Harvinaisille maametalleille talteenoton kautta uusi elämä

Harvinaisille maametalleille talteenoton kautta uusi elämä

LUT:n apulaisprofessori Eveliina Repo, Kinnon asiantuntija Kari Laine ja Xamkin tutkimuspäällikkö Hanne Soininen kehittävät ratkaisuja REE-metallien kierrättämistä varten.

Harvinaisille maametalleille talteenoton kautta uusi elämä

Kaakkois-Suomessa kehitetään teknologioita ja verkostoja harvinaisten maametallien talteenottamiseksi. REE-metallit ovat tärkeitä vihreän teknologian ja uusiutuvan sähkön tuotannossa.

Teksti Tuomas I. Lehtonen  Kuva Anna-Katri Hänninen

Lappeenrannan-Lahden teknillisen yliopiston, Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun ja Kouvola Innovationin yhteistyönä edistetään REE-metallien kierrättämistä Kaakkois-Suomen talousalueella. Euroopan aluekehitysrahaston rahoituksella toteutettavan Harvinaisten maametallien talteenotto vaihtoehtoisista raaka-aineista -hankkeen tuloksia voidaan jatkossa hyödyntää kansallisesti ja kansainvälisesti.

– Kartoitamme, millaisia REE-metallipitoisuuksia kiinteät jätteet, jätevedet ja teollisuuden sivuvirrat sisältävät, sekä pyrimme kehittämään uusia tehokkaita teknologioita, joiden avulla REE-metallit voidaan erottaa muusta aineksesta. Esimerkiksi tuhkat, lietteet, kuonat sekä sähkö- ja elektroniikkaromu sisältävät REE-metalleja pieninä pitoisuuksina, mutta usein suuremmissa määrin verrattuna maankuoren pitoisuuksiin, LUT:n apulaisprofessori Eveliina Repo kertoo.

Revon, Xamkin tutkimuspäällikkö Hanne Soinisen ja Kinnon asiantuntija Kari Laineen mukaan lähes kaikki maailmalla käytettävät REE-metallit tuotetaan mineraaleista Kiinassa. Tuotantoprosessi saastuttaa ympäristöä merkittävästi sekä aiheuttaa globaaleja taloudellisia haasteita. Esimerkiksi Euroopan maiden auto- ja IT-teollisuus on täysin riippuvainen Kiinassa tuotetuista REE-metalleista.

– Tuloksilla on suuri merkitys  kiertotalouden edistämisen ja omavaraisuuden kannalta. Sivuvirroista ja jätteistä saatavien REE-metallien hyödyntäminen vähentää neitseellisten REE-metallien tarvetta ja voi tuoda aivan uudenlaista liiketoimintaa Suomeen, Soininen sanoo.

Harvinaiset maametallit

  • 17 metallisen alkuaineen joukko, joista tunnetuimpia ovat neodyymi, lantaani, cerium ja yttrium.
  • REE-metallien rikastaminen mineraaleista on haastavaa ja aiheuttaa vakavia ympäristöongelmia.
  • Käytetään esimerkiksi tietokoneissa, aurinkopaneeleissa, tuuliturbiineissa ja autoteollisuudessa.

Yritysyhteistyöllä iso rooli

Hankkeen toteutukseen osallistuvat LUT:n, Xamkin ja Kinnon ohella useat Kaakkois-Suomessa toimivat yritykset. Kinnolla on tärkeä rooli erityisesti hankkeen yritysverkoston rakentajana. Mukaan on saatu useita teollisuus- ja kierrätyssektorin toimijoita, joiden tuotannon sivuvirtoja ja kierrätysjätettä on hyödynnetty tutkimusnäytteinä.

– Kartoitamme Kaakkois-Suomessa tuotetut, REE-metalleja sisältävät sivuvirrat ja niitä hyödyntävät tahot. Tulevaisuudessa tätä tietoa voidaan käyttää apuna uusien teollisten tuotantoketjujen ja kansainvälisten liiketoimintamallien kehittämisessä. Hankkeessa on mukana esimerkiksi metsä- ja energiateollisuuden yrityksiä, Laine sanoo.

LUT ja Xamk tutkivat yritysten sivuvirroista otettujen näytteiden REE-pitoisuuksia ja kehittävät erottelu- ja talteenottotekniikoita.

Xamk on tutkinut Mikkelissä erityisesti jätteenpoltto- ja energiantuotantolaitosten tuhkia, jätekeskuksen jätevirtoja ja vedenpuhdistuslaitoksen lietettä sekä pilotoinut REE-metallien talteenottoa muun muassa kaivosteollisuuden menetelmin. LUT on puolestaan hyödyntänyt sähkökemiallisiin ilmiöihin ja selektiiviseen ioninvaihtoon perustuvia menetelmiä esimerkiksi sähkö- ja elektroniikkaromun REE-metallien talteenotossa.

– Olemme saaneet jo hyviä tuloksia REE-metallien, kuten neodyymin, talteenotossa magneettijätteestä. Hyödynnämme tätä osaamista REE-metallien erottamiseen kompleksisimmista sivuvirroista, kuten tuhkista ja kuonista. Hankkeen aikana tehdään myös prosessien mallinnusta LUT:n professori Tuomo Sainion johdolla, ja tarkoituksena on suunnitella simulointityökalujen avulla suuremman kokoluokan koelaitos, Repo kertoo.

Hanketta rahoittaa Etelä-Karjalan liitto, Etelä-Savon maakuntaliitto ja Kymenlaakson liitto Euroopan aluekehitysrahastosta, Outotec Oyj, Renlundin säätiö ja Kaakkois-Suomen Hankintarengas. Lisäksi mukana ovat Riikinvoima Oy ja Ovako Oy.