– Det handlet om å designe en maskin som kan generere millioner av ørsmå luftbobler, forteller gründeren engasjert.
Hans Leirvik, teknisk direktør i Capiro AS, har mange års erfaring innen ingeniørtjenester og design av utstyr for petroleums- og gruvebransjen, og stiftet med bakgrunn i dette leverandørselskapet i 2017.
Nylig solgte Capiro sin flotasjonsmaskin etter eget design til ett gruveselskap. De skal utvide kapasiteten og til sommeren vil ti nye maskiner utviklet av det Klæbu-baserte selskapet installeres i prosesshallen. Med disse vil gruveselskapet kunne øke produksjonen og utvinningsgraden ved gruven i årene fremover.
Men tilbake til luftboblene. Leirvik beskriver i detalj hvordan flotasjonsprosessen, som på ingen måte er en ny oppfinnelse, men skriver seg tilbake til 1800-tallet, virker. Flotasjon er én av flere metoder for utskilling av utnyttbare mineraler i en malm, der både luft og vann er essensielle ingredienser. Samlebetegnelsen på metodene er oppredning.
– Svært mange av verdens gruver benytter seg i dag av flotasjon, og prinsippet er nokså enkelt, sier han.
Først knuses malmen ned til små partikler på størrelse mindre enn sukkerkorn, gjerne i en kulemølle. Enkelte av kornene vil da bestå av rent metall, eksempelvis kobber, mens andre korn kun består av gråberg. Den knuste malmen, som er behandlet med kjemikalier for å gjøre metallet vannavstøtende, sendes inn i tanker (flotasjonsceller) med vann og skummemiddel, og fra spesielle mekanismer i toppen av tankene blåses det luft inn i blandingen.
– Ettersom metallkornene i dette stadiet er vannavstøtende, vil de feste seg på innsiden av boblene i vannet og løftes til toppen av tanken der de blir oppkonsentrert i skummet (flytproduktet). Skummet skilles fra resten av blandingen og gråbergpartiklene (synkproduktet), og slik dannes et metallkonsentrat.
Leirvik forklarer at en optimal flotasjonsmaskin blant annet må ha evnen til å skape så stor bobleoverflate som mulig, det vil si flest mulig mikroskopiske bobler, for å effektivt skille ut verdifulle mineraler og bidra til høyest mulig utvinningsgrad. Samtidig bør energiforbruket holdes så lavt som mulig.

Selv om Capiro er det relativt ungt selskap, strekker erfaringen rundt design av flotasjonsmaskiner seg tilbake til 1970-tallet, da Leirvik jobbet som lærling hos Aker Trøndelag (tidligere TMV) sammen med en nederlandsk ingeniør som senere etablerte MINPRO International.
De seneste årene har Leirvik tatt med seg den mangeårige erfaringen fra den internasjonalt anerkjente leverandøren inn i Capiro, der han fortsetter satsingen på utviklingen av flotasjonsmaskiner, kulemøller og sentrifuger.
Forbedringer til nytte for verden
Hans Leirviks spesialitet er 3D design av slike maskiner, og hans filosofi er at det hele tiden er mulig å gjøre trinnvise forbedringer av eksisterende design.
Som eksempel viser Leirvik frem et nytt konseptuelt design for impellerbladene som skal røre rundt i «flotasjonsgryta». Han er litt hemmelighetsfull, men grovt sagt sier han:
– Én av endringene fra tidligere design er mange små geometriske endringer i impellerbladene. Når luft føres inn i tanken via rør fra toppen, vil disse endringene «knuse» lufta og resultatet er mange flere og enda mindre bobler.
Parallelt med denne endringen, som på fagspråket kalles dispergering av luft, har han videre utviklet et alternativt design for hvordan lufta skal føres inn i flotasjonstanken. Her er han også litt hemmelighetsfull. Han mener at ved å plassere luftinnløpet på en spesiell plass vil lufta bevege seg inn i tanken i en spiralbevegelse, noe som videre forbedrer flotasjonsprosessen. Mekanismen vil bli mer selvsugende og vil kreve mindre energi for å tilføre luft.
