mari lundström/ hydrometallurgy and corrosion

METYK-hankkeen toteutus, tulokset ja jatkonäkymät

Prof. Mari LundströmHydrometallurgy and Corrosion

28.2.2017

My commitment“I want to be pivotal in enabling sustainability to add thousands

of additional years to sustainable living on our planet.

I see all processes related to the metal production being a key part of fulfilling this task.

I see metallurgy research as a tool - transforming waste or valueless material to valuable raw material and metal, thus also

serving society.

I promise to teach this culture to our children”

How can we help circular economy – we are ”Doctors of Metallurgy”

http://www.clipartpanda.com/clipart_images/doctor-clip-art-2117058

Prof. M. Lundström 3

https://peda.net/p/Afrikka/symbioosi12/symbioosi1-090115/kuvamappi/luku_9/kuvat/mvpyie:file/download/ab395a070cd72e0d7cf6b516a317f0881dfc27ef/maapallo_shutterstock_63253744_peda.jpg

CuFe Al

Zn

Au

PGMs

Ni

Li

Co

REE

Mg

Sb

SnPb

Cd Mn …

As

In

MITEN METALLIEN KIERTOTALOUS TOTEUTUU?

J. Neale et al., Ni-Co-Cu Proceedings,ALTA 2015

1. LIIKETOIMINTA

Prof. M. Lundström 5

2. TUTKIMUS

3. KOULUTUS

PANEELI 2015:

1. Osaamisen ja ymmärtämyksen kasvattaminen2. Työkaluja sekundääriraaka-aineiden hyödyntämiseen3. Tuotesuunnittelu + Brändäys + Markkinointi vs. HINTA4. Kaksisuuntainen yhteistyö

1. Opetuksen saralla2. Tutkimuksen saralla

7

METALLIEN KIERTOTALOUS

KULUTTAJAVASTUU

YMPÄRISTÖOIKEUS

VAHVA JA INNOVATIIVINEN1) KOULUTUS JA TUTKIMUS2) METALLITEOLLISUUS3) YRITTÄJYYS

Prof. Mari LundströmHydrometallurgy and Corrosion

28.2.2017

Aalto UniversityUNIIKKI OSAAMISKESKITTYMÄ EUROOPASSA KIERRÄTYKSEN JA METALLUGIAN ALALLA

Aalto-yliopisto• School of Chemical Technology• Department of Chemical and

Metallurgical Engineering• Hydrometallurgy and

Corrosion• Pyrometallurgy• Recycling and Comminution• Thermodynamics• Crystallization

9

prof. M Lundström, 28.2.2017

Pori, Harjavalta,

Luvata, Boliden

Norilsk Nickel, Crisolteq

Akkuser

Jyväskylän energia

Kuusakoski,Aalto-yliopisto

#METYK - lähestymistapa

#METYK-TEEMAT

• AKKUJÄTE • AURINKOENERGIA

prof. M Lundström, 28.2.2017

AkkuSer, 2016

http://yle.fi/uutiset/sahkoyhtion_tarjous_vuokraa_oma_aurinkopaneeli_katoltamme/8139696Kuva: Koen van Weel / EPA

1. Osaamisen ja tietämyksen lisääminen liittyen metallijakeiden kierrätykseen

2. Uusien prosessien kehittäminen ja Liiketoiminnan kasvu (nykyiset ja uudet)

Esimerkki: patterijäteLiiketoimintaa sivuvirroista!

Ei kierrätetä

Keskinkertaisesti

Kierrätetään hyvin Cu Ni

Co

RE Li Mn

OSA METALLEISTA HÄVITÄÄN KIERRÄTYKSESSÄ

#METYK - ProjektiryhmäSanna-Mari Nevala

Severi Ojanen

Miamari Aaltonen

Antti Porvali

Topi Tirronen

Ben Wilson

Prof. Mari Lundström

Prof. Pekka Taskinen

Prof. Rodrigo Serna

#METYK Seminaarit

prof. M Lundström, 14.6.2016

14.6.2016 I Metallifoorumi Kiertotalous – uudet sovellusmahdollisuudet20.9.2016 II Metallifoorumi Tutkimus – metallurgiset prosessit

kiertotalouden tukena

13.12.2016 III Metallifoorumi Yrittäjyys – uudet liiketoimintamahdollisuudet ympäristö- ja kiertotaloudessa

28.2.2107 IV Metallifoorumi Edelläkävijyys ympäristöliiketoiminnassa

#METYK – OSAAMISEN JA TIETÄMYKSEN LISÄÄMINEN

• Aktiivinen ohjausryhmätoiminta– Ohjausryhmä tavannut tutkijat vähintään 3kk välein, tiivis

yhteydenpito, raaka-aineiden toimitus• Yritysvierailut

– 14 virallista yritysvierailua METYK tutkijoiden toimesta– Suuri määrä epävirallisia vierailuja, keskusteluja ja kontakteja

