|
|
|
Hankekoodi: A74334
Hankkeen nimi: Harvinaisten maametallien talteenotto vaihtoehtoisista raaka-aineista
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.11.2018 ja päättyy 30.4.2021
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Etelä-Savon maakuntaliitto
Hakijan virallinen nimi: Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto LUT
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 0245904-2
Jakeluosoite: Yliopistonkatu 34
Puhelinnumero: 0294 462 111
Postinumero: 53850
Postitoimipaikka: Lappeenranta
WWW-osoite: http://www.lut.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Eveliina Repo
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Apulaisprofessori
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: eveliina.repo(at)lut.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0403553707
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Harvinaiset maametallit (REE) ovat välttämättömiä nykyisen informaatioyhteiskunnan pyörittämisessä. Lisäksi uudet puhtaat teknologiat mukaan lukien sähköautot, aurinkoenergia ja tuulivoima ovat riippuvaisia harvinaisten maametallien saatavuudesta. Kiina on hallinnut näiden kriittisten metallien tuontia, mutta viime aikoina on herätty siihen todellisuuteen, että saatavuuden varmistamiseksi tarvitaan kiperästi uusia ratkaisuja. Erityisesti elektroniikkaromun sisältämien metallien kierrättäminen on herättänyt kiinnostusta, mutta käytettyjen menetelmien taloudellisuus on osoittautunut haasteeksi. Tämän hankkeen tavoitteena on kehittää uusia sähkökemiallisiin ilmiöihin sekä ioninvaihtoon perustuvia harvinaisten maametallien talteenottoratkaisuja sivuvirroista kuten elektroniikkaromu, kuonat, tuhkat ja lietteet ja tutkia niiden tehokkuutta sekä taloudellisuutta. Ratkaisujen lähtökohtana pidetään vähähiilisyyden edistämistä sekä energia- että materiaalitehokkuuden kautta. Lisäksi skaalauksen suunnittelussa hyödynnetään edistynyttä mallinnusta. Tavoitteena on myös luoda kattava verkosto, jonka tarkoituksena on edistää metallien kierrätystä Kaakkois-Suomen alueella. Tätä varten hankkeen aikana kartoitetaan alueella tuotetut sivuvirrat sekä sivuvirtoja hyödyntävät tahot ja luodaan edellytykset uusien teollisten symbioosien kehittymiselle. Hanke toteutetaan Kaakkois-Suomen merkittävien toimijoiden Lappeenrannan teknillisen yliopiston, Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun ja Kouvola Innovationin yhteistyönä. Mukana olevat yritykset kattavat hyvin koko arvoketjun lähtien raaka-aineiden tarjoajista metallien tuottajiin. Siten hanke sijoittuu erinomaisesti kiertotalouden ytimeen. Hankkeen tuloksena saadaan merkittävää uutta tietoa harvinaisten maametallien määrästä ja arvosta teollisuuden ja kotitalouksien sivuvirroissa sekä uusia ratkaisuja harvinaisten maametallien talteenottoon näistä vaihtoehtoisista raaka-aineista. Ratkaisuja voidaan laajentaa koskemaan myös muita arvokkaita metalleja. Hanke luo vahvan pohjan uusien talteenottomenetelmien pilotointiin alueella sekä vahvistaa alueen asemaa kiertotalouden ytimessä.
Hankkeen tulokset raportoidaan julkaisuina lehdissä ja konferensseissa. Lisäksi hankkeen lopuksi järjestetään seminaari, jossa tulokset käydään läpi ja hankkeen aikana luotuja verkostoja voidaan kasvattaa edelleen. Loppuraportti julkaistaan sopivan kanavan kautta. Hankkeessa kehitetyt vähähiilisyyttä edistävät tuotteet, ratkaisut ja demonstraatiot liittyvät uusiin talteenottomenetelmiin sekä edistyneen mallinnuksen hyödyntämiseen. Hankkeen ohjausryhmässä on viisi yritysosapuolta, jotka voivat hyödyntää hankkeen tuloksia kehittämällä uusia tuotteita sekä pilotoimalla esitettyjä ratkaisuja. Hankkeen aikana kartoitetaan myös laajemmin Suomen potentiaalia harvinaisten maametallien/arvometallien kierrätyksessä, jolloin mukaan saadaan kattavasti muitakin alalla toimivia tahoja.
