Arvometallit talteen sähköromusta demolaitoksessa

3.10.2016

Mistä EU saa jatkossa harvinaisia maametalleja älyteknologian ja uusiutuvien energioiden käyttöönottamisen tarpeeseen? Suomalainen konsortio uskoo, että sähkö- ja elektroniikkaromusta (SER).

Teknologiateollisuuden vetämä konsortio on suunnittelemassa Suomeen kierrätyslaitosta arvometallien talteenottoon sähkö- ja elektroniikkaromusta. Tavoitteena on rakentaa Suomeen ensin koemittakaavan laitos. Sen jälkeen tähtäimessä on SER-kierrätyksen vientikonsepti.

Demolaitos perustuu Jyväskylän yliopiston kemian laitoksella kehitettyyn hydrometallurgiseen menetelmään, jolla harvinaisia maametalleja saadaan irrotettua piirilevyistä ja muusta eletroniikkaromusta.

Jyväskylän yliopiston kemian laitoksella kehitetään selektiivisiä uuttomenetelmiä kriittisten metallien kuten kullan, palladiumin, platinan, harvinaisten maametallien, telluurin, indiumin, skandiumin ja rubidiumin talteenottoon. Näistä maametalleja kuten neodyymiä, gadoliniumia ja europiumia tarvitaan muun muassa LED-valoissa, sähköautojen akuissa ja tuulivoimaloiden rakentamisessa.

Tutkijoiden koetulosten mukaan harvinaisia maametalleja saadaan eroteltua tehokkaasti. Testejä on tehty tänä vuonna myös esimerkiksi voimalaitosten tuhkalle ja sähkö- ja hybridiautojen litium-ioni-akuille.

Kriittisistä aineista pula

Sähkö- ja elektroniikkaromu on ollut varsinainen murheenkryyni jo vuosikymmeniä. Romua syntyy globaalisti noin 50 miljoonaa tonnia vuosittain.

Digitalisaation ja tuotteiden elinkaaren lyhentymisen myötä sähkö- ja elektroniikkalaitteiden määrä jatkaa kasvuaan – ja niin kasvaa romun määrän lisäksi raaka-aineiden kysyntä.

Esimerkiksi LED-valaistus on kasvanut odotettua nopeammin ja nyt pullonkaulaksi uhkaa nousta valmistuksessa tarvittavien maametallien riittävyys. Uusia merkittäviä maametallien käyttökohteita ovat myös sähköautojen akut ja tuulivoimalat.

Arvioiden mukaan tällä hetkellä vain noin 15 prosenttia sähkö- ja elektroniikkaromusta käsitellään maailmanlaajuisesti asianmukaisesti. Arvokkaita maametalleita ei juurikaan saada talteen. Suomi, kuten muutkin Euroopan maat, on riippuvainen useiden kriittisten aineiden tuonnista Kiinasta.

Sähkö- ja elektroniikkalaitteissa, erityisesti ammattielektroniikassa, on erittäin korkeita pitoisuuksia jalometalleja ja useita harvinaisia maametalleja. Uudet metallien erottelumenetelmät mahdollistavat kriittisten metallien talteenoton jätemateriaaleista korkean teknologian tuotteiden valmistajille sen sijaan, että jouduttaisiin louhimaan mineraaleja.

Laitos lähelle romun syntypaikkaa

Demolaitoksen pohjalta on tarkoitus kehittää konttikokoisia käsittely-yksiköitä, joita on helppo viedä lähelle romun syntypaikkoja.

Demolaitoshankkeessa on parhaillaan käynnissä konsortion kokoaminen, jotta kiinnostuneet yritykset ja muut toimijat voivat lähteä kaupallistamaan konseptia. Samalla jatketaan käsittelyprosessin kehittämistä ja demolaitoksen rakentamisen suunnittelua. Demolaitos on yksi kiertotalouden kansallisen tiekartan avainhankkeista.

Hanke tarjoaa samalla mahdollisuuden kehittää tuotesuunnittelua ja kokeilla etätunnisteiden käyttöä. Suunnittelulla voidaan vaikuttaa merkittävästi materiaalien eroteltavuuteen ja kierrätettävyyteen sekä myös hukan vähentämiseen. Digitalisaatio on osa ratkaisua.

Tuotteisiin voidaan liittää tiedot materiaalisisällöstä sekä tuotteen purkuohjeet, jotka voivat kulkea tuotteen mukana läpi elinkaaren. Myös robotiikan ja automatiikan käyttöä kehitetään, vaikka sähkö- ja elektroniikkalaitteiden purkaminen on vielä pitkälle käsityötä.