• Esitykset4 kaikille avointa METYK Seminaaria Porissa7 METYK Projektiesitystä eri seminaareissa

prof. M Lundström, 14.6.2016

#METYK – OSAAMISEN JA TIETÄMYKSEN LISÄÄMINEN

• Battery Recycling, Metal Recovery, and Waste Processing review– Industrial Pyrometallurgical Processes for Battery Recycling– Scientific publication from the experiments and results concerning distribution of battery

materials in copper converting• Pre-treatment

– Battery discharging experiments– Mechanical refining of crushed batteries

• REE and Ni containing batteries Batteries– State of art review of REE battery recycling– Conference Paper of REE leaching (EMC 2017)– Recycling Processes for Nickel Containing Batteries– Copper Anode Passivation Tests with high Ni

• Li battery waste– Recycling Processes for Lithium Ion Batteries– Leaching of Lithium-ion Battery Scrap– Lithium Recovery from Lithium-Ion Battery Waste

• Recycling of Solar PanelsRecycling of Solar Panels in Finland posterElectrochemical deposition of coating for copper current collector – Master´s Thesis

prof. M Lundström, 14.6.2016

#METYK – UUSIEN PROSESSIEN KEHITTÄMINEN ja liiketoiminnan kasvu

prof. M Lundström, 28.8.2017

Lyijy-juotteet hallitsevat vielä vahvasti markkinoita

MEKAANINEN EROTUS

19Severi Ojanen Metallifoorumi III 13.12.2016

100 1000 100000%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Muut La Al Ni Co Fe

NiMH Akkujae

REE talteenotto hydrometallurgisesti

20Severi Ojanen Metallifoorumi III 13.12.2016

http://www.lwwpservice.com/rare-earth-elements.html

Li akkujätteen liuotuskokeet• Hapot:

– 2 M sitruunahappo (C₆H₈O₇)– 1 M oksaalihappo (C₂H₂O₄)– 2 M rikkihappo (H₂SO₄)– 4 M suolahappo (HCl)– 1 M typpihappo (HNO₃)

Kupari-kuparikivi-kuona tasapainotus ampullissa

Näytteen hivenaineet (n. 1paino% metalli- tai kuonafaasista)

Ni Co Ag Nd Mn Li

Li-ion NiMh Hopea-nappiEnnen sulatusta

Sulatuksen jälkeen

1cm

Topi Tirronen Metallifoorumi III 13.12.2016 3

Ni 0,4%

Ni 0,03%

Ni 0,25%

Ni 0,8%

Cu 98% Cu 80%

Cu 4,5%

Cu 1%

Co 0,2%

Co 0,002%

Co 0,35%

Co 0,35%

Ag 1%Ag

0,35%

Ag 0,005%

Nd 0,3%

Mn 0,45%

Li 0,3%

KUPARI KUPARIKIVI KUONA

Magnetiitti

LaserTasapaino 1250 °C

Topi Tirronen Metallifoorumi III 13.12.2016 9

http://epa.ohio.gov/dmwm/Home/MunicipalSWLandfills.aspx

20 milj t ashes / year in EU

24

http://www.tech-faq.com/permanent-magnets.html

http://wikimapia.org/3823854/A-hill-of-phosphogypsum

Tämä on vasta alkua

http://epa.ohio.gov/dmwm/Home/MunicipalSWLandfills.aspx

20 milj t ashes / year in EU

25

http://www.tech-faq.com/permanent-magnets.html

http://wikimapia.org/3823854/A-hill-of-phosphogypsum

Tämä on vasta alkua

CMEcoMineWEEE

Closeloop

Kestomagneetti kierrätys…MetSek

NoWASTE