Helsingin yliopisto

Kuinka kaatopaikalle kertyvistä kestomagneeteista saadaan eroteltua harvinaisia maametalleja?

Jaa

Siirtyminen fossiilisten energialähteiden käytöstä ekologisempiin vaihtoehtoihin on vauhdittanut sähkö-ja hybridikulkuneuvojen sekä tuuliturbiinien kehitystä. Samalla harvinaisten maametallien kysyntä on kasvanut. Kun sähkögeneraattoreissa käytettyjä kestomagneetteja poistetaan käytöstä, ajautuvat niiden harvinaiset maametallit kaatopaikoille.

Skaalautuva erottelumenetelmä harvinaisille maametalleille
Skaalautuva erottelumenetelmä harvinaisille maametalleille

Helsingin yliopiston kemian alan väitöstutkimuksessaan Xu Junhua tutki harvinaisten maametallien eli REE-aineiden erottelua. Hän kehitti uusia zirkoniumfosfaattiin pohjautuvia ioninvaihtimia, joiden avulla voidaan ottaa talteen ja erottaa toisistaan kobolttia, neodyymia ja dysprosiumia.

– Kiina on yksi harvoista harvinaisten maametallien tuottajista maailmassa. Teollisuuden kiinnostus kierrätykseen on vaihdellut raaka-aineen hinnan mukaan, mutta ekologisinta olisi käyttää uudelleen komponenttien metallit, Xu toteaa.

Viime aikoina neodyymikestomagneetit (NdFeB) ovat syrjäyttäneet muut magneetit alhaisen hintansa ja parempien magneettisten ominaisuuksiensa vuoksi. Xu Junhua keskittyi väitöstutkimuksessa kehittämään erottelumenetelmiä juuri näille magneettien valmistuksessa välttämättömille harvinaisille maametalleille.

Xu teki laboratoriomittakaavan kokeita, joissa saatiin ensin eroteltua koboltti puhtaaksi fraktioksi lähes kokonaan, mutta muut metallit vain osittain. Kun käsittely toistettiin useamman kerran, saatiin talteen puhdasta neodyymia ja dysprosiumia.

Aineet esiintyvät pieninä määrinä

– Yksi epäorgaanisen kemian vaikeimmista tehtävistä on kahden REE-aineen erottaminen. Turbiineissa kuitenkin tarvitaan puhtaita metalleja, sanoo tutkija Risto Koivula Helsingin yliopiston radiokemian laboratoriosta.

Erilaisia tekniikoita REE-aineiden erottamiseen on ollut käytössä aina toisen maailmansodan aikaisen atomipommin kehittämiseen tähdänneenManhattan-projektin ajoista lähtien. Haastavaa on löytää riittävän tehokas mutta hinnaltaan niin edullinen menetelmä että teollisuus siirtyy sitä käyttämään.

– Teollisuuden kiinnostus kierrätykseen riippuu harvinaisten maametallien maailmanmarkkinahinnasta. Tällä hetkellä hinnat ovat sen verran alhaiset, että kierrätykseen perustuvat tuotantolinjat on lakkautettu, kertoo Koivula.

Junhua Xu on työskennellyt EU:n rahoittamassa nuorten tutkijoiden koulutusverkostossa EREANissa, jossa teollisuudessa ja eri tutkimuslaitoksessa työskennelleet 15 tutkijaa selvittivät sähkögeneraattorin elinkaarta ja miten käytöstä poistetuista komponenteista valmistetaan uusi toimiva tuote.

Junhua Xu väittelee 31.8.2018 kello 12 Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Recovery of rare-earth elements from NdFeB magnets by zirconium phosphate ion exchangers". Väitöstilaisuus järjestetään luentosalissa A110, Kemian laitos, 31. elokuuta 2018. Vastaväittäjänä on professori Dimitrios Panias, National Technical University of Athens, ja kustoksena on professori Anu Airaksinen.

Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa E-thesis -palvelussa. https://helda.helsinki.fi/handle/10138/238809

Lisätietoja:

M.Sc. Eng. Junhua Xu
Sähköposti: junhua.xu@helsinki.fi
Puhelin: +358 41 4905053

Tutkija Risto Koivula, Ion exchange for nuclear waste treatment and for recycling –tutkimusryhmä
Sähköposti: Risto.Koivula@helsinki.fi
Puhelin: + 358  50 4486640

Yhteyshenkilöt

Kuvat

Skaalautuva erottelumenetelmä harvinaisille maametalleille
Skaalautuva erottelumenetelmä harvinaisille maametalleille
Lataa
Junhua Xu väittelee 31.1.2018 Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa
Junhua Xu väittelee 31.1.2018 Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Helsingin yliopisto
Helsingin yliopisto
PL 3
00014 Helsingin yliopisto

02941 911 (vaihde)http://www.helsinki.fi/yliopisto

Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen tiedeyhteisö, joka toimii neljällä kampuksella Helsingissä ja usealla muulla paikkakunnalla Suomessa. Se on toistuvasti maailman sadan parhaan yliopiston joukossa. Helsingin yliopisto on perustettu vuonna 1640.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto

Entinen ulkoministeri toimi epävirallisena yhteyshenkilönä Suomen ja Eurooppaliikkeen välillä11.4.2019 10:21:07 EESTTiedote

Helsingin yliopiston väitöskirjassa osoitetaan, kuinka Neuvostoliittoa koskeneiden ulkopoliittisten rajoitteiden vuoksi Hjalmar J. Procopén kaltaisen merkittävän yksityishenkilön toiminnalle syntyi sekä tilaisuus että tarve. Omalla toiminnallaan Hjalmar J. Procopé pyrki epävirallisesti turvaamaan Suomen etuja länsi-integraation alkuaikoina. Procopé oli toiminut Suomen ulkoministerinä maailmansotien välisenä aikana.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki STT Infossa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme