Huonetta kiertää suurten lasipullojen rivistö. Pulloja yhdistävät letkut kiemurtelevat seinän vierustoilla ja sähköpumppu naksuttaa rytmikkäästi.
Huone on metallien talteenoton tutkimusympäristö, joka nousi kemian laitokselle puoli vuotta alkuperäisestä aikataulusta myöhässä.
– Aloitamme tutkimisen piirilevymurskalla. Siitä löytyy esimerkiksi kultaa, kuparia ja palladiumia, kertoo tutkijatohtori Siiri Perämäki Jyväskylän yliopiston kemian laitokselta.
Nyt tutkijat pääsevät kokeilemaan toimivatko laboratoriossa testatut menetelmät myös isommassa mittakaavassa.
– Tämän eteen on tehty laboratoriossa töitä viisi vuotta. Tiedämme jo, miten piirilevymurskasta otetaan arvometallit talteen. Nyt kehitetään metallien talteenottoa jatkuvatoimisessa prosessissa, sanoo professori Ari Väisänen.
Jos laboratoriotutkimus oli mittakaavaltaan nukkekoti, uusi tutkimusympäristö on jo leikkimökki.
Väisänen arvioi, että parin vuoden sisään tiedetään, miten omakotitalon mittakaavan koelaitos kannattaa rakentaa.
Tavoitteena olisi saada Keski-Suomeen kerrostalo, eli täyden koon metallientuotantolaitos vielä tällä vuosikymmenellä.
Vanhat älylaitteet uusiksi raaka-aineiksi
Mitä useammassa laitteessa on älyä, sitä enemmän tarvitaan muun muassa harvinaisia maametalleja.
Metallien kysyntä kasvaa ja uusia kaivoksia avataan ympäri maailman. Osa neitseellisistä materiaaleista voitaisiin kuitenkin korvata käyttämällä uudelleen jo kertaalleen maasta louhitut metallit.
Yksi romusta talteen otettavista raaka-aineista on harvinaisiin maametalleihin kuuluva neodyymi, jota tarvitaan tehokkaiden magneettien valmistamisessa muun muassa tuulivoimaloihin.
Neodyymiä ei tuoteta Euroopassa lainkaan, mutta sitä käytetään EU:n alueella noin 400 tonnia vuodessa.
– On arvioitu, että jopa puolet Euroopassa käytettävästä neodyymistä voitaisiin ottaa sekundäärivirroista. Se vähentäisi tuontiriippuvuutta ja lisäisi huoltovarmuutta Euroopan tasolla, sanoo Perämäki.
Suomalaisilla arvioidaan olevan kodeissaan miljoonia rikkinäisiä laitteita, joista saisi raaka-aineita takaisin kiertoon.
Metallit saadaan irti romusta happoliuotuksella ja erotellaan toisistaan tutkijoiden kehittämillä sieppareilla. Lopputuotteena syntyy puhdasta raaka-ainetta.
– Esimerkiksi kuparin puhtausaste on noin 99,9 ja myös kulta saadaan eroon todella puhtaana. Ne toimivat suoraan teollisuuden raaka-aineina, kertoo Perämäki.
Tavoitteena jätteetön metallintuotanto
Oikein kierrätetty elektroniikkajäte voi olla kirjaimellisesti kultakaivos. Esimerkiksi Kittilän kultakaivoksesta louhitussa malmitonnissa on noin 6 grammaa kultaa. Sama määrä hyvälaatuista piirilevymurskaa sisältää kultaa 600 grammaa.
Väisänen ei halua puhua kaivosteollisuuden korvaamisesta.
– Mutta jos ei nyt ihan omavaraiseksi päästä Keski-Suomessa metallien suhteen, niin ainakin ryhdytään tuottamaan niitä.
Jos koelaitos toteutuu kaavaillusti, se voisi tuottaa noin 600 grammaa kultaa ja 10-15 kiloa kuparia päivässä.
Kullan ja kuparin lisäksi jätteistä saadaan hopeaa, palladiumia, nikkeliä, tinaa, harvinaisia maametalleja ja muita kriittisiä materiaaleja pieninä pitoisuuksina.
Kaivostoiminnassa tuotetaan tyypillisesti vain muutamaa metallia, mutta tutkijat ottavat jätemateriaalista irti kaiken mitä saavat – myös haitta-aineet.
– Esimerkiksi lyijy otetaan erilleen. Se on haitallinen ympäristössä, mutta kohtuullisen puhtaaksi jakeeksi eroteltuna raaka-aine teollisuudelle, sanoo Väisänen.
Jyväskylän yliopiston kemian laitoksella kehitetyllä metallisieppaustekniikalla voidaan myös erotella esimerkiksi kaivosten jätevesistä haitalliset raskasmetallit talteen.
Kemian laitoksen testiympäristössä liuotukseen käytettävät hapot kiertävät prosessissa uudelleen ja uudelleen.
Kierrosta poistettava pieni määrä happoa neutraloidaan. Neutraloitu ja puhdistettu happo on käytännössä pelkkää vettä ja se voidaan laskea viemäriin.