vid reduktion. Medd. Jernkont. tekn. råd 18 (1955): 209, s. 415—458. W. Janke & H. Garbe, Sponge iron—Pro-

duction by the SL/ RN. process and further treatment to obtain steel. 2nd Inter- regional Symposium on the Iron and Steel Industry of the UNIDO. Moskva, sept.— okt. 1968.

53. F. G. Kihlstedt, & C.-G. Cedervall, Vär- dering av jämmalmssliger till ledning för anrikningens utformning. Stencil. 54. T. Frykman, Teknisk-ekonomiska optime- ringar av LD och Kaldoprocessema. Jern- kontoret, dec. 1968. Stencil. 55. A. Lundström, Diskussionsinlägg. Jern— kont. Ann. 148 (1964) s. 600—606. 56. D. Kopp & E. Forssberg, Starkmagnetisk anrikning av kvarts-hematitmalmer. Gruv- forskningen ser B, nr 91, dec. 1965. 57. P. G. Kihlstedt & D. Kopp, Starkmagnetisk separation av hematit—kvartsmalmer. Gruv- forskningens kommitté nr 125/1965, del- rapport 7, april 1969. 58. P. G. Kihlstedt & D. Kopp, Blodstens- malmernas anrikningssituation. Gruvforsk- ningens kommitté nr 128/1967, delrapport 1, maj 1969. 59. P. G. Kihlstedt, Mineral surface and water phase. Surface Chemistry. Munksgaard, Köpenhamn 1965, s. 71—77. 60. B. Arvidson, Ytladdningars på mineral- ytor uppkomst och mätning. Institutionen för mineralberedning, KTH, mars 1968. Stencil. 61. B. .Arvidson, Zätapotentialmätningar på kvarts, magnetit och blyglans. Institutionen för mineralberedning, KTH, dec. 1968. Stencil. 62. P. G. Kihlstedt, Beredning av industriella mineral. Jernkont. Ann. 150 (1966) s. 509—536.

3 Utveckling av andra malmprodukter än järnmalmer av betydelse för mellansvensk gruvindustri

3.1 Allmänt

De mycket omfattande grupperna av mal— mer det här i princip skulle kunna gälla har mycket varierande mineralteknik och utvecklingstendenser. För att uppnå en rim- lig avvägning med hänsyn till betydelsen för mellansvensk gruvindustri har ett urval skett enligt följande:

Basmetallernas malmer: Koppar-, bly- och zinkmalmer berörs och i samband där- med ädelmetallbärande malmer samt svavel- kis.

Ferrolegeringsmetallernas malmer: Nic- kel-koboltmalmerna, manganmalm och -1 63

• Sida 164
•  Original

wolframmalmema kommer att kort behand- las, medan molybden-, vanadin-, niob- och tantalutvinningama har förbigåtts eftersom de för närvarande ej syns vara aktuella inom mellansvensk gruvindustri. Lättmetallemas malmer: Tekniskt an- vändbara råvaror för såväl titan- som alumi- niumframställning saknas i Mellansverige, i varje fall då det gäller dagens industriella metoder. Ilmenit finns givetvis i betydande omfattning men är helt utan betydelse så länge världsmarknaden domineras av nu- varande välbelägna produktioner baserade på mycket stora och rika fyndigheter. Uranmalmerna: Beredningen av dessa kommer att helt kort beröras med hänsyn till deras potentiella betydelse. Eftersom emellertid andra utredningar detaljgranskat denna mineralindustri finns här ej anledning att djupare behandla teknik och aspekter. Det kan nämnas flera anledningar till att de nämnda malmtyperna kommer att berö- ras. Viktigast är givetvis att malmtypen redan nu är under industriell behandling i Mellansverige. Detta gäller malmer som ger silver-, koppar-, bly-, zink- och svavel- kiskoncentrat, av vilka produkter utvinning sker framför allt vid Bolidenbolagets an- rikningsverk i Garpenberg och Saxberget. Vieille Montagnes verk i Åmmeberg, Stora Kopparbergs Bergslags anrikningsverk i Fa- lun samt AB Statsgruvors verk i Stollberg men även i mindre kvantiteter vid några järnmalmsanrikningsverk. De nämnda fer- rolegeringsmetallernas malmer är av särskild betydelse därför att utvecklingen snabbt går mot bristsituationer, främst då för nickel, där särskilda granskningar kan bli aktuella för att klarlägga våra eventuella produk- tionsmöjligheter. Då det till slut gäller uran kan det förutses att produktionsvillkoren mot seklets slut blir sådana att mellansvensk uranutvinning i stor skala kan bli aktuell.

3.2 Mineralberedningens forsknings- och utvecklingsarbete för ifrågavarande malmer

Gentemot jämmalmsberedningen är mine- ralberedningen på de ifrågavarande områ- dena som regel betydligt mer flexibel och

utvecklingsbar samtidigt som de ekonomiska betingelserna möjliggör större handlingsfri- het. Detta sammanhänger bl. a. med att de ifrågavarande metallprisema är avsevärt högre än tackjämsprisema och därför pro- dukternas transportkostnader får mindre procentuell andel i totalekonomin. Eftersom olika metoder för vidarebehandling kan ifrågakomma vid olika metallverk och pro- dukterna tål frakt till utländska verk är val- friheten större.