Hanke edistää useita horisontaalisia periaatteita. Luonnonvarojen käytön kestävyyttä edistetään käyttämällä vaihtoehtoisia raaka-aineita harvinaisille maametalleille, jolloin raakamineraalien käyttöä voidaan vähentää, jolla on puolestaan vaikutusta kaivostoiminnan aiheuttamalle ympäristökuormalle. Tällöin riski maaperän ja vesistöjen saastumisesta pienenee. Taloudellisesta näkökulmasta on erittäin tärkeää, että harvinaisten maametallien saatavuus ei ole riippuvainen Kiinan tuonnista. Kun jätevirtoja voidaan hyödyntää paremmin raaka-aineena, taloudellista arvoa saadaan sekä jätteen hyötykäytöstä että tuontimetallien ostotarpeen vähenemisestä. Paikallisen elinkeinorakenteen kestävää kehittämistä edistävät puolestaan alueelle mahdollisesti syntyvä uusi liiketoiminta sekä teolliset symbioosit.
Varsinaisiin kohderyhmiin kuuluvat yritykset, jotka tuottavat tai käsittelevät metalleja sisältäviä sivuvirtoja (kierrätysala, jätelaitokset, energiayhtiöt, kaivosteollisuus, metalliteollisuus). Hankkeessa tuotetut ratkaisut voivat soveltua hyvinkin erilaisille raaka-aineille ja talteen voidaan ottaa erilaisia arvokkaita liuoskomponentteja. Lisäksi harvinaisten maametallien saatavuuden varmistaminen pitää niiden hinnat järkevällä tasolla eikä teknologian kehitys hidastu saatavuusongelmien vuoksi. Varsinaisia kohderyhmiä ovat myös metallien tuottajat, talteenottoteknologioita tuottavat yritykset sekä ioninvaihto/adsorptiomateriaaleja valmistavat yritykset. Harvinaisten maametallien ja muidenkin arvometallien talteenoton merkitystä vaihtoehtoisista raaka-ainevirroista ei voida liiaksi korostaa ja liiketoiminta aiheen ympärillä tulee lisääntymään.
Välillisesti halutaan tavoittaa päätöstentekijät ja kuluttajat ja lisätä heidän tietoisuuttaan metallien kierrätyksen tärkeydestä. Kiertotaloushankkeiden tukeminen on tehostunut, mutta harvinaisten maametallien kriittisyyden vuoksi tätä kehitystä tulisi nopeuttaa. Lisäksi haetaan kansainvälistä näkyvyyttä alueella tapahtuvalle toiminnalle arvokkaiden metallien kiertotalouden ympärillä.
Välillisiksi kohderyhmiksi voidaan laskea myös osatoteuttajien kanssa yhteistyötä tekevät tutkimustahot, joita ovat mm. Helsingin ja Oulun yliopisto sekä Aalto yliopisto. Uudet tutkimusaiheet voivat synnyttää lisää merkittävää hankeyhteistyötä eri tutkimustahojen välillä.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 443 985
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 430 664
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 619 263
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 604 652
Maakunnat: Etelä-Karjala, Kymenlaakso, Etelä-Savo
Seutukunnat: Mikkelin, Imatran, Lappeenrannan, Kouvolan
Kunnat: Mikkeli, Kouvola, Imatra, Lappeenranta
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 8 | 8 |
| Vaihtoehtoiset raaka-aineet harvinaisille maametalleille (raakamineraalien kestävän käytön edistäminen, metallien kiertotalous) | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 7 | 7 |
| Käytetään vähähiilisiä menetelmiä (vähennetään liuottimien ja vahvojen happojen käyttöä) | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 0 |
| ei vaikutusta | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 2 | 7 |
| Kerätään metalleja talteen jätevirroista (estää niiden joutumisen vesistöihin) Vähentää raakamineraalien käyttöä (kaivosten ympäristöhaitat vähenevät) | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| ei vaikutusta | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 9 | 9 |
| Hyödynnetään jätevirtoja raaka-aineena. Vähennetään raakamineraalien louhinnan tarvetta. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 2 | 7 |
| Sähkökemialliset menetelmät saadaan toimimaan aurinkoenergialla | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 6 | 7 |
| Uusi liiketoiminta ja teolliset symbioosit alueelle | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 0 | 0 |
| ei vaikutusta | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 7 |
| Raaka-aineet tuodaan läheltä | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 2 | 5 |
| Ympäristöystävälliset menetelmät vähentävät ilman veden likaantumista | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| ei vaikutusta | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| ei vaikutusta | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| ei vaikutusta | ||
| Ympäristöosaaminen | 7 | 3 |
| Uutta osaamista sivuvirtojen hyödyntämisestä raaka-aineena | ||
Hankkeen tavoitteena oli kehittää uusia sähkökemiallisiin ilmiöihin sekä ioninvaihtoon perustuvia harvinaisten maametallien talteenottoratkaisuja sivuvirroista kuten elektroniikkaromu, kuonat, tuhkat ja lietteet ja tutkia niiden tehokkuutta sekä taloudellisuutta. Lisäksi menetelmien hyödynnettiin edistynyttä mallinnusta. Tavoitteena oli myös luoda kattava verkosto, jonka tarkoituksena oli edistää metallien kierrätystä Kaakkois-Suomen alueella. Tätä varten hankkeen aikana kartoitettiin alueella tuotetut sivuvirrat ja selvitettiin niiden potentiaalia metallien vaihtoehtoisina raaka-aineina.