For Capiro og Leirvik handler de små, inkrementelle forbedringene i design om å være konkurransedyktig og hele tiden kunne tilby det ypperste av prosesseringsutstyr. For gruvebransjen kan slike fremskritt bidra til mer effektiv prosessering med lavere energiforbruk, høyere utvinningsgrad og lenger levetid på utstyret som resultat.
I et større, geopolitisk perspektiv er økt utnyttelse av mineralressurser på dagsordenen både for Norge, men også for EU og USA, som ønsker å gjøre seg mindre avhengig av et fåtall land som i dag kontrollerer markedet for mange av mineralene og metallene som vi har gjort oss avhengige av.
I et miljøperspektiv kan dessuten økt ressursutnyttelse bidra til å forlenge levetiden til og/eller øke produksjonen ved eksisterende gruver, noe som begrenser behovet for å måtte åpne nye gruver.

Øyner gruveoppstart i nord
Leirvik har gjennom sine tidligere engasjementer i bransjen vært med på å designe maskiner både til nasjonale og internasjonale gruveselskaper. For eksempel har Titanias titangruve og Knaben Molybden i Rogaland kulemøller i oppredningsverket som er signert Hans Leirvik.
Han har besøkt Titanias prosesslokaler ved flere anledninger, og vet godt at flotasjonsmaskinene de benytter i dag er flere år gamle og trolig er mindre energieffektive enn de maskinene Capiro kan levere i dag. Men han legger til at så lenge maskinene virker, har han forståelse for at gruveselskapet vil fortsette å bruke dem.
Det er imidlertid et annet gruveselskap i Norge som i disse dager bør ta den kanskje eneste norske leverandøren av flotasjonsmaskiner på markedet, Capiro, til etterretning. Det svenske mineralselskapet Grangex, som sent i fjor gjennomførte oppkjøpet av Sydvaranger gruve nær Kirkenes, jobber nå mot en gjenoppstart av jernmalmgruva som sist var i drift i 2015.
Når gamle gruver skal gis nytt liv, er nytt utstyr som regel alltid en nødvendighet.
– De gamle flotasjonsmaskinene fra forrige driftsperiode er sannsynligvis ødelagte etter mange år med stillstand, og etter min mening vil Sydvaranger gruve kunne ha stor nytte av tilsvarende maskiner som de vi nylig solgte, hevder Leirvik.
Det ypperste av materialer
For Hans Leirvik er smartest og mest mulig effektivt design alfa og omega for et godt maskinprodukt for mineralprosessering.
Capiro er imidlertid også nøye med valg av materialer, og benytter beste kvalitet på alt av stål, bolter, akslinger, motorer, gir og elektriske deler.
Når det kommer til slitedeler, minnes Leirvik en historie fra 1980-tallet. Den svenske blymalmgruva Laisvall i Lappland i Sverige benyttet flotasjonsmaskiner der enkelte komponenter måtte byttes hver tredje måned.
– Og det var for så vidt ikke så rart. Inne i flotasjonstankene fungerer oppvirvlingen av det finkornete materialet som sandblåsing, med kraftig nedsliping av enkelte av komponentene som resultat.
– Vi oversendte noen spesialutviklede rotorer (impeller) og statorer (stasjonær del rundt rotoren) slik at gruveoperatøren kunne teste ut om de ville ha lenger levetid.
Etter fem år var det fortsatt lite slitasje å se på dem. De hadde nemlig blitt laget av en spesielt slitesterk variant av polyuretan.
– Delene motstod «sandblåsingen» enda bedre enn vi hadde håpet, kanskje nesten for godt, for dette ledet jo til lavere salg av reservedeler siden, ler Hans Leirvik.
Og det er nettopp dette materialet som Capiro bruker til utsatte deler i maskinene i dag. Sammen med valget om beste materialkvalitet for de øvrige delene, sikrer dette lang levetid og lengre intervall mellom vedlikeholdsstansene.