Dessa malmer är också som regel mer oenhetliga. De innehåller rikare och fatti- gare partier och man kan förlägga sin gränshalt vid råmalmuttagningen i högre grad efter de ekonomiska betingelserna. Å andra sidan förekommer mycket större pris- variationer för dessa metaller än på järn- sidan, vilket försvårar en helt rationell driftsuppläggning.

Malmerna är som regel lågprocentiga, dvs. andelen avfallsbetonade mineral är stor i förhållande till de värdefulla mineralen. Koncentreringsprocesserna får därför avgö- rande betydelse inom behandlingskedjan och i all synnerhet är flotationsprocesser- nas utveckling grundläggande för bered- ningens teknik och ekonomi.

Inom forskningen och utvecklingen på detta område ligger Sverige mycket väl till. Utvecklingsarbete bedrivs vid Institutionen för mineralberedning, där förutom grund- läggande forskning på processområdet även mycket betydande utvecklingsarbeten för svenska och utländska malmer sker som uppdragsforskning. Industriellt betonat ut- vecklingsarbete bedrivs särskilt inom Bo- lidenbolaget, som bl. a. utvecklar malnings- teknik, flotationsapparatur och process- instrumentering. En betydelsefull konstruk— tionsutveckling inom området sker även vid branschens verkstäder där särskilt Sala Ma— skinfabrik specialiserat sig på malmbehand- lingens teknik.

Området är mycket forskningskänsligt och utvecklingen beror starkt av grundläg- gande undersökningar inom t.ex. minera- lens adsorptionsfysik och -kemi. Med stöd från Styrelsen för teknisk utveckling genom- förs ett flertal doktorsarbeten med praktisk

• Sida 165
•  Original

målsättning vid mineralberedningsinstitutio- nen och även på annat sätt har grundforsk- ningen där fått ekonomiskt stöd.

3 . 3 Flotationsmetoder

Den enda mineralgrupp som för närvarande anrikas med flotation inom mellansvensk gruvindustri är sulfidmalmema. I malmerna ingår vanligen sulfidmineral av olika typ, vilket innebär att man vid utvinningen har att utforma lämplig typ av komplexmalms- flotation. Man genomför denna traditionellt, huvudsakligen som stegvis, selektiv flota- tion, dvs. man tar exempelvis ut ett bly- koncentrat först och därefter ett zinkkon- centrat ur en bly-zinkmalm. Som alternativ process framkommer i allt fler fall s. k. kol- lektiv-selektiv flotation, där man först flo- terar av alla sulfidmineral från malmens övriga mineral och därefter i särskilda steg genomför en selektiv uppdelning av det kol- lektiva sulfidkoncentratet.

Den stegvisa, selektiva flotationen har särskilt kommit till fullgod användning vid beredningen av de många friska, välkristal- liserade komplexmalmer, som förekommer i Mellansverige, t. ex. malmerna i Åmme- berg, Stollberg, Saxberget, Falu gruvas ny- brutna malm etc. Utvecklingen beträffande dessa malmer är framför allt en fråga om utbyteshöjning och koncentrathaltshöjning genom distinktare malningsmetoder för att bringa största möjliga partikelanhopning inom de fraktioner i vilka processerna för- löper optimalt (1) och dessutom en fråga om apparatur- och systemförbättring, som medger höga utbyten i de finaste fraktio- nerna där särskilt de amerikanska standard- förfarandena har otillfredsställande utvin- ningsförhållanden.

Utvecklingsarbeten inorn kollektiv-selek- tiv-flotationen har bedrivits intensivt vid mi- neralberedningsinstitutionen (2) dels på ett grundläggande plan, där nu bl. a. ett dok- torsarbete pågår, och dels för applikation på några anrikningsproblem rörande vissa mycket stora malmer i såväl Sverige som Jugoslavien, Kanada och Australien. För Mellansveriges del är största intresset för dessa nya processer att räkna med dels då

det gäller mycket finkorniga eller oxiderade och på andra sätt påverkade eller omvand- lade sulfidmalmer, t.ex. sådana i Garpen- berg, Falu gruvas rasmalmer eller vissa Gränsgruvemalmer, dels då det gäller sul- fidhaltiga järnmalmer, där man i första hand måste totalbefria järnmalmen från sulfidföroreningar och i andra hand sedan bör selektivt uppdela råkoncentratet till rena säljbara ensartade koncentrat. I kollektiv— selektiv-flotationen, som tidigare fått vissa speciella användningar i USA, Kanada, Sov— jet och Tyskland, har vi i Sverige gjort väsentliga insatser särskilt ifråga om utveck- lingen av effektiva metoder för den selek- tiva uppdelningen av kollektivkoncentratet. Genom optimering av de så nyframtagna förfaringssätten har mycket goda resultat uppnåtts.

På grundval av en del utländska upp- dragsforskningar har vidare vid institutio- nen utvecklats lovande metoder att utvinna nickelkoncentrat ur fattiga nickelhaltiga, ultrabasiska bergarter medelst en typ av kollektiv-selektiv flotation. Förutsättningen härför är att malmen håller något svavel som sulfider. Dessa metoder kan komma att bli av betydelse i den mån de svenska grönstenarna skulle komma att inventeras och visa sig någonstädes hålla tillräckliga halter av Ni—Co. Försörjningssvårigheterna med nickel för vår produktion av rostfria stål är ju inte endast tillfälliga utan även på lång sikt ett av våra större mineral- problem.

