METYK -metallialan ympäristö- ja kiertotalous METYK IV -seminaari 28.2.2017

1. METYK-hankkeen toteutus,
tulokset ja jatkonäkymät
Prof. Mari Lundström
Hydrometallurgy and Corrosion
28.2.2017

2. 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”

3. How can we help circular economy –
we are ”Doctors of Metallurgy”
http://www.clipartpanda.com/clipar
t_images/doctor-clip-art-2117058
Prof. M. Lundström 3
https://peda.net/p/Afrikka/symbioosi12/symbioosi1-
090115/kuvamappi/luku_9/kuvat/mvpyie:file/download/ab395a070cd72e0
d7cf6b516a317f0881dfc27ef/maapallo_shutterstock_63253744_peda.jpg
Cu
Fe Al
Zn
Au
PGMs
Ni
Li
Co
REE
Mg
Sb
Sn
Pb
Cd Mn …
As
In

5. MITEN METALLIEN KIERTOTALOUS
TOTEUTUU?
J. Neale et al., Ni-Co-Cu
Proceedings,ALTA 2015
1. LIIKETOIMINTA
Prof. M. Lundström 5
2. TUTKIMUS
3. KOULUTUS

6. PANEELI 2015:
1. Osaamisen ja ymmärtämyksen kasvattaminen
2. Työkaluja sekundääriraaka-aineiden hyödyntämiseen
3. Tuotesuunnittelu + Brändäys + Markkinointi vs. HINTA
4. Kaksisuuntainen yhteistyö
1. Opetuksen saralla
2. Tutkimuksen saralla

7. 7
METALLIEN KIERTOTALOUS
KULUTTAJAVASTUU
YMPÄRISTÖOIKEUS
VAHVA JA INNOVATIIVINEN
1) KOULUTUS JA TUTKIMUS
2) METALLITEOLLISUUS
3) YRITTÄJYYS

8. Prof. Mari Lundström
Hydrometallurgy and Corrosion
28.2.2017

9. Aalto University
UNIIKKI OSAAMISKESKITTYMÄ EUROOPASSAKIERRÄTYKSEN JA
METALLUGIANALALLA
Aalto-yliopisto
• School of Chemical
Technology
• Department of Chemical and
Metallurgical Engineering
• Hydrometallurgy and
Corrosion
• Pyrometallurgy
• Recycling and Comminution
• Thermodynamics
• Crystallization
9

10. prof. M Lundström, 28.2.2017
Pori,
Harjavalta,
Luvata,
Boliden
Norilsk Nickel,
Crisolteq
Akkuser
Jyväskylän
energia
Kuusakoski,
Aalto-yliopisto
#METYK - lähestymistapa

11. #METYK-TEEMAT
• AKKUJÄTE • AURINKOENERGIA
prof. M Lundström, 28.2.2017
AkkuSer, 2016
http://yle.fi/uutiset/sahkoyhtion_tarjous_vuokraa_oma
_aurinkopaneeli_katoltamme/8139696
Kuva: Koen van Weel / EPA
1. Osaamisen ja tietämyksen lisääminen liittyen
metallijakeiden kierrätykseen
2. Uusien prosessien kehittäminen ja Liiketoiminnan kasvu
(nykyiset ja uudet)

12. Esimerkki: patterijäte
Liiketoimintaa
sivuvirroista!
Ei kierrätetä
Keskinkertaisesti
Kierrätetään hyvin Cu Ni
Co
RE Li Mn
OSA METALLEISTA HÄVITÄÄN
KIERRÄTYKSESSÄ

13. #METYK - Projektiryhmä
Sanna-Mari Nevala
Severi Ojanen
Miamari Aaltonen
Antti Porvali
Topi Tirronen
Ben Wilson
Prof.
Mari Lundström
Prof.
Pekka Taskinen
Prof.
Rodrigo Serna

14. #METYK Seminaarit
prof. M Lundström, 14.6.2016
14.6.2016 I Metallifoorumi Kiertotalous – uudet sovellusmahdollisuudet
20.9.2016 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

15. #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
• Esitykset
4 kaikille avointa METYK Seminaaria Porissa
7 METYK Projektiesitystä eri seminaareissa
prof. M Lundström, 14.6.2016

16. #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 Panels
Recycling of Solar Panels in Finland poster
Electrochemical deposition of coating for copper current collector – Master´s Thesis
prof. M Lundström, 14.6.2016

17. #METYK – UUSIEN PROSESSIEN
KEHITTÄMINEN ja liiketoiminnan kasvu
prof. M Lundström, 28.8.2017

18. Lyijy-juotteet hallitsevat vielä
vahvasti markkinoita

19. MEKAANINEN EROTUS
19
Severi Ojanen Metallifoorumi III 13.12.2016
100 1000 10000
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Raekoko (µm)
Muut
La
Al
Ni
Co
Fe
NiMH
Akkujae

20. REE talteenotto
hydrometallurgisesti
20
Severi Ojanen Metallifoorumi III 13.12.2016
http://www.lwwpservice.com/rare-earth-
elements.html

21. Li akkujätteen liuotuskokeet
• Hapot:
– 2 M sitruunahappo (C₆H₈O₇)
– 1 M oksaalihappo (C₂H₂O₄)
– 2 M rikkihappo (H₂SO₄)
– 4 M suolahappo (HCl)
– 1 M typpihappo (HNO₃)

22. Kupari-kuparikivi-kuona
tasapainotus ampullissa
Näytteen hivenaineet (n. 1paino%
metalli- tai kuonafaasista)
Ni Co Ag Nd Mn Li
Li-ion NiMh Hopea-nappi
Ennen
sulatusta
Sulatuksen
jälkeen
1cm
Topi Tirronen Metallifoorumi III 13.12.2016 3

23. 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

24. http://epa.ohio.gov/dmw
m/Home/MunicipalSWL
andfills.aspx
20 milj t ashes /
year in EU
24
http://www.tech-
faq.com/permanent-
magnets.html
http://wikimapia.org/382
3854/A-hill-of-
phosphogypsum
Tämä on vasta alkua

25. http://epa.ohio.gov/dmw
m/Home/MunicipalSWL
andfills.aspx
20 milj t ashes /
year in EU
25
http://www.tech-
faq.com/permanent-
magnets.html
http://wikimapia.org/382
3854/A-hill-of-
phosphogypsum
Tämä on vasta alkua
CMEco
MineWEEE
Closeloop
Kestomagneetti
kierrätys…
MetSek
NoWASTE