Urbaani kaivos tekee romusta kultaa

Hydrometallurginen demolaitos Jyväskylän yliopiston Kemian laitoksella.
Facebooktwitterlinkedin

Suomeen on nousemassa yksi maailman ensimmäisistä laitoksista, joka saa IT-laiteromusta talteen jalometalleja ja harvinaisia maametalleja. Patentoitu liuotusmenetelmä pystyy parhaimmillaan satakertaiseen saantoon perinteisiin kaivoksiin verrattuna.

 

Jyväskylän yliopiston kemian laitoksen professori Ari Väisänen esittelee Erlenmeyer-pulloa täynnä sinihehkuista nestettä.

”Tyylikäs sininen väri johtuu siitä, että liuos sisältää erittäin paljon kuparia”, Väisänen kertoo.

Liuos on konkreettinen todiste urbaanista kaivostoiminnasta.

Tätä metallia ei nimittäin ole louhittu maaperästä, vaan se on otettu talteen käytetyistä ja sittemmin pois heitetyistä sähkö- ja elektroniikkalaitteista.

Tuottajayhteisö Elker Oy on kerännyt talteen sähkö- ja elektroniikkalaiteromua (SER), jonka joukosta se on erotellut piirilevykortit. Piirilevykorttimurskaa on päätynyt yhteistyön ansiosta kemian laitokselle Jyväskylän Ylistönrinteelle.

Taustalla on Business Finlandin tukema hanke, jonka ytimen muodostavat kemian laitoksen lisäksi jyväskyläläinen energia- ja vesiyhtiö Alva, tuottajayhteisö Elker sekä suomalainen kaivos- ja tehdaspalveluihin erikoistunut Tapojärvi Oy.

Ari Väisänen

Ylistönrinteellä uusi tutkimusympäristö

 

”Piirilevyjätteessä on erittäin korkea pitoisuus kuparia, jopa 16–30 prosenttia”, Väisänen tietää.

Hän laskee dekantterin varovasti pöydälle viime syksynä valmistuneessa, uudessa tutkimusympäristössä.

SERistä voi tulla tulevaisuudessa arvokas kierrätysmateriaalien lähde maailman laitevalmistajille. Siksi Jyväskylän Ylistönrinteelle on rakennettu nyt muun muassa reaktoreista, suotopuristimista, lamellierottimista, neste-nesteuuttolaitteistosta sekä elektrolyysilaitteistosta koostuva demolaitos.

Täällä kehitellään ja testataan, kuinka IT-laiteromun magneeteista ja piirilevymurskasta saadaan uusioraaka-ainetta ympäristöystävällisesti ja kustannustehokkaasti.

”Uuden tutkimusympäristön ansiosta olemme siirtyneet laboratoriomittakaavan muutamista grammoista puolen kilon mittaluokkaan”, Väisänen kuvaa.

Dekantterin sisältö on saatu talteen tutkijatiimin pitkään kehittämällä hydrometallurgisella menetelmällä. Siinä happoliuoksista poimitaan suunnitelmallisessa järjestyksessä talteen erilaiset metallit.

Perinteisesti metalliromu kierrätetään pyrometallurgisin keinoin. Romumetalli menee polttoprosessiin, josta saadaan metallisulaa. Siitä on mahdollista erottaa kohtuullisen tehokkaasti kupari ja muut jalometallit, mutta kriittisen tärkeät, harvinaiset maametallit ja myös muita arvometalleja menetetään.

”Meidän menetelmällämme saadaan talteen kultaa ja kuparia äärimmäisen puhtaana, ja lisäksi saamme harvinaisia maametalleja. SERissä on paljon esimerkiksi germaniumia, galliumia, indiumia ja neodyymiä. Aiemmin näitä metalleja ei ole pystytty ottamaan yksittäin talteen, mutta me olemme löytäneet siihen ratkaisuja”, Väisänen taustoittaa.

 

Tähtäimessä teollinen mittakaava

Tapojärveä urbaani kaivostoiminta kiinnostaa.

”Tapojärven historia lähti 65 vuotta sitten käyntiin juuri kaivostoiminnasta. Uskomme, että tulevaisuudessa urbaani kaivostoiminta näyttelee tärkeää roolia. Meille SER-talteenotto edustaa urbaanin kaivostoiminnan eturintamaa”, Tapojärven kehityspäällikkö Juha Koskinen näkee.

Koskinen pitää jäte- ja sivuvirtoja tulevaisuuden raaka-ainelähteinä, joista voidaan kerätä materiaalia kierrätykseen ja uusiokäyttöön korvaamaan neitseellisiä raaka-aineita.