Ett forskningsmässigt viktigt ehuru hit- tills internationellt sett nästan helt försum- mat flotationsproblem är utvinningen av ädelmetaller ur våra sulfidmalmer. Genom många års erfarenheter av de västerbott- niska malmemas flotationsegenskaper, sär- skilt då det gäller ädelmetallinnehållet i Bo- liden- och Renströmsmalmema har en viss baskunskap vunnits, som på senare år kun- nat påbyggas med forskningserfarenheter beträffande några utländska malmer. Näs- tan genomgående har man i praktiken hittills accepterat att flotationsprocessema optimerats enbart med hänsyn till basmetal- lerna, alltså t.ex. efter bly- eller koppar-

• Sida 166
•  Original

mineralens utvinning. Betydande delar av ädelmetallinnehållen i malmerna följer emellertid andra optimala profiler vid flota- tionsprocesserna och studiet av dessa pro— filer borde rätt väsentligt kunna bidra till vissa malmers förbättrade lönsamhet.

Inom Bergslagen finns lågprocentiga scheelitmalmer av Yxsjötyp som åter kan bli aktuella för wolframproduktion. Den hittillsvarande anrikningstekniken är mycket komplicerad och delvis närmast hantverks- mässig. Här bör en lämplig flotationsprocess kunna utarbetas för förkoncentreringen av scheeliten. Sådana metoder föreligger visser- ligen ännu ej internationellt, men förutsätt- ningama torde idag vara goda för att sådana processer för våra malmtyper kan utvecklas ur det redan förefintliga kunnandet.

Till slut kan sägas att vi under 1950- talet arbetade en hel del med flotations- processer för bl. a. mangan- och uranmine— ral. Resultaten var ej helt nedslående, i vissa fail t.o.m. framgångsrika, men betydligt kraftigare insatser erfordras för att metoder skall kunna utvecklas, som kan bringa de mellansvenska mangantillgångarna eller icke skifferbundna urantillgångarna närmare en teknisk utvinning.

3.4 Kemiska utvinningsmetoder Sedan lång tid har utveckling av olika kemiska mineralutvinningsmetoder pågått beträffande just den ifrågavarande gruppen av malmer. Detta har skett huvudsakligen på tre tekniska nivåer, specifik utlösning av visst mineral, t. ex. cyanidlakning av guld, partiell upplösning av malmen i sva- velsyra med utvinning av önskad metall- Substans ur laklösningen samt upplösning av mineralsubstans under förhöjd tempera— tur och syretryck i autoklav jämte specifika kemiska utfällningar av önskade metall- substanser. Dessa lakningsmetoder har vissa nackdelar ur ekonomi- och miljösynpunkt, vilket begränsat deras tillämpning i jämfö- relse med mer fysikaliskt betonad anrikning. Även om betydelsen för utvinningen av nickel, kobolt, koppar och mangan under senare år har blivit alltmer påtaglig kan lakning av dessa malmer under vissa be-

tingelser knappast bli aktuell på råmalm som sådan utan endast på anrikningskon- centrat. Dessa metoder utgör alltså princi- piellt framför allt hydrometallurgiska alternativ till eljest dominerande pyrometal- lurgiska metoder vid metallframställnings- verken, vilket gör dem av mindre intresse ur gruvsynpunkt.

Då det gäller direkt malmlakning är detta givetvis för oss mest aktuellt för uranmal- mer. Av särskilt intresse är därvidlag på- gående studier av bakterielakning. Under gynnsamma temperaturer och andra miljö- betingelser kan svavelbakterier producera de erforderliga lakningsbetingelserna och alltså ge upphov till industriella processer av eventuellt större teknisk-ekonomiskt intresse än fabriksmässig svavelsyraproduktion och traditionell lakning.

3.5 Utvecklingsaspekter för mellan— svensk gruvindustri De gruvor och anrikningsverk som i Mel— lansverige bearbetar malmer av de i denna rapport avgränsade typerna är ur interna- tionell synpunkt relativt små. Det kan där- för synas förvånande att någon liknande strukturförändring mot enbart större an- läggningar ej skett för dessa malmer som för järnmalmerna. Detta sammanhänger med en rätt annorlunda driftsekonomisk profil med delvis betydligt högre malmvär- den och lägre transportkostnadsberoende. Den driftskoncentrering som skett och fort- sätter att ske består i upprättandet av allt större och bättre utrustade centrala anrik— ningsverk där malmer från ett helt gruv- distrikt uppanrikas enligt principer för pla- nerad malmbehandling, eventuellt i speciella kampanjer. Detta möjliggör ekonomisk ut- tagning av även rätt små och isolerade malmkroppar. Någon förändring härvidlag är ej att vänta och snarare kommer ökande metallbrist med prishöjningar överstigande ökningen av "utvinningskostnaderna att suc- cessivt möjliggöra upptagande av fattigare malmer. De långsiktiga perspektiven har tidigare framlagts i speciella utredningar och före- drag (3, 4), varför de ej här återupprepas.

• Sida 167
•  Original

1. P. G. Kihlstedt, Particle size distribution and separation results of selective flotation of complex sulphide ores. International Mineral Processing Congress, Leningrad 1968. . P. G. Kihlstedt, Aktuella utvecklingslinjer inom mineralberedningen. Stencil septem- ber 1968 Institutionen för mineralbered- ning. Sammandrag Teknisk Tidskrift 1968, nr 45, s. 915—920.

3. P. G. Kihlstedt, Tillgodogörande av fat- tiga malmer. Problem rörande den fram- tida mineralförsörjningen. Meddelande från Svenska Gruvföreningen, Nr 79, vol. 5, 1957. Jernkont. Ann. 141 (1957) s. 1—27. . P. G. Kihlstedt, Mineralteknik i omstöp- ning. Meddelande från Svenska Gruvför- eningen. Nr 119, vol. 8, 1967. Samman- drag i Teknisk Tidskrift.

• Sida 168
•  Original

Bilaga 6 J ärnmalmstransporter i Mellansverige

Utarbetad av Torsten Uggelberg

De gruvor och verk som behandlas i denna utredning är med några få undantag be- lägna i ett väl avgränsat område i Väst- manland, Närke och Dalarna. Transpor- terna från gruvor till verk sker antingen med bil eller järnväg. I en del fall erford- ras båda typerna av transportmedel. Export sker företrädesvis över någon av hamnarna Gävle, Hargshamn, Oxelösund, Västerås el— ler Köping. Transportbilden karaktäriseras av att vägar och järnvägar i flertalet fall löper parallellt. Vägstandarden kan betrak- tas såsom normal för svenska landsbygds- förhållanden. Maximalt tillåtet axel/boggi- tryck för en hel del av vägarna är således endast 8 respektive 12 ton. För många av här ifrågavarande transporter föreligger dock dispenser för fordon med 10 tons axeltryck och 16 tons boggitryck. I regel är dock dessa dispenser förknippade med föreskrifter om begränsningar i fordonsvik- ter vid tjällossning och liknande varigenom de höga fordonsviktema kan utnyttjas en- dast under vissa delar av året. De ökade kostnaderna som orsakas härav är svåra att ange. Olägenhetema torde i första hand innebära hinder för fortsatt rationalisering av transporterna.

Med något enstaka undantag är järnvägs- standarden god. Jämvägstransportema för- dyras dock i ungefär en tredjedel av de undersökta fallen genom att en kort last- bilstransport erfordras från gruva till järn— vägsstation.

I många fall sker leveranser från en gruva till ett flertal olika verk. Följden härav är att malmerna ej alltid tillföres när— mast belägna verk. Huruvida detta i före— kommande fall är nödvändigt av kvalitets— skäl har icke undersökts. Rent allmänt kan dock konstateras att det totala transport- arbetet och därmed också transportkostna- dema blir väsentligt högre än om leverans skedde från gruva till närmaste verk. Gru- vornas respektive verkens läge och de vanli- gaste transportvägama redovisas på karta 1.

1 Kastnadsundersökning

Undersökningen avser i första hand kostna- derna för de 26 mellansvenska jämmalms— gruvor som var i drift per den 1.1.1969. Föreliggande material har emellertid inte varit helt komplett för samtliga dessa gru- vor, varför nedan angivna uppgifter angå- ende transportmängder m.m. bör betraktas som överslagsvärden. Eftersom en del kvan- titeter transporteras både med bil och på järnväg utgör summan av bil och järnvägs- transporterat gods inte ett uttryck för den totalt behandlade godsmängden.

Totala kostnaden för cirka 4,4 miljoner ton transporterade på järnväg utgjorde år 1968 cirka 60 Mkr. Transportavstånden varierade mellan 39 km och 270 km med ett medeltransportavstånd av 192 km. Me- delpriset var 7,5 öre per tonkilometer. Kostnadsbilden är jämförelsevis konventio-

• Sida 169
•  Original

Lauzun-gun"

...min

_ ...... ......- m d' mn A "Su...”, Guru m.m"

[Åluvll

&nu » um m

. mmm

textrutan-omnia m n

Karta 1. Järnmalmsgruvor, masugnar och järnsvampverk i Mellansverige, 1969.

nell. Således" är. transportkostnadema vid korta avstånd höga medan priset "för längre transportavstånd synes vara relativt normalt för jämvägstransporter av detta slag i Sve- rige., Kostnaderna för de olika transport- relationerna redovisas i figur 1.

Totala kostnaden för 1,4 miljoner ton som år 1968 transporterades med bil var ca 7 Mkr. Transportavstånden varierade mellan 3 km och 171 km med ett medel- transportavstånd av 46 km. Medelpriset var 11,4 öre per tonkilometer. Bilkostnadema synes med några få undantag vara jämfö- relsevis höga. Kostnaderna för de olika transportrelationerna redovisas i figur 2.

I de angivna kostnaderna ingår terminal- kostnadema endast delvis. Det fel som upp- står härigenom bedömes dock inte förändra totalbilden i någon nämnvärd grad.

2 Rationaliseringsalternativ

2.1 Jämvägstransporter

Berörda järnvägar ägs antingen av SJ eller TGOJ. Med undantag av järnvägen Danne-

mora—Hargshamn är de normalspåriga. Järnvägen Dannemora—Hargshamn kommer dock genom utbyggnad att bli normalspårig. Tillåtna hjultryck är förhållandevis goda. Här aktuella transporter har inte sådan vo- lym att en ökning av de tillåtna hjultrycken kan medföra kostnadssänkningar. Tekniska åtgärder med detta syfte bör således avse förbättringar i terminalanordningar och den rullande materielen. En sänkning av kost— naderna för det jämvägstransporterade god- set torde därför i första hand kunna åstad- kommas genom någon av följande åtgärder.

