Kulta, hopea ja kupari talteen jätemateriaaleista – helsinkiläistutkijoiden menetelmällä saadaan kiertoon aurinkopaneelitkin

Helsingin yliopiston kemistien rakentamalla menetelmällä arvometallit voidaan erotella ja liuottaa samalla kertaa. Lisäksi käytetty liuotin on helppo kierrättää.

Kolmivaiheisessa prosessissa liuotetaan kohteesta ensin kupari, sitten hopea ja lopuksi kulta.

Näin arvometallit saadaan eroteltua muovista, keramiikasta ja muista materiaaleista selektiivisesti, ja lopputuloksena on puhtaita metalleja.

Professori Timo Revon johtaman Catalysis and Green Chemistry -ryhmän tutkimusartikkelin julkaisi Angewandte Chemie.

”Tärkeä tulos oli se, että liuottimet voitiin käyttää uudelleen ja näin toteuttaa vihreän kemian periaatteita”, Repo sanoo.

Hopea irtosi aurinkopaneeleista

Tutkimusryhmä testasi liuottimia murskattuihin tietokoneen piirilevyihin, joista saatiin eristettyä kulta ja kupari.

Hopea puolestaan erotettiin murskatuista vanhoista aurinkopaneeleista, mikä on erityisen lupaava saavutus.

Aurinkopaneelit ovat suuren volyymin tuotteita, joiden kierrättäminen on toistaiseksi ollut hyvin hankalaa.

Turvalliset orgaaniset liuottimet

Tutkimuksessa hyödynnettiin niin sanottuja syväeutektisia liuottimia, huoneenlämmössä ja normaalipaineessa kiinteitä aineita, kertoo tutkijatohtori Anže Zupanc.

Niitä olivat esimerkiksi siipikarjan rehussakin käytetty koliinikloridi, urea ja muut turvalliset orgaaniset yhdisteet.

Syväeutektiset liuottimet koostuvat kahdesta tai useammasta yksinkertaisesta yhdisteestä, jotka yhdessä muodostavat matalan sulamispisteen seoksen.

Liuottimia kutsutaan syväeutektisiksi, koska niiden sulamispiste on huomattavasti matalampi kuin kunkin komponentin sulamispiste yksinään.

Kohti kestäviä prosesseja

Syväeutektiset liuottimet ovat ympäristöystävällisiä, uusiutuvia ja usein biologisesti hajoavia. Niitä voidaan hyödyntää monenlaisissa sovelluksissa, kuten kemiallisissa reaktioissa ja katalyysissä.

Tuoreessa tutkimuksessa käytettiin liuottimena myös maitohappoa ja vetyperoksidia.

Laboratorio-oloissa saadut tulokset ovat Timo Revon mukaan merkittävä askel kohti kestäviä kemian prosesseja.

Vihreä vaihtoehto nykyisille menetelmille

Muun muassa sähkö- ja elektroniikkaromu (SER) ja vanhat akut ovat nousemassa tärkeäksi arvometallien lähteeksi kaivostoiminnan rinnalle.

Nykyisin käytössä olevat erottelumenetelmät kuluttavat kuitenkin paljon energiaa ja ovat haitallisia ympäristölle.

Erityisen vaarallinen myös käyttäjälle on polttomenetelmä, jossa vapautuu myrkyllisiä kemikaaleja. Kehittyvissä maissa arvometalleja erotellaan edelleen alkeellisissa oloissa kaatopaikoilla.

Vaikka edistyneet hydrometallurgiset prosessit ovat turvallisempia, niiden lopputuloksena on metalliseoksia, jotka vaativat jatkokäsittelyä.

Teksti: Päivi Ikonen/ Kemiamedia.fi

Kuva: Riitta-Leena Inki. Tutkijatohtori Anže Zupanc testaa erilaisia liuottimia, joilla arvometallit saadaan eroteltua romusta.