En potensiell global revolusjon
Den allsidige mekanikeren, ingeniøren, gründeren og designeren står med én fot i olje- og gassbransjen, og den andre i gruvebransjen. Han mener det har vært svært nyttig i den kreative prosessen der målet hele tiden er å forbedre og videreutvikle maskindesign, enten det er beregnet for oljeplattformer eller bergprosessering.
Klæbus svar på Petter Smart medgir at hjernen hans virker uten stans, og ofte har noen av hans beste ideer blitt ferdig modnet mens han har sovet.
Én slik idé er et konsept som potensielt kan løse en global miljøutfordring og bidra til økt utnyttelse av mineralressurser som i dag anses som avfall.
– Jeg har jobbet med en maskin som kan separere masser basert på sentrifugalprinsippet. Prosjektet ble lagt på is i forbindelse med det nylige salget av flotasjonsutstyr, men alt ligger klart for å bygge en prototype, forklarer Leirvik, som ønsker å gjenoppta arbeidet denne våren.
Separatoren skal kunne være i stand til å skille ut de aller minste bestanddelene – finstoffet – fra knust malm. Dette er partikler som i dag blir deponert som restmateriale i fjorder eller i deponi på land fordi eksisterende teknologi har en nedre grense for hvor små partikler som kan hentes ut.
Ettersom ingen flotasjonsmaskiner og annet prosesseringsutstyr klarer å opprede 100 prosent av metallene i malmen, vil noen av de fineste partiklene som sendes til deponi fortsatt bestå av verdifulle metaller, som for eksempel kobber eller gull.
Capiro-gründeren, som ikke har tatt patent på konseptet, vil naturligvis ikke forklare i detalj hvordan løsningen fungerer, men kan fortelle at han har fått skriftlig bekreftelse av en professor ved NTNU om at dette er et konsept som fremstår som realiserbart.
– Virkemåten for dette konseptet er unikt i verden, og hvis denne maskinen fungerer som vi tror den kan, og som også NTNU-professoren mener den kan, så er dette noe de aller fleste gruver i verden kan ha nytte av, fremholder Hans Leirvik.
Det er et ubestridelig faktum at den globale gruveindustriens stadig voksende mengder av avgangsmasser er et økende problem, ikke minst fordi gruvene må drives på stadig fattigere malm og derfor må utvinne stadig større volumer av bergmasser for å kunne levere mineralene verden trenger på en lønnsom måte. Enormt arealbruk og lekkasjer og dambrudd ved deponier på land er kjente utfordringer.
Ny utvinning av gamle gruvemasser kan dermed både fungere som en sekundær kilde til mineraler og metaller, i tillegg til at de kumulative avgangsmengdene kan reduseres noe og samtidig renses for metaller som i noen tilfeller er skadelige for naturen.
I beste fall, gitt vellykket utvikling og testing, kan det Klæbu-baserte selskapet bidra betydelig til dette og bli en storeksportør til verdensindustrien.
Det enkle er ofte det beste
Parallelt med denne potensielt revolusjonære løsningen, fortsetter Leirvik å videreutvikle designene til komponentene i «kjent og kjært» prosesseringsutstyr.
Til sommeren skal han besøke en annen mulig kunde, en gruve som har vist interesse for flotasjonsmaskinene fra Capiro.
Designet av flotasjonsmaskinene, som skriver seg tilbake til 1970-tallet – men som riktig nok har sett mange forbedringer siden, beskriver Leirvik som enkelt.
– Mange av våre konkurrenter har utviklet relativt komplekse løsninger. Selv tror jeg ikke det er nødvendig, og våre design har blant annet vist seg å score best i tester der utvinningsgrad, energiforbruk og investeringskostnad var bestemmende faktorer.
– Gjennom hele min karriere har målet vært å finne nye løsninger og bedre ideer. Hva er kravene, hvor trenger vi styrke, hvor kan vi gjøre materialene lettere og tynnere? Dette er betraktninger som jeg har tatt med meg inn i Capiro og som materialiseres i alt vi leverer, avslutter Hans Leirvik.