]. Förbättrade terminalanordningar

2. Bättre utformning och utnyttjande av järnvägsvagnar

3. Övergång till annan transportmetod.

Erforderliga anordningar för lastning och lossning av massgods av typen järnmalm är i regel jämförelsevis enkla. Detta återspeg- las också i kOStnaderna för terminalhante— ring vid de undersökta gruvorna och verken. För flertalet transporter är terminalkostna-

• Sida 170
•  Original

kostnad (öre/tonkm) 20 — . Redovisade undervägskostnader (delvis inkl terminalkostnader) & Medelkostnad 15 - . . I 10 - ' © . . 5 . . . ; I | | | | I 50 100 150 200 250 Trunsportavstånd (lem)

Figur ]. Transportkostnaden (öre/tonkm.) som funktion av transportavståndet (km.) för järn- vägstransporter.

derna en underordnad del av totala trans- portkostnaderna. Endast i några enstaka fall synes en påtaglig sänkning av terminal- kostnaden möjlig genom rationellare meto- der. Detta gäller i första hand de transport- relationer där lossning av järnvägsvagnar sker med skopa. Metoden är både tids- ödande och kostsam och medför dessutom ofta skador på vagnsmaterialet. En sam- manställning av den möjliga totala rationa- liseringsvinsten genom förbättrade terminal- anordningar visar dock att årskostnadema knappast kan sänkas med ett belopp som totalt uppgår till 1 Mkr.

Använda vagnar är av varierande typ och beskaffenhet. En stor del av den jämvägs— transporterade malmen går i lådvagnar som lossas i vagnvändare. Övriga kvantiteter går antingen med bottentömmande vagnar el- ler med vanliga öppna flakvagnar.

Lådvagnar byggda för lossning i vagn- vändare är jämförelsevis okänsliga för god- sets konsistens och variationer i väderleks- förhållandena och därför väl lämpade för transport av järnmalm.

Bottentömmande vagnar ger under lämp- liga förhållanden snabba lossningsförlopp. De kräver dock ett gods med goda ras- egenskaper. Vagnarnas användning vinter- tid blir därför helt avhängig av möjlighe- terna att eliminera de frysolägenheter som kan uppstå för godset. Huvuddelen av de bottentömmande vagnar som nu är i bruk är byggda för styckemalm. Den allt större andel som sligema numera utgör av malm- kvantiteterna har därför medfört vissa be- kymmer i samband med lossning av järn- vägsvagnarna. Sligemas rasvinklar är ofta större än sidolutningen i vagnskorgarna varför fullständig lossning inte kan ske utan

• Sida 171
•  Original

Transport- kostnad (öre/tonkm) . 0 20—7 ' ' Redovisade undervägskostnader ' (delvis inkl terminalkostnader) © Medelkostnad . 15 _ . Q 0. . ' o . . ior- . o o . ' . . ': . " ' o . . o 51— l i l ] 50 100 150 200 Tranaportavetånd (km)

Figur 2. Transportkostnaden (öre/tonkm.) som funktion av transportavståndet (km.) för last-

bilstransporter.

användning av speciella vagnsvibratorer el- ler annan skakanordning. Sligerna fryser också vintertid lättare än styckemalm, vilket bl. a. medfört att en del av den bottentöm- mande vagnsparken måste tas ur bmk under den kallaste årstiden. Nya vagnar med an- nan korgutformning skulle eliminera en stor del av dessa olägenheter. Godskvanti- tema är dock vanligtvis för små för att kunna bära de ökade kapitalkostnader som detta medför. Man har därför försökt att genom olika former av inklädnad av vag- narna eller inblandning av fryspunktsned-

sättande medel i godset förbättra luftnings- förhållandena. Någon slutgiltig lösning av frågan kan dock inte anses vara uppnådd.

Det effektivaste sättet att eliminera frys- olägenheter i samband med lossning av malm och slig ur bottentömmande järnvägs- vagnar är att tillse att transporttiderna in- klusive terminaltiderna blir så korta att god- set inte hinner frysa. Då detta samtidigt ökar utnyttjandet av vagnarna och härige- nom möjliggör en minskning av kostnaderna för själva transportarbetet har försök till bättre vagnsutnyttjande genom snabbare

• Sida 172
•  Original

Transport- kostnad (öre/tonkm)

' Redovisade undervägskostnader (delvis Inkl terminalkostnader)

© Medelkostnad

Beräknade undervägskostnader vld rationaliserad biltransport

15—

. © , . . . . . _ . ' | . 5 _ . o | l l i | 50 100 150 200 250 Transportavstånd (km)

Figur 3 Transportkostnaden (öre/ tonkm) som funktion av transportavståndet (km.) för järn- vägstransporter. Jämförelse mellan redovisade kostnader för järnväg och beräknade kostnader vid rationaliserad biltransport.

förlopp i många fall gjorts. Ett snabbt och jämnt omlopp för vagnarna innebär inte bara att kapitalkostnaderna för vagnsmate— rielen blir mindre utan i regel även att utnyttjandet av lok och lokpersonal kan förbättras och att kostnaderna för range- ring av vagn'ama minskar. Ett märkbart resultat av sådana strävanden är dock möj— lig endast'under förutsättning att den årliga transportvolymen är av jämförelsevis stor omfattning. Då detta är fallet endast för ett par av de undersökta transportrelatio- nerna där åtgärder i detta hänseende redan vidtagits, torde möjligheterna till ytterligare förbättringar vara jämförelsevis begränsade.

