Arvokasta jätettä

Kotitalouksien ja teollisuuden kiinteitä jätteitä hävitetään yleisesti polttamalla samalla energiaa tuottaen. Jos hävitettävässä jätteessä on metalleja, päätyvät ne jätteenpolton sivutuotteisiin, pohja- tai lentotuhkaan. Pohjatuhka on kattilan pohjalle kerääntyvä raskain tuhkajae. Lentotuhka on hyvin pienistä hiukkaisista koostuvaa materiaalia, joka erotetaan savukaasuista suodattimilla.

Jätteenpoltto lisääntyy koko ajan ja samalla myös poltosta syntyvien sivutuotteiden määrä. Sivutuotteita hyödynnetään kuitenkin hyvin vähän, jolloin hukkaan menevien metallien määrä kasvaa.

Vuosina 2017–2018 toimineessa (Aallossa vielä huhtikuun 2019 loppuun kestävä) Circular Metal Ecosystem
-hankkeessa (CMEco) on tutkittu, miten hyödyntämättömistä materiaalisivuvirroista arvometallit saataisiin talteen. Lisäksi hankkeen tavoitteena on ollut tukea metallien tuotantoprosessien materiaali- ja energiatehokkuutta ja näin parantaa suomalaisen teollisuuden kilpailukykyä sekä sen toiminnan ja tuotteiden ympäristöystävällisyyttä metallien talteenotossa.

Journal of Material Cycles and Waste Management on vastikään julkaissut CMEco-hankkeeseen kuuluvan tutkimuksen, jossa on tutkittu metallien liukenemista eri liuottimilla jätteenpolton lentotuhkasta.

Tutkittu lentotuhka on raskasmetalleja, lyijyä, kadmiumia ja elohopeaa sisältävää ongelmajätettä. Sen loppusijoittaminen on haasteellista ja kallista, sillä ympäristön saastumisen riskin vuoksi se vaatii vaaralliselle jätteelle sopivaksi luokitellun loppusijoituspaikan. Samalla myös hukataan merkittävä määrä arvokkaita metalleja.

Ei rautaa, kiitos - selektiivisen liuottimen jäljillä

Tutkimuksessa etsittiin liuotinta, joka liuottaisi lentotuhkasta sekä raskasmetallit että arvokkaat metallit, mutta ei rautaa. Jos rauta ei liukene vaan saadaan tällä selektiivisellä liuotuksella jäämään liuotussakkaan, näiden hydrometallurgisten prosessien tuotantokustannukset pienenevät, sillä liuenneen raudan poistamiseksi tarvitaan kalliita liuospuhdistusmenetelmiä ja kemikaaleja.

Tutkimuksessa todettiin mineraalihappojen eli suola- ja rikkihapon liuottavan tutkittuja metalleja parhaiten – mutta samalla myös rautaa. Tähän löytyi kuitenkin ratkaisu: suolahappoa laimennettiin sellaiselle pH-tasolle, että se kykeni vielä liuottamaan muut metallit, mutta rauta ei siihen enää liuennut. Lyijyn liuottamiseen osoitti potentiaalia myös etaliini-niminen liuotin. Sen mahdollisuuksia tulee kuitenkin tutkia vielä lisää, sillä sitä tutkittiin nyt vasta ensimmäistä kertaa metallien liuottamiseen lentotuhkasta.

Metalleja tarvitaan koko ajan enemmän erityisesti litiumioniakkuihin, joita käytetään esimerkiksi kulutuselektroniikassa ja sähköautoissa. Siksi pienienkin metallipitoisuuksien talteenotto metallijätteestä on tärkeää metallien kiertotalouden edistämiseksi.

CMEco-hankkeessa tutkimuslaitokset (Aalto, LUT, GTK, VTT) ovat toimineet yhteistyössä yritysten (Outotec, Boliden Kokkola, Boliden Harjavalta, Fortum, Norilsk Nickel, Outokumpu, Magsort, Akkuser, Alfamat, Aquaminerals, Timegete Instruments) kanssa. Hanke toimi aktiivisesti vuosina 2017–2018, ja jatkuu Aallossa huhtikuun 2019 loppuun saakka. Nyt julkaistua tutkimusta ovat CMEcon lisäksi tukeneet Fortum Oyj sekä Clic Innovation Oy.

A study on selective leaching of heavy metals vs. iron from fly ash
Elomaa, H., Seisko, S., Lehtola, J. et al. J Mater Cycles Waste Manag (2019) 
https://doi.org/10.1007/s10163-019-00858-w

Lisätietoja:

Mari Lundström
apulaisprofessori, Aalto-yliopisto
mari.lundstrom@aalto.fi
040 487 3434