3D-tulostin mullistaa metallien kierrätyksen

Taskusi on täynnä arvometalleja. Esimerkiksi tietokoneet ja matkapuhelimet sisältävät merkittäviä määriä kultaa, palladiumia, hopeaa, kuparia, nikkeliä, kobolttia, tantaalia ja harvinaisia maametalleja. Kun teknologia vanhenee, nuo aarteet päätyvät usein haaskuun. Näin ei tarvitse olla!

Suomi on edelläkävijä korkean teknologian tuotteissa ja on nousemassa merkittäväksi tekijäksi myös kiertotaloudessa. Hankkeemme tukee tavoitetta ja kehittää metallien talteenottoa erityisesti elektroniikkajätteestä. Näin myös elektroniikkateollisuus saadaan liitettyä kiinteäksi osaksi kiertotaloutta. Tällä hetkellä tehokasta käytöstä poistettujen elektroniikkakomponenttien jälleenkäsittelyä ei juuri tehdä EU:n alueella, vaan ne toimitetaan jätteenä esimerkiksi Kiinaan ja Afrikan maihin, kuten Ghanaan ja Nigeriaan. Koska tehokas kierrätys puuttuu, arvokkaita raaka-aineita häviää jätemateriaalien mukana. Toisaalta elektroniikkajäte kuormittaa kehittyvien maiden ympäristöä. Myös turvatoimet ovat usein puutteelliset ja jätteenkäsittelijöiden terveys vaarantuu.

Korkean teknologian teollisuuden käyttämien metallien kysyntä kasvaa jatkuvasti, mikä nostaa metallien hintaa ja vaarantaa riittävyyttä. Hankkeemme pyrkii ratkaisemaan metallien kierrätykseen liittyviä haasteita ja sitä kautta parantamaan teollisuuden tarvitsemien metallien saatavuutta. Käytämme apuna 3D-tulostamista. Kehitämme 3D-tulostukseen soveltuvia materiaaleja, jotka toimivat metallien kerääjinä. Näin voimme valmistaa tehokkaita metallien keruukomponentteja, jotka korvaavat ihmiskädet. Keruukomponenttien avulla metallien kierrätystä voidaan tehostaa ja yksinkertaistaa merkittävästi. Muuntuvilla komponenteilla metallit saadaan talteen hyvin puhtaina tai vaihtoehtoisesti teollisuuteen suoraan soveltuvassa muodossa. Samalla voidaan säästää vielä käyttämättömiä luonnonvaroja.

Tulostusmateriaalien koostumusta ja ominaisuuksia kehittämällä on mahdollista valmistaa 3D-tekniikalla keruukomponentteja, jotka soveltuvat jopa yksittäisten metallien erottamiseen kierrätysmateriaalista. EU:n komissio on suositusten mukaan varastoitavien High Tech -metallien tulisi olla mahdollisimman pitkälle jalostettuina sellaisissa muodoissa, joita loppukäyttäjät vaativat. Tällä pyritään varautumaan siihen, ettei erilaisten elektronisia komponentteja ja akkuja valmistavan sekä katalyyttejä käyttävän teollisuuden toiminta vaarantuisi kriisitilanteissa.

3D-tulostustekniikka on yksi voimakkaimmin kehittyvistä tuotantomenetelmistä. Metallien sitominen erilaisiin materiaaleihin on puolestaan hyvin tunnettu metallien erotustekniikka. Näiden yhdistäminen on kuitenkin täysin uusi avaus. Se luo pohjan, jolta suomalainen teollisuus voi kehittyä globaaliksi edelläkävijäksi kiertotalouden ratkaisuissa.

Jyväskylän yliopiston työryhmä:

Prof. Matti Haukka (epäorgaaninen kemia)
Akatemiaprofessori Kari Rissanen (orgaaninen kemia)
Dosentti Ari Väisänen (metallianalytiikka ja metallien talteenotto jätemateriaaleista)