En markant minskning av transportkost- nadema kan i regel åstadkommas om retur- gods kan medtagas i den rullande materielen

vid återtransporten till lastningsplatsen. I en del fall har detta varit möjligt för de järn- vägstransporterade malmerna i Mellansve- rige. Omfattningen har dock under senare år minskat avsevärt i och med kolets mins- kade betydelse som bränsle. Numera måste därför järnvägsvagnar sysselsatta i denna transport vanligen gå tomma i -returrikt- ningen.

En viss minskning av kostnaderna för transport och lossning av malm och slig inom de undersökta transportrelationerna torde i begränsad omfattning vara 'möjlig att åstadkomma genom någon av de här nämnda åtgärderna. Kostnaderna för kun- den är dock i detta avseende i sista hand alltid resultatet av en förhandling mellan ägaren av godset och ägaren av järnvägen.

• Sida 173
•  Original

Antal transport- relationer "(st)

10—

1 :2 4:7 2:3. Nyttig last: Totalvikt

Figur 4. Totalviktens utnyttjande i form av nyttig last för redovisade lastbilstransporter.

Härvid kommer många andra faktorer in i bilden såsom marknadsläget, alternativa transportmetoder m.m. Då förhandlingslä- get för de enskilda transportrelationerna inte kan överblickas i denna utredning har något försök till beräkning av de sannolika kostnadssänkningama inte gjorts. Rent all- mänt kan dock sägas att sänkningarna inte torde vara av sådan storlek att de nämn- värt påverkar det totala kostnadsläget. Vanligtvis är kostnaderna för transport av massgods på korta sträckor högre för järnväg än för bil. Detta är också fallet för de transportrelationer som här under- sökts. För en del transporter synes därför en övergång från järnväg till bil vara en lämplig åtgärd för att nedbringa omkostna- derna. Förhållandet framgår av figur 3. To- talt beräknas en sådan omläggning för de

transporter där detta synes aktuellt ge en årlig kostnadssänkning med drygt 2 Mkr. Fördelat på samtliga de undersökta trans— portrelationerna är detta en relativt blyg- sam sänkning. I praktiken berör dock änd-

ringen endast ett fåtal transportrelationer

varför minskningen i det enskilda fallet kan bli av väsentlig betydelse.

6.2 Biltransporter

Mycket schematiskt uttryckt kan man på- stå att kostnaderna för transport av mass- gods med bil blir lägst om transporterna kan utföras med mycket stora fordonsen- heter som framförs med hög hastighet. Vä— garna skall emellertid ge utrymme åt många olika transportbehov. Kravet på trafiksäker- het samt Önskemålet om största möjliga to- tala kapacitet hos trafiklederna har därför nödvändiggjort begränsningar för enskilda fordon. Vi har således trafikregler som be— gränsar längd och bredd samt totalvikter för våra fordon och som även anger högsta tillåtna hastigheter för olika typer av for- donskombinationer. Gällande trafikregler har härigenom i många avseenden kommit att ange ramen för möjliga rationaliseringar och kostnadssänkningar ifråga om transpor— ter med lastbil. Trafikreglerna har därför indirekt ibland blivit ett hinder för trans- portrationaliseringar med kännbara åter- verkningar på industrins produktionskostna- der. Reglerna är dessutom gemensamma för hela landet vilket innebär att begränsningar som genomföres med hänsyn till trafiken i och kring tätorterna ibland synes menings- lösa och direkt olämpliga på vägar med gles trafik. Detta torde i vissa fall vara förhål- landet på de vägar som berörs av transpor- terna av järnmalm i Mellansverige.

Förutom av gällande trafikregler påver- kas transportkostnadema vid biltransport av malm och slig i första hand av följande faktorer.

Godsvolym och flödesvariationer Terminalanordningar Godsets hanterbarhet Hanterings- och lagringsmetoder samt slutligen vägar och fordon.

• Sida 174
•  Original

Transport- kostnad [öre/tonkm)

20— o

15

. Redovisade undervägskostnader (delvis Inkl termlnnlkostnader)

O Medelkoslnnd

X Beräknnde undervägskostnader

10 - _ ' . "oo .. o ( _ » st- _1_ . I I i 50 100 150 200 Trnnsportavstånd (km)

Figur 5. Transportkostnaden (öre/tonkm.) som funktion av transportavståndet (km.) för last- bilstransporter. Jämförelse mellan redovisade kostnader och beräknade kostnader vid ratio- naliserad biltransport.

För flertalet av de undersökta transport- relationerna synes tekniska förbättringar kunna göras med avseende på en eller flera av dessa faktorer som kan leda till sänk- ningar av transportkostnaderna. Utförda detaljanalyser visar dock att med undantag av åtgärder ifråga om vägar och fordon, möjliga förbättringar inte kan leda till kostnadssänkningar av väsentlig omfattning.

