Suomalaispatentilla tuhkista jalometalleja

28.1.2015

Jyväskyläläiset ovat kehittäneet ja mallintaneet kaksivaiheisen uuttomenetelmän, jolla voimalaitosten lentotuhkista saadaan eroteltua talteen harvinaisia maametalleja ja jalometalleja.

Jyväskylän Energia Oy on onnistunut yhteistyössä Jyväskylän yliopiston tutkijoiden kanssa kehittämään ja patentoimaan prosessin, jolla biovoimalaitosten tuhkista saadaan uutettua kahdessa vaiheessa talteen jalometalleja kuten platinaa, kultaa ja palladiumia, sekä harvinaisia maametalleja kuten skandiumia ja yttriumia.

Jyväskylän Energia Oy sai prosessilleen patentin vappuna 2013 ja hakee nyt kansainvälistä patenttia.

Tähtäimessä on skaalata laboratoriossa kehitetty resepti täyden mittakaavan toiminnaksi ja rakentaa mahdollisesti maailman ensimmäinen pilottilaitos jalometallien ja harvinaisten maametallien talteenottoon.

”Tällaista patentoitua teknologiaa ei löydy mistään muualta. Tuhkatutkimusta ylipäätään on tehty maailmalla yllättävän vähän. Ehkä ennen tälle ei ole ollut tarvetta, mutta resurssitehokkuus on tullut nyt keskeiseksi ajuriksi. Näkisin, että me olemme tietyllä tapaa tässä pioneereja”, Jyväskylän Energia Oy:n kehityspäällikkö Risto Ryymin sanoo.

Tutkimusta on tehty osittain Tekes-rahoituksella osana Green Growth -ohjelmaa. Toisen vaiheen budjetti on ollut yli miljoona euroa.

Tutkimustyö synnytti myös väitöskirjan Jyväskylän yliopistolle: Siiri Perämäki osoitti, miten on kehitetty menetelmä harvinaisten maametallien määrittämiseen ja talteenottoon. Ville Soikkeli on valmistelemassa toista väitöskirjaa platinaryhmän metallien talteenotosta.

Ryymin näkee, että Tekes-rahoitus on mahdollistanut sen, että jyväskyläläistutkijat pääsivät kiilaamaan maailman ensimmäisiksi tällä tutkimusalueella.

”Ilman hanketta olisimme ottamassa vasta ensimmäisiä askeleita.”

Maasta kasveihin

Tutkimustyö käynnistyi jo vuonna 2010. Tavoitteena oli löytää hyötykäyttökohteita Keljonlahden ja Rauhalahden biovoimalaitosten lentotuhkille, joita syntyy vuodessa noin 56 000 tonnia.

”Tuhkien vieminen kaatopaikalle tarkoittaa miljoonien eurojen lisäkustannuksia, ja jätevero nousee jatkuvasti.”

Noin 20 000 tonnia tuhkista viedään FA Forestin Viitasaaren laitokselle, jossa tuhkista prosessoidaan metsälannoitetta. Osa tuhkista käytetään Lievestuoreen Lipeälammen täytössä. Lannoitekäyttöä rajoittavat kuitenkin tuhkien sisältämät haitalliset aineet, ja maarakentamista hidastaa luvitus.

Viitisen vuotta sitten Ryymin ja Jyväskylän yliopiston kemian laitoksen Ari Väisäsen tutkimusryhmä ryhtyivät selvittämään, saisiko lentotuhkista talteen high tech -teollisuuden kaipaamia metalleja, jotka EU on listannut kriittisiksi materiaaleiksi, sillä Kiina dominoi niiden markkinoita.

Väitöskirjatyössään Siiri Perämäki huomasi, että suomalaisten biopolttoaineita käyttävien laitosten tuhkat sisältävät huomattavia määriä harvinaisia maametalleja. Lähes ne kaikki esiintyvät tuhkassa suurempina pitoisuuksina kuin maankuoressa. Kasvit keräävät niitä maaperästä.

Kehitetyllä uuttomenetelmällä suurin osa näistä metalleista saadaan liotettua tuhkasta, jonka jälkeen ne voidaan erottaa liuoksesta erilaisilla kemiallisilla menetelmillä.

Nyt kehitettyä prosessia voisi jatkossa soveltaa myös kivihiilituhkien, sähkö- ja elektroniikkaromun ja jätteenpolttolaitosten lentotuhkien käsittelyssä.

Biovoimalaitosten tuhkissa kriittisten metallien pitoisuudet ovat vaihdelleet muutamista milligrammoista satoihin milligrammoihin kilossa tuhkaa, Ryymin kertoo. Sähkö- ja elektroniikkaromussa pitoisuus voi olla huomattavasti korkeampikin.

Lue lisää Tekesin Green Growth -ohjelman tuhkan hyötykäyttöhankkeista. >>