Uutiset

Kasvipohjainen kemikaali osoittautui fossiilisia tehokkaammaksi metallien jalostuksessa

Selluloosaan pohjautuva yhdiste on uusiutuva ja myrkytön. Se myös nopeuttaa metallien rikastusprosessia ja vähentää muiden kemikaalien käyttöä.
Copper mineral concentrated after flotation. Image: Nina Pulkkis
Vaahdotuksella saatua kuparirikastetta. Kuva: Aalto-yliopisto / Nina Pulkkis

Maaperästä louhittuja metalleja tarvitaan lähes kaikkialla arjessamme, mutta niiden tuotanto kuormittaa raskaasti ympäristöä. Metalleja rikastetaan eli erotetaan muusta maa-aineesta yleisesti vaahdotusprosessilla, jossa käytetään fossiilisista raaka-aineista valmistettuja kemikaaleja.

Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden selluloosapohjaisen yhdisteen, joka voi korvata perinteiset vaahdottajakemikaalit. Selluloosa on kasvien soluseinien rakennusaine, jonka osuus esimerkiksi suomalaisten puiden kuivapainosta noin 40 prosenttia. Uusi yhdiste onkin uusiutuva, biohajoava ja myrkytön. Lisäksi se on tehokkaampi kuin nykyiset kaupalliset menetelmät.

Idean kehittänyt Aalto-yliopiston professori Rodrigo Serna sanoo, että metallien ja muiden mineraalien rikastamisessa on käytetty vuosikymmeniä samankaltaisia kemian teknologiaa.

”Halusimme löytää näille kemikaaleille kestävämpiä vaihtoehtoja, joten kokeilimme laboratoriossa selluloosajohdannaista, jolla on sopivia kemiallisia ominaisuuksia. Oli melkoinen yllätys, kun jo ensimmäisissä kokeissa uusi yhdiste alkoi tuottaa enemmän mineraalia kuin perinteiset menetelmät”, hän kertoo.

Vaahdotuksessa murskatun malmin, veden ja kemikaalien sekoitukseen synnytetään ilmakuplia, joihin mineraalit kiinnittyvät. Näin syntyy vaahto, josta mineraalit kerätään. Erilaiset kemikaalit säätelevät vaahdon muodostumista tai vaikuttavat mineraalien pintaominaisuuksiin niin, että ne tarttuvat ilmakupliin.

Selluloosapohjainen yhdiste osoittautui monella tapaa tehokkaammaksi kuin nykyisin käytetyt vaahdottajakemikaalit. Se erottaa enemmän mineraaleja ja nopeuttaa prosessia sekä toimii vakaammin, sillä se ei ole yhtä herkkä käsiteltävän seoksen pH-arvon vaihteluille. Se myös vähensi sinkin käsittelyssä mineraalien pintarakenteeseen vaikuttavan kokoojakemikaalin tarvetta.

Uutta teknologiaa on tutkittu laboratoriossa kuparia ja sinkkiä sisältävillä malmeilla, ja sen toimintaa on pilotoitu koetehtaalla. Sitä on kokeiltu myös kuparin erottamiseen pieniä mineraalimääriä sisältävissä rikastusjätteessä. Parhaillaan tutkijat testaavat teknologiaa kullan rikastamiseen.

Mineraalivarannot ehtyvät

CellFroth-nimen saaneelle teknologialle on haettu patenttia, ja seuraavaksi tiimin tavoitteena on tutkia sen kaupallistamismahdollisuuksia. Teollisessa mittakaavassa uusi teknologia vaatisi tehtailta vähemmän kapasiteettia ja kemikaalien käyttöä. Sillä voidaan myös käsitellä materiaaleja, joissa on pienempiä mineraalipitoisuuksia. Tulevaisuudessa mineraalivarantojen ehtyessä joudutaan prosessoimaan suurempia massoja huonolaatuisia malmeja.

”Kaivosalalla on suuri paine kehittää ympäristöystävällisempiä toimintatapoja. Samaan aikaan niiden täytyy parantaa tuottavuuttaan, kun raaka-aineiden tarve kasvaa ja varannot köyhtyvät. Näiden ei tarvitse olla ristiriidassa keskenään”, Rodrigo Sernasanoo.

Projekti on saanut rahoitusta Business Finlandin Research to Business (entinen TUTLI) -ohjelmasta.

Tutkimusartikkelit Aalto-yliopiston tutkimusportaalissa

Lue myös:

Tutustu meihin: Apulaisprofessori Rodrigo Serna

Apulaisprofessori Rodrigo Sernan tavoitteena on löytää uusia tapoja tuottaa riittävästi raaka-aineita nyky-yhteiskunnallemme.

assistant professor rodrigo serna photo by lasse lecklin
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Physicists make square droplets and liquid lattices. Picture: Active Matter research group led by Prof. Timonen, Aalto University
Mediatiedotteet Julkaistu:

Fyysikot taivuttivat nesteet neliön, ristikon ja donitsin muotoon

Tutkijat ohjasivat nesteitä sähkökentällä muotoihin, joista monet olisivat luonnossa mahdottomia.
Avajaispuheen studiotilanne
Mediatiedotteet, Yliopisto Julkaistu:

Aalto-yliopiston Ilkka Niemelä: ”Leikkaukset tutkimuksesta ovat aina leikkauksia myös koulutuksesta”

Lukuvuoden avajaisissa puhuivat myös EU:n kansainvälisistä kumppanuuksista vastaava komissaari Jutta Urpilainen ja ylioppilaskunnan puheenjohtaja Milja Leinonen. Avajaiset toteutettiin virtuaalisesti.
Kerrostaloja Myyrmäessä
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Sijoittajat innostuivat lähiöistä – vaihtelevin seurauksin

Myyrmäkeen rakennetaan yksiöitä ja kaksioita, Myllypuroon perheasuntoja. Ero selittyy ennen kaikkea erilaisilla kaavoitus- ja tontinluovutusvaatimuksilla, sanoo tutkija Johanna Lilius. Vanhoille asukkaille lähiöiden uudistaminen voi käydä kalliiksi.
UWAS 21-22
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide, Opinnot, Yliopisto Julkaistu:

UWAS (University-Wide Art Studies) jatkaa myös lukuvuonna 2021-22

University-Wide Art Studies jatkaa myös lukuvuonna 2021-22 Aalto-yliopiston opetustarjonnassa
UWAS eli University-Wide Art Studies jatkaa myös lukuvuonna 2021-22 Aalto-yliopiston opetustarjonnassa.