Metalleja kestävästi

Tutkimus etenee sähkö- ja elektroniikkaromun sisältämien kriittisten arvometallien kierrätysteknologioissa.

Jyväskylän yliopiston kemian laitos on ottanut käyttöön hydrometallurgisen pilottilaitteiston, jolla se pääsee mallintamaan erilaisia teknologioita elektroniikkajätteen prosessointiin.

Tutkijatohtori Siiri Perämäki kertoi Kokkola Material Week -tapahtumassa marraskuussa, että pilottilaitoksessa on noin 15 reaktoria. Jokaisessa voi käsitellä jätemateriaaleja 10 litran tilavuudessa. Reaktorit ovat modulaarisia.

”Aloitamme tutkimukset piirilevyillä. Siirrymme sitten magneetteihin ja NiMH-akkuihin”, Perämäki sanoo.

Magneeteissa on muun muassa neodyymiä, jolle on kasvava kysyntä vihreän teknologian laitteissa ja kuluttajaelektroniikassa.

”On arvioitu, että jopa puolet tarvittavasta neodyymistä voisi saada talteen uusioraaka-aineena. Jätteen kierrätyksellä on valtavasti potentiaalia”, Perämäki korostaa.

Elektroniikkaromussa on myös muita kriittisiä metalleja kuten praseodyymiä, palladiumia, lantaniumia ja ceriumia, joiden saatavuuteen liittyy riskejä. Romusta voisi ottaa talteen myös nikkeliä ja kobolttia.

Kemian laitos tutkii uusia, ympäristöystävällisempiä kierrätysteknologioita näiden metallien talteenottoon.

Metallinjalostus tähtää hiilineutraaliksi

Sen lisäksi, että uusilla teknologioilla saadaan talteen sähköromussa olevia kierrätysmetalleja entistä tehokkaammin, kehitys etenee myös neitseellisissä metalleissa: Suomessa jalostetaan pian metallia pienin kasvihuonekaasupäästöin.

Metallien jalostuksen yritykset ovat nimittäin käynnistämässä isoa yhteisprojektia. Tarkoitus on muuttaa metallinjalostuksen prosessiketjut kokonaan hiilineutraaleiksi.

Ala pyrkii globaaliin johtoasemaan sähkön ja vedyn hyödyntämisessä metallien tuotannossa sekä hiilineutraalien prosessi-innovaatioiden osaajana.

Hanke liittyy Teknologiateollisuuden laajaan hiilineutraalisuuden tiekarttaan. Siinä on linjattu, että ala tavoittelee vuotuisten kuuden miljoonan tonnin kasvihuonekaasupäästöjensä vähennystä. Päästöjä on tarkoitus vähentää 38 prosenttia vuoteen 2035 mennessä ja 80 prosenttia vuoteen 2050 mennessä.

Jos teknologiateollisuus onnistuu vähentämään päästöjään teknologisin ratkaisuin, vuonna 2050 sektori tuottaisi yhteensä enää miljoona tonnia päästöjä.

”Tarvitaan useita ratkaisuja”

Metallinjalostus muodostaa teknologiateollisuuden päästöistä suurimman osuuden.

”Tavoitteen saavuttamiseksi on tehtävä isot investoinnit tutkimukseen ja kehitykseen”, sanoi Oulun yliopiston professori Timo Fabritius Kokkola Material Week -tapahtumassa.

”Totesimme, että tähän tarvitaan yhteisprojekti, johon kaikki Suomen metallinjalostajat tulevat mukaan.”

Syyskuussa 15 kumppania – 10 teollisuustoimijaa ja viisi tutkimuslaitosta – jätti Business Finlandille hakemuksen yhteishankkeesta nimeltä TOCANEM. Nimi tulee sanoista Towards Carbon Neutral Metals, kohti hiilineutraalia metallinjalostusta.

Hanke koskee koko metallinjalostuksen ekosysteemiä. Se koskettaa myös yli 40 alihankintaverkoston toimijaa. Mukana ovat myös alkupään raaka-aine ja teknologiatoimittajat sekä loppupään jatkokehittäjät kuten akkumetallien valmistajat.

Hankebudjetiksi on arvioitu 18 miljoonaa euroa.

Metallinjalostus pystyisi vähentämään päästöjään siirtymällä teräksen valmistuksessa uusiin pelkistimiin kuten vetyyn ja biohiileen. Prosessipäästöt saadaan vähenemään sähköistämällä prosesseja. Ala voi myös tehdä energiatehokkuusparannuksia.

”Ei ole yhtä ratkaisua, vaan tarvitaan useita. Globaali edelläkävijyys voidaan saavuttaa pioneerisilla hiilineutraaliteknologioilla ja poikkiteollisella ekosysteeminäkökulmalla”, Fabritius sanoo.

Muita teknologia-alan tutkimushankkeita ovat akkujen kierrätyksen ja vastuullisuuden BATCircle 2.0 sekä FOSSA-hanke, jossa SSAB kehittää HYBRIT-teknologiaa fossiilivapaaseen terästuotantoon.

Lisäksi kaksivuotinen, metallinvalmistuksen kiertotaloutta tutkinut SYMMET-hanke kertoi juuri tuloksistaan.

Virtuaalitapahtuma onnistui yli odotusten

Kokkola Material Week pidettiin 9.–12. marraskuuta kahdeksannen kerran, koronatilanteen takia ensimmäistä kertaa verkossa.

Virtuaalisen tapahtuman suosio oli järjestäjille iloinen yllätys.

”Olimme varautuneet 500 osallistujaan, mutta määrä ylittyi reippaasti”, kertoo projektipäällikkö Tiina Aittola.

”Virallisesti väkeä kertyi noin 650, mutta todellinen määrä saattoi olla suurempikin, sillä opettajat ovat ottaneet opiskelijoita mukaan seuraamaan seminaareja.”

Myös kokonaisuutena materiaaliviikko onnistui Aittolan mukaan yli odotusten.

”Tavoitimme valtavasti uusia osallistujia, jotka eivät ole aiemmin olleet mukana Kokkola Material Weekissä. Lisäksi palaute niin sisältöjen kuin teknisen toteutuksen osalta on ollut erittäin positiivista.”

Suunnitteilla on jo vuoden 2021 tapahtuma. Myös siitä voi tulla uudenlainen.

”Toivomme, että ensi vuonna tilanne sallii jo kokoontumisen paikan päällä, mutta todennäköisesti tulossa on hybriditapahtuma.”

”Kokemus osoitti, että virtuaalitapahtumat ovat lunastaneet paikkansa ja tulleet jäädäkseen.”

Elina Saarinen ja Päivi Ikonen

Kuva: Suvi Kulomäki. Tutkijatohtori Siiri Perämäki Jyväskylän yliopiston kemian laitoksella, jossa on juuri otettu käyttöön uusi hydrometallurginen pilottilaitteisto.