Hanke toteutettiin LUT yliopiston, Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun ja Kouvola Innovationin yhteistyönä. Ohjausryhmässä olivat mukana Outotec, UPM, Ovako, Riikinvoima, Kaakkois-Suomen Hankintarengas, Etelä-Karjalan liitto sekä Kymenlaakson liitto. Päärahoittaja oli Etelä-Savon maakuntaliitto ja osarahoitukseen osallistuivat Outotec, Kaakkois-Suomen Hankintarengas ja Renlundin säätiö.
Hankkeen tuloksena saatiin uutta tietoa harvinaisten maametallien määrästä ja arvosta teollisuuden sivuvirroissa sekä uusia ratkaisuja harvinaisten maametallien talteenottoon näistä vaihtoehtoisista raaka-aineista. Tutkitut näytteet olivat erilaisia tuhkia, kuonia, lietettä, jätevettä ja teollisuuden sakkoja, joiden lisäksi analysoitiin elektroniikkajätteen magneettien sekä piirilevyjen metallipitoisuuksia. Yhteensä kehitettiin kuusi erilaista talteenottoratkaisua, jotka perustuivat sähkökemiaan, liuotukseen, ioninvaihtoon ja vaahdotukseen. Menetelmien tehokkuutta tutkittiin erilaisille raaka-aineille ja niiden toimintaa optimoitiin muuttamalla olosuhteita ja laitteistojen rakenteita. Tärkeimpänä tuloksena pystyttiin esittämään, että kemikaalien ja vahvojen happojen käyttöä metallien talteenotossa voidaan vähentää ja samalla saadaan metallit talteen selektiivisesti yksivaiheisella ja yksinkertaisella prosessilla. Uutuutena laitteistoissa hyödynnettiin myös 3D-tulostettuja osia.
Tuloksista valmistui viisi tieteellistä referoitua julkaisua. Lisäksi hanketta esiteltiin erilaisissa tapahtumissa kuten Mikkelin Tieteidenpäivillä ja EUBCE2019-konferenssissa. Suomen kielellä on julkaistu ja tullaan julkaisemaan Xamkin TKI-vuosijulkaisuissa, Xamk-kehittää sarjassa sekä Helsingin Sanomissa. Julkaisut esittelevät laajemmin harvinaisten maametallien tarvetta, käyttöä ja talteenottomenetelmiä.
Hankkeessa tehtiin myös tiivistä yritysyhteistyötä ohjausryhmän jäsenten lisäksi erilaisia sivuvirtoja tuottavien yritysten kanssa. Yritykset saivat tietoa tuottamiensa sivuvirtojen potentiaalista metallien raaka-aineena ja tutkittujen menetelmien mahdollisuuksista käsitellä näitä sivuvirtoja. Vähähiilisyyden edistäminen oli yksi hankkeen kantavista teemoista, koska metallien kierrätyksen avulla kaivostoimintaa voidaan vähentää, raaka-aineiden kuljetusmatkat pienenevät ja talteen otetut metallit voidaan käyttää vihreiden teknologioiden kehittämisessä. Lisäksi tutkituissa menetelmissä pidettiin tärkeänä mahdollisuutta hyödyntää uusiutuvaa energiaa. Hankkeen tavoitteet saavutettiin ja tutkittujen menetelmien kehitystä jatketaan.