Hankekumppaneiden tähtäimessä on, että kahden vuoden päästä Jyväskylään rakennettaisiin esimittakaavan kaupallinen SER-talteenottolaitos, jonka kapasiteetti olisi jo tonneja päivässä. Sen hintalappu olisi noin kymmenen miljoonaa euroa.

”Lopullinen päämäärä on vuodessa 2025. Silloin haluaisimme perustaa ison, teollisen mittakaavan laitoksen”, kertoo Alvan toimitusjohtaja Tuomo Kantola.

Tuollaisen laitoksen hinta nousisi jopa sataan miljoonaan euroon, mutta hankekumppanit uskovat, että laitoskonseptista voi saada hyvinkin kannattavan.

”Alustavat laskelmamme ennustavat investoinnille hyvin lyhyitä takaisimaksuaikoja. SER-talteenottolaitos on perinteiseen neitseellisen materiaalin louhos- tai kaivostoimintaan verrattuna resurssitehokkaampi, vähäpäästöisempi ja kannattavampi, puhumattakaan kaivosten sosiaalisista haitoista”, Kantola sanoo ja jatkaa:

”Urban mining mahdollistaa kaivostoiminnan ilman louhintaa. Saannot ovat jopa satakertaisia perinteiseen kaivostoimintaan verrattuna.”

Hankekumppanit laskevat, että kaupallisen vaiheen iso laitos voisi käsitellä jopa 20 prosenttia Euroopan piirilevyjätteestä.

”Jos näihin volyymeihin päästään, liikevaihto olisi noin 700 miljoonaa euroa. Lopputuotteiden hintakehitys on pikemminkin nouseva kuin laskeva”, Kantola korostaa.

Kantolan mukaan uusi laitos voisi nousta Suomeen tai muualle Eurooppaan, mikä parantaisi Euroopan materiaaliomavaraisuutta. Hankekumppaneita kiinnostaa myös teknologian lisensointi ja vienti.

Vastaavia laitoshankkeita ei maailmalla ole vielä liiaksi. Alvan kehityspäällikkö Risto Ryymin mainitsee pilottilaitoshankkeen Kanadassa ja uusiseelantilaisen start-up-yrityksen, joka kaavailee ensimmäistä demolaitostaan Eurooppaan.

”Meidän kilpailuetunamme on menetelmä, jonka kehitimme alun perin arvojakeiden talteen ottamiseksi tuhkasta ja kuonasta. Meillä on prosessiin liittyvä patentti, joka on voimassa jo 12–13 maassa. Tavoitteenamme on globaali kiertotalouden vientituote, joka on monistettavissa minne tahansa”, Ryymin tiivistää.

 

Vastaisku Kiinalle

EU on huolissaan teollisuuden tarvitsemien kriittisten metallien saatavuudesta.

Teollisuuden käyttämistä raaka-aineista kuten magneeteissa tarvittavasta neodyymistä tai vihreässä siirtymässä tarvittavista metalleista noin kolmannes on todettu kriittisiksi. Tämä tarkoittaa, että unioni on niiden saannissa riippuvainen ulkopuolisista lähteistä.

Riippuvuus Kiinan tuotannosta vain kasvaa.

”Kiertotalous on keskeinen ratkaisu kriittisten raaka-aineiden saatavuuden parantamisessa ja EU:n huoltovarmuudessa”, näkee Alvan kehityspäällikkö Risto Ryymin.

Helmikuussa uutisoitiin autoteollisuuden pahasta puolijohdepulasta, joka johti jopa miljoonan henkilöauton tuotanto-ongelmiin.

”Koronapandemia on vain lisännyt pulaa raaka-aineista. Komponenttivalmistajat eivät saaneet haluamiaan materiaaleja”, Elkerin toimitusjohtaja Sakari Hietala sanoo.

Arvomateriaaleja sisältävän sähkö- ja elektroniikkalaiteromun (SER) tehokas kierrätys voisi helpottaa pulaa.

Suomessa talteen kerätyistä tieto- ja teleteknisistä romulaitteista kierrätettiin Suomessa 88 prosenttia.

”On vielä varaa parantaa materiaalikierrätyksen tehoa”, Hietala korostaa.

 

Kuva: Jyväskylän yliopisto. Hydrometallurginen demolaitos Jyväskylän yliopiston Kemian laitoksella alkaa ottaa talteen arvoaineita esimerkiksi piirilevyistä ja muusta sähkö- ja elektroniikkaromusta.

Facebooktwitterlinkedin