En grundförutsättning för en väl rationa- liserad biltransport av malm eller slig är tillgång på bärkraftiga vägar. Som inled- ningsvis framhållits är vägnätet inom den

berörda delen av Sverige endast delvis ut- byggt för att tåla tung lastbilstrafik. Rätt omfattande vägförstärkningsarbeten erford- ras därför. Sålunda krävs att samtliga vägar är upplåtna åtminstone för ett maximalt axeltryck på 10 ton och ett boggitryck på 16 ton. Vidare får inte avspärrningar under tjällossningstid vara av sådan omfattning att de i väsentlig grad påverkar möjligheterna att införa enhetliga och rationella fordon. I undersökningen har inte de totala kost- naderna för sådana eventuella vägförstärk- ningar framräknats. Man kan dock på goda

• Sida 175
•  Original

grunder utgå ifrån att transporterna av malm och slig inte kan bära samtliga de kostnader som härvid uppstår. En sådan fördelning av vägkostnaderna torde inte hel— ler vara riktig enär en förstärkning av en allmän väg alltid medför fördelar för all trafik på vägen.

Ett väl utformat fordon för transport av t. ex. malm eller slig bör kunna medföra en nyttig last som ej understiger ca 65% av totalvikten om kravet på godtagbar kost- nadsnivå för transporten ifråga skall kunna uppfyllas. Möjligheterna att skapa sådana fordon ökar med fordonets storlek. Som framgår av figur 4 uppfyller endast ca 50% av fordonen i de undersökta trans- portrelationerna detta krav. En ökning av vägarnas bärighet skulle således möjliggöra utnyttjandet av mera ekonomiska fordon än vad som nu är fallet för en del av de un- dersökta transportrelationerna.

I figur 5 redovisas dels kostnaderna för de enskilda transportrelationerna med last- bil som undersökts i utredningen och dels motsvarande kostnad för en väl rationali- serad biltransport om vägnätet förstärkts så att 10 tons axeltryck och 16 tons boggi tryck tillåtes. Skulle de senare kostnaderna kunna uppnås kommer en årlig kostnads- sänkning av storleksordningen knappt 2 Mkr att erhållas. Då de totala kostnaderna för lastbilstransporterna enligt vad som ti- digare angivits, uppgår till ca 7 Mkr inne- bär detta en kostnadssänkning av i genom- snitt 25% av det lastbilstransporterade godset.

3 Sammanfattning

De årliga kostnaderna för transport av malm och slig från de 26 gruvor som ingår i undersökningen uppgick år 1968 till mel- lan 65 och 70 Mkr. De tekniska rationa- liseringsmöjligheter som synes föreligga kan totalt ge en årlig kostnadssänkning av stor- leksordningen 4 till 5 Mkr. I några fall synes den möjliga sänkningen vara av vä- sentlig betydelse för en enskild gruva men den genomsnittliga minskningen i transport- kostnaderna som framräknats uppgår endast till ca 7%. Det förefaller inte sannolikt

att en sänkning av denna storleksordning kan bli av avgörande betydelse för den fortsatta verksamheten vid flertalet av dessa gruvor.

Redan en sänkning av den storleksord- ning som angetts härovan förutsätter att medel anslås för upprustning av berörda vägar och att kostnaderna härför inte spe- ciellt belastar malm- och sligtransporterna. För att uppnå ändringar i transportkost- nadsläget av sådan storleksordning att de totala produktionskostnadema i de berörda gruvorna förändras i väsentlig omfattning erfordras sålunda andra åtgärder än rent tekniska sådana. Av påverkbara faktorer torde därvid lastbilarnas skattebelastning och järnvägarnas kapitalkostnader speciellt vara av intresse.

För några år sedan utgjorde skatterna ungefär 10% av de totala kostnaderna vid transport av massgods med bil. Under se- nare år har skattehöjningar antingen genom- förts eller aviserats innebärande att den to- tala skatten kommer att utgöra omkring 20% av transportkostnaden. Motiven för denna skattehöjning har främst varit önske- mål om att de tunga fordonen ska betala sin andel av vägkostnaderna. Härvid har man utgått ifrån vissa generella antaganden rörande i vilken omfattning olika fordons- typer belastar vägarna. Det torde emellertid vara helt klart att dessa generella antagan- den leder till felaktiga slutsatser bl. a. beträffande transportrelationer och vägar varom här är fråga. I många fall blir näm- ligen skatten för de fordon som transpor- terar malm eller slig på en viss vägsträcka så hög att de totala underhållskostnaderna för vägen ifråga kan betalas med enbart dessa medel. Överväganden rörande spe— ciella skattelättnader för sådana transport- relationer kan därför anses motiverade. Sär- skilt är detta fallet om en sådan åtgärd medför sänkningar i transportkostnaderna av sådan storleksordning att möjligheterna till fortsatt verksamhet i den berörda gru- van förbättras.

En mycket stor andel av kostnaderna för järnvägstransport utgörs av kapitalkostna- der för fasta anläggningsdelar. Fördelningen

• Sida 176
•  Original

av dessa kostnader sker efter vissa riktlin- jer som tagit sikte på att ge en så rättvis kostnadsfördelning som möjligt. Givetvis föreligger även här en generalisering i be- traktelsesättet som inte alltid kan ge rätt resultat i det enskilda fallet. Det kan mot bakgrund härav anses sannolikt att en minskning av malm- och sligtransportemas andel i järnvägarnas kapitalkostnader i en del fall är tekniskt och ekonomiskt motive— rad. Gällande riktlinjer för trafikpolitiken i Sverige innebär att varje transportmedel i princip skall bära sina egna kostnader. Utan att ge avkall på denna princip torde det sålunda vara möjligt att tillämpa spe- ciella beräkningsgrunder för fastställandet av taxorna för transport av malm och slig för en del av de transportrelationer som ingår i utredningen. De kostnadssänkningar

som härigenom kan uppnås kan i vissa fall vara av väsentlig betydelse och i positiv rikt- ning påverka möjligheterna till fortsatt verk- samhet vid den berörda gruvan.

