Elektroniikkajätteestä metallit ja muovit talteen teknologioita yhdistämällä

Teknologian tutkimuskeskus VTT kehitti uuden, erilaisia teknologioita yhdistävän elektroniikkajätteen kierrätyskonseptin vähentämään materiaalihukkaa. Konseptissa on mukana kaasutus, jonka avulla jätteestä saadaan talteen metallien ja harvinaisten maametallien lisäksi orgaanisia ainesosia energiaksi tai esimerkiksi muovin ja kemikaalien raaka-aineiksi. VTT on koonnut joukon suomalaisia toimijoita mukaan materiaalitehokkaan tuotannon edistämiseksi. 
Elektroniikkajäte.  Kuva: Curtis Palmer / Wikimedia Commons (CC BY 2.0)

Kierrätys- ja käsittelyketjuissa hävitetään paljon arvokkaita raaka-aineita: jopa puolet materiaalivirroista voi päätyä kaatopaikoille. Tuotteet muuttuvat yhä monimutkaisemmiksi, joten perinteiset mekaaniset kierrätysprosessit eivät enää riitä.

Perinteisessä kierrätyksessä on keskitytty perus- ja jalometallien, esimerkiksi kullan, talteenottoon, jolloin muut arvoaineet sekä erityisesti hiilivetypitoinen orgaaninen aines ovat jääneet hyödyntämättä.

VTT on kehittänyt integroituihin teknologioihin perustuvan kierrätyskonseptin, jolla voidaan tehostaa materiaalien talteenottoa ja vähentää neitseellisten mineraalien ja fossiilisten raaka-aineiden käyttöä. Menetelmäpalettiin kuuluu jätteen mekaanisen erottelun lisäksi kaasutus eli terminen konversio, jolla saadaan erotettua metallien lisäksi orgaaninen materiaali energiaksi tai esimerkiksi muovin ja kemikaalien raaka-aineiksi.

MINEWEE-projektin kiertotalouskoe syksyllä 2018

VTT rakentaa MINEWEE-projektissa teollista ekosysteemiä kriittisten aineiden talteen ottamiseksi metallipitoisista jätteistä, kuten elektroniikan käsittelyjätteestä. Projektissa kehitetään parhaillaan sähkö- ja elektroniikkajätejakeiden sekä piirikorttimurskeen ja autohajottamojen sivuvirtojen käsittelyprosessia, johon kuuluvat romujätteen esikäsittely, metallien mekaaninen erottelu, kaasutus sekä hydrometallurgiset yksikköprosessit.

VTT kehittää projektissa materiaalien esikäsittelyä, karakterisointia ja termistä konversiota sekä näihin yhdistettyä kemiallista liuotusta. Aalto-yliopisto keskittyy harvinaisten maametallien talteenottoon.

MINEWEE on yksi Tekesin Challenge Finland -hankkeista, ja siinä on mukana yrityksiä liiketoiminnan koko arvoketjusta. Joukossa on mukana muun muassa metallipitoisten jätteiden käsittelijöitä ja teknologiatoimittajia.

Tällä hetkellä konsortiossa ovat mukana VTT:n ja Aalto-yliopiston lisäksi Loimi-Hämeen Jätehuolto Oy, BMH Technology Oy, Kuusakoski Oy, Stena Recycling Oy, Teknologiateollisuus ry, Suomen Autokierrätys Oy ja Global EcoSolutions Oy.

Uusien arvoketjujen muodostaminen ja teknologioiden pilotointi toteutetaan VTT:n Bioruukki-pilotointiympäristössä Espoossa vuoden 2018 aikana. Tavoitteena on osoittaa käytännössä menetelmien toimivuus jätemateriaalin esikäsittelystä uusien raaka-aineiden talteenottoon.

Sähkö- ja elektroniikkaromu tärkeä kriittisten materiaalien lähde

Esimerkiksi akkujen ja lasertekniikan valmistuksessa tarvitaan materiaaleja, joiden saatavuus maailmanmarkkinoilla vaihtelee. Näiden kriittisten materiaalien tarve kasvaa, joten niiden saatavuutta on tehostettava ja lisättävä kierrätystä. Sähkö- ja elektroniikkaromu on alkutuotannon jälkeen seuraavaksi tärkein kriittisten materiaalien lähde.

Elektroniikkaromu ja sen käsittelyssä syntyvät sivuvirrat ovat hankalia heterogeenisia materiaaleja kierrätettäväksi. Niiden sisältämästä orgaanisesta aineesta, kuten kuiduista ja muoveista, voidaan kuitenkin tuottaa energiaa tai hiilivetyjä esimerkiksi muovin raaka-aineeksi. Myös kaasutuksessa syntyvästä tuhkasta voidaan erottaa metalleja, jotka ovat tähän asti jääneet hyödyntämättä.

Kriittiset materiaalit

Kriittisiä materiaaleja, kuten galliumia, germaniumia, platinaryhmän metalleja ja harvinaisia maametalleja käytetään laajasti elektroniikka- ja energiateollisuuden laitteissa, muun muassa akuissa, näytöissä ja tietokoneissa. EU on määritellyt kriittiseksi sellaiset materiaalit, joiden merkitys EU:n taloudelle on suuri ja saatavuusriski merkittävä. Kriittisen materiaalin korvaaminen toisella materiaalilla on myös yleensä hankalaa tai mahdotonta. Euroopan elektroniikkateollisuus on lähes täysin riippuvainen näiden materiaalien tuonnista.

On arvioitu, että useimpien kriittisten materiaalien kysyntä kasvaa merkittävästi vuoteen 2030 mennessä. Keskeiseksi sekundääriseksi kriittisten materiaalien lähteeksi on tunnistettu sähkö- ja elektroniikkaromu, jota syntyy eri arvioiden mukaan Suomessa vuosittain yli 20 kg henkilöä kohti.

VTT:n Kiertotalouden keinovalikoima käyttöön -policy brief »» (pdf)

Lähde: VTT

0 kommenttia:

Lähetä kommentti