1. yle.fi
  2. Uutiset

Elektroniikkaromussa on jopa sata kertaa enemmän kultaa kuin kaivosmalmissa – piirilevyjen metallit saadaan talteen uudella menetelmällä

Jyväskylän yliopiston kemian laitoksella otetaan arvokkaat metallit talteen elektroniikkajätteestä.

kiertotalous
Kultaa koeputkessa.
Tutkijatohtori Siiri Perämäki ja laboratoriossa tuotettua piirilevymurskasta erotettua kultaa.Jaana Polamo / Yle

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.

Piirilevymurskaa.
Murskatuissa piirilevyissä kaikki mikä kiiltää ei ole välttämättä kultaa. Se voi olla myös tinaa, kuparia tai harvinaisia maametalleja, joita tarvitaan teollisuuden käyttöön.Jaana Polamo / Yle

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.

Sällsynta jordartsmetaller är trots namnet inte sällsynta men de är dyra att utvinna
Metallien talteenotto on myös huoltovarmuutta. Iso osa teollisuuden tarvitsemista harvinaisista maametalleista tuotetaan Euroopan ulkopuolella, muun muassa Kiinassa.EPA/STR CHINA OUT

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.

Tutkimusryhmä testaa laitteita Jyväskylän yliopiston laboratoriossa.
Väisäsen tutkimusryhmän tavoitteena on kasvattaa metallien omavaraisuutta ja huoltovarmuutta.Jaana Polamo / Yle

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.

Tutkijatohtori Siiri Perämäki kertoo, miten metallit saadaan irti piirilevymurskasta. Video: Jaana Polamo / Yle

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.

Happoa pyörii koeastiassa.
Metallit liuotetaan irti jätteestä happokylvyissä. Noin 15 prosenttia haposta korvataan prosessin jälkeen uudella. Käytetty happo neutraloidaan ja puhdistetaan. Jaana Polamo / Yle

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.

Happoon liuenneita metalleja laboratoriossa.
Liuotettuja ja eroteltuja metalleja. Kupari värjää nesteen turkoosiksi, harvinaiset maametallit tummanpunaiseksi, keltainen liuos sisältää kultaa ja vihreä nikkeliä.Jaana Polamo / Yle

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.

Lue seuraavaksi