Litteratur

1. T. Uggelberg, Trafikregler och transporteko— nomi, Väg- och vattenbyggaren, Nr 5, 1965.

2. A. Eklund, T. Uggelberg, K.-I. Lasson, Transporterna av de svenska bergverkens produkter till avnämama, Meddelanden från Svenska Gruvföreningen, Nr 112, Volym 7 (1965).

3. T. Uggelberg, Malmtransporter inorn Skel- leftefältet, Teknisk Tidskrift, Häfte 28, 1966.

4. G. Vahlberg m.fl., Fordonskombinationers inverkan på transportekonomien, Affärseko- nomi, Nr 7 och 9, 1967. S. Kopparbergs läns allmänna kungörelser, Nr 37, 1969, Bestämmelser angående trafiken på allmänna vägar.

• Sida 177
•  Original

Förklaring av viktigare gruv- och mineraltekniska termer

anriknin g

avsänkning fyndighet gruva

inmutning

kallbundna kulor kulsinter

malm malmarea malmbehandling

malmkropp

malmprodukter malmprospektering

process genom vilken efter malmens finkrossning eller mal- ning olika mineral skiljas från varandra, exempelvis malmmi- neral från ofyndiga mineral

antalet meter varmed gruvans medeldjup ökar vid föreliggande malmarea och uttagen malmkvantitet

i naturen förekommande ansamling av malmmineral eller andra användbara mineral

fyndighet som bearbetas eller tidigare bearbetats i och för malmproduktion eller undersökning

i enlighet med gruvlagen erhållen rätt att på egen eller an- nans grund inom begränsat område och under begränsad tid undersöka och bearbeta påträffad fyndighet innehållande vissa mineral

se pellets

se pellets

ansamling av malmmineral innehållande tung metall i sådan myckenhet att den teknisk-ekonomiskt kan utvinnas

area av en eller flera malmkroppar i ett horisontellt snitt ge- nom gruvan

framställning av malmprodukter ur råmalm genom krossning, siktning, sovring, malning, anrikning, kulrullning och sintring

malmens tredimensionella utsträckning i omgivande sidoberg

styckemalm, mull och slig (sintergods), kulsinter och kallbund- na kulor

verksamhet för att uppsöka, påvisa och i viss utsträckning be- räkna förekommande malmstråk och separata malmobjekt

• Sida 178
•  Original

mull

ofyndigt

ort

pellets

prospektering

schakt

slig

sovring

styckemalm

uppskattad malm

uppsluten malm

utmål

inom fyndighet beräknad malmkvantitet som under rådande förhållanden är brytvärd

finkornigt gods med sådan halt att det utgör slutlig malmpro- dukt (sintergods), vanligen erhållet vid malmens krossning och sovring

vid brytning förekommande bergart som icke eller otillräckligt innehåller malmmineral eller annat användbart mineral

nere i gruva sprängd gång; stigort är en lodrät eller starkt stu- pande ort, oftast driven underifrån

kulor (10—25 mm diam.) framställda ur finkornig slig genom rullningsförfarande, vanligen tillsammans med bindemedel; ge- nom uppvärmning till sintring eller genom kallbindning erhål— ler kulorna (kulsinter respektive kallbundna kulor) sådan håll- fasthet att de kan hanteras och användas som styckemalm

se malmprospektering

inom eller utom gruva belägen lodrät eller stupande förbin— delseled som sträcker sig mot djupet och tjänar till kommu- nikation eller luftväxling mellan dagytan och gruvans djupare delar

finkornig malmprodukt som erhålles vid anrikning och som för sin metallurgiska användning måste vidarebearbetas till pellets eller annan sinter

medelst mekaniska hjälpmedel särskiljande av i allmänhet mindre malmstycken från det ofyndiga

styckig malm med hög halt och hög hållfasthet erhållen direkt vid brytning eller efter sovring

kvantitet malm utöver uppsluten malm (se nedan) som man med ledning av spridda blottningar och/eller på geologiska eller geofysiska grunder beräknar eller bedömer som sannolik eller möjlig

kvantitet malm med malmen förekommande mellan minst två i horisontell eller vertikal led så närliggande blottningar att nå- got tvivel om de blottade malmernas sammanhang icke kan råda; denna fordran på sammanhang är oeftergivlig och i vad mån den är uppfylld kan endast bedömas på geologiska eller geofysiska grunder —- i regel torde man med dessa normer få räkna med en osäkerhet av i 10 it 20 %

område inom vilket i enlighet med gruvlagen inmutare givits rätt att bryta och tillgodogöra sig inmutningsbara mineral

• Sida 179
•  Original

Nordisk udredningsserie (Nu) 1970

Kronologisk förteckning

. Samordnad utbyggnadsplanering inom Nordel. . Uddannelses- og forskningsspmgsmål.

. Provelosladslse.

. La cooperation internordique en matiéres écono— miques et culturelles. . Nordisk gränsregion miljövård och urbaniserin|. . Konsumentundervisnlng i skolan.

mm #wN—l

• Sida 180
•  Original

Staten—s offentliga utredningar 1970

Systematisk förteckning