Metallinjalostuksen raaka-aineet paremmin hyödyksi – vuoden paras väitöskirja tarjoaa ratkaisuja
Aalto-yliopiston tutkijatohtori Lassi Klemettinen lähti seminaarista suoraan myöhästyneelle häämatkalle Portugaliin. Kuva otettu paikkakunnalla nimeltä Nazaré.
Suomen Luonnonvarain Tutkimussäätiö myönsi vuoden väitöskirjapalkinnon Aalto-yliopiston Kemian tekniikan korkeakoulusta väitelleelle tutkijalle Lassi Klemettiselle. Väitöskirja tuotti uutta tietoa ja tarkkuutta muun muassa harvinaisten maametallien ja jalometallien jakautumisesta perusmetallien PÄÄASIALLISESSA valmistusprosessissa, LIEKKISULATUKSESSA.
Palkinto jaettiin 19.5.2022 Rake-salissa Suomen Luonnonvarain Tutkimussäätiön 70-vuotisjuhlan kunniaksi järjestetyssä ”Luonnonvarat huomisen ratkaisuissa” -seminaarissa.
”Liekkisulatusprosessissa käsitellään jo nyt paljon myös kierrätysraaka-aineita. Tulevaisuudessa niiden osuus kasvaa edelleen”, sanoo Lassi Klemettinen. Hänen väitöskirjatyönsä tuloksena sekä neitseelliset että kierrätetyt raaka-aineet voidaan hyödyntää paremmin liekkisulatuksessa.
Klemettisen väitöskirjan ohjaaja emeritusprofessori Pekka Taskinen selventää liekkisulatusprosessin historiaa:
”Toisen maailmansodan jälkeen Suomessa vallitsi niin energia- kuin materiaalipulakin. Maassa oli kova tahtotila kehittää energiaa säästävä metallinvalmistusmenetelmä”, sanoo Taskinen.
Liekkisulatuksella voidaan valmistaa useita metalleja, esimerkiksi kuparia ja nikkeliä ja nykyään yli puolet maailman kuparista tuotetaankin juuri liekkisulatuksella. Suomessa menetelmää käytetään Harjavallassa kuparin ja nikkelin sulatukseen.
Sulatot on kuitenkin pääasiassa optimoitu MALMI-rikasteiden käsittelemiseen, minkä vuoksi tarvitaan tutkimusta, jotta kierrätysmetallien vaikutukset prosessiin voidaan ymmärtää paremmin. TkT Klemettisen väitöstutkimuksessa selvitettiin useiden sekundääriraaka-aineissa läsnä olevien hivenainemetallien (Ir, Mo, Pb, Re, Sn, Sb, Te, Ga, In, La, Nd, Li, Co, Mn) käyttäytymistä kuparinsulatuksen olosuhteissa.
Väitöskirjatyön valvoja professori Ari Jokilaakso tähdentää, että esimerkiksi galliumin, indiumin, litiumin ja lantaanin käyttäytymiselle liekkisulatuksessa ei löytynyt aiemmasta tutkimuksesta vertailuarvoja. ”Mangaanin osalta uudet tulokset osoittavat selvästi, että sitä ei saada talteen nykyisissä kuparinsulatusprosesseissa”, sanoo Jokilaakso.
Tulosten aiempaa parempi tarkkuus ja luotettavuus johtuu työssä käytettyjen uusien, suorien faasianalyysitekniikoiden soveltamisesta metallurgisille näytteille. Tuloksia voidaan soveltaa suoraan teollisiin metallurgisiin prosesseihin, kun pyritään optimoimaan yhtäaikaisesti mahdollisimman monen metallin talteen saanti.
Nyt julkistettu väitöskirjapalkinto jaetaan vuosittain
Suomen Luonnonvarain Tutkimussäätiö jakoi 10 000 euron palkinnon nyt toista kertaa. Palkinnon saajaksi ehdotettiin 13:a vuoden 2021 aikana suomalaisessa yliopistossa hyväksyttyä väitöskirjatyötä. Palkinto jaetaan vuosittain ja se tukee säätiön toimintaa Suomen luonnonvaratutkimuksen rahoittajana.
”Haluamme kannustaa nuoria tutkijoita suuntautumaan Suomen luonnonvarojen kestävään hyödyntämiseen”, sanoo professori Pekka A. Nurmi, Suomen Luonnonvarain Tutkimussäätiön hallituksen puheenjohtaja.
Säätiö katsoi, että Lassi Klemettisen väitöskirja ”Behaviour of trace elements in copper smelting processes – LA-ICP-MS as a tool for sample characterisation” edistää Suomen mineraalivarantojen hyödyntämistä ja kierrätysraaka-aineiden käyttöä
Nurmen mukaan väitöskirjassa on tutkittu muun muassa sähköistymisessä tarvittavien alkuaineiden jakautumista ja analysointia liekkisulatuksessa, joka on teollisesti johtava prosessi. Vaikka uusiutuvien luonnonvarojen käyttöä onkin Nurmen mukaan syytä edistää, myös uusiutumattomia metalleja tarvitaan kasvavassa määrin esimerkiksi vihreän siirtymän teknologioissa.
Teollisen mittakaavan sulatusprosesseissa muutaman prosentin parannus arvokkaiden metallien saantoon voi tarkoittaa jopa miljoonien eurojen hyötyä. Suomen metallurgisen teollisuuden osuus viennin arvosta on 12–15 prosenttia, joten kyseessä on merkittävä teollisuudenala.
Resurssitehokas toiminta, erinomaiset analyysimenetelmät, kiertotalous ja huipputeknologia auttavat hyödyntämään luonnonvaroja kestävällä tavalla. Näiden kehittämiseen tarvitaan luonnonvaroihin liittyvää tutkimusta, innovaatioita ja läpimurtoja, joita Suomen Luonnonvarain Tutkimussäätiö edistää apurahoin.
Lisätietoa:
Professori Pekka A. Nurmi, hallituksen puheenjohtaja, Suomen Luonnonvarain Tutkimussäätiö, puh: 040 504 5236
TkT Lassi Klemettinen, tutkijatohtori, Aalto-yliopisto, lassi.klemettinen@aalto.fi, puh: 044 214 9569
