Sementtituotannon prosesseihin kehitetty merkittävä hiilidioksidipäästöjen vähennys
Oulun yliopiston teollisuuden sivuvirtojen hyötykäyttöä sementinvalmistuksessa tutkivassa CECIRE-tutkimushankkeessa (Cement From and For Circular Economy) on kehitetty teollisuuden epäorgaanisista jätteistä ja sivuvirroista valmistettavaa ekosementtiä (nk. kalsiumsulfoaluminaatti-sementtiä), joka auttaa vähentämään materiaaleista peräisin olevia hiilidioksidipäästöjä jopa 90 prosenttia ja sementin valmistuksen kokonaishiilidioksidipäästöjä jopa 60 prosenttia verrattuna perinteiseen kalkkikivestä valmistettuun sementtiin.
Sementtiteollisuus aiheuttaa noin 8% maailman hiilidioksidipäästöistä. Noin kaksi kolmasosaa (2/3) näistä päästöistä syntyy kalkkikiven kalsinoinnista (CaCO3 -> CaO + CO2) ja yksi kolmasosaa (1/3) polttoaineen palamisesta korkean lämpötilan sementtiuuneissa (~1500 °C). Nyt kehitetyn sementtilaadun valmistusprosessi vähentää kalsinoitavan kalkin tarvetta, sekä vaatii alemman tuotantolämpötilan. Kaivos-, metalli-, kemian ja energiateollisuudessa syntyvät epäorgaaniset jätteet ovat määrältään suurin vuosittainen jäte-erä Suomessa, lähes sata miljoonaa tonnia. Teollisuuden jätteiden läjitys on kallista, joten materiaalien hyötykäyttö on myös taloudellisesti merkittävää.
Oulun yliopistossa nyt kehitetyn, hiilidioksidipäästöjä alentavan, ekosementin olennainen osa on sideaineina toimivat teollisuudensivuvirroista saadut raaka-aineet. Kalsiumsulfoaluminaatti (CSA) -sementti, on katsottu erinomaiseksi täyttömateriaaliksi esimerkiksi kaivoksissa, sulfaattipitoiseen jätemateriaalin stabiloimiseen, sekä yhtenäisiin valuihin kuten betonielementteihin. CSA-sementtiä voidaan myös tuottaa nykyisessä sementtitehtaan kokoonpanossa ilman suuria muutoksia tai pääomasijoituksia.
Metalliteollisuus tuottaa huomattavan määrän epäorgaanista kuonaa, joka sisältää CSA-sementtiin tarvittavat ainesosat, alumiinioksidin, kalkin, piidioksidin ja raudan oksideja. CECIRE-projektissa näitä metallurgisen teollisuuden jäämiä yhdistettiin muihin teollisuuden sivutuotteisiin teollisessa mittakaavassa. ”Tutkimuksen saattaminen laboratoriosta käytäntöön on ollut erittäin palkitsevaa. Yhteistyöllä olemme saavuttaneet merkittäviä tuloksia epäorgaanisen kiertotalouden haasteiden ratkaisemisessa”, kommentoi Oulun yliopiston väitöskirjatutkija Visa Isteri.
Tohtori Theodore Hanein, Sheffieldin yliopiston materiaalitieteiden ja tekniikan laitokselta osallistui vaihtoehtoisten sementtien tutkimukseen ja teolliseen skaalaukseen. ”Olemme onnistuneesti luoneet symbioottisia ratkaisuja suurteollisuuteen, jotka hyödyntävät sekä ilmastoa että teollisuutta. Meillä on nyt riittävästi tutkimusaineistoa materiaalien ominaisuuksien ja suorituskyvyn arvioimiseksi”.
CECIRE-hankkeen tavoitteena on ollut materiaalitehokkuuden parantamisen ohella lisätä jätteiden arvoa kehittämällä niistä uusia tuotteita ja testaamalla uusia käyttösovelluksia. Samalla on kehitetty uusia epäorgaanisten mineraalisten materiaalien jätehallinnan toimintamalleja ja luotu uusia liiketoimintamahdollisuuksia epäorgaanisten jätemateriaalien kiertotalouteen.
Business Finlandin rahoittaman hankkeen ovat toteuttaneet Oulun yliopiston prosessimetallurgian ja kuitu- ja partikkelitekniikan tutkimusyksiköt, jotka kuuluvat Oulun yliopistolle perustettuun kiertotalouden tutkimuskeskittymään, InStreams Hubiin, joka keskittyy ratkomaan epäorgaanisen kiertotalouden ympäristöhaasteita ja löytämään teollisuuden sivuvirroille uusia, liiketaloudellisesti kannattavia, käyttökohteita. Hankkeen vastuullisena johtajana on toiminut professori Timo Fabritius. Teollisia yhteistyökumppaneita olivat Boliden Harjavalta, Boliden Kokkola, Fortumin kierrätys- ja jäteratkaisut, Outokumpu, ja Yara Suomi. Manatee Consulting Limited (UK) osallistui käytännön toteutukseen.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
- Professori Timo Fabritius, prosessimetallurgian tutkimusyksikkö, Oulun yliopisto, timo.fabritius@oulu.fi
- Professori Mirja Illikainen, InStreams Hub tutkimuskeskittymä, Oulun yliopisto, mirja.illikainen@oulu.fi
- Viestintäasiantuntija Heini Tuorila, kuitu- ja partikkelitekniikka, Oulun yliopisto, heini.tuorila@oulu.fi
Kuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Oulun yliopisto on monitieteinen, kansainvälisesti toimiva tiedeyliopisto. Tuotamme uutta tietoa ja ratkaisuja kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseksi sekä koulutamme osaajia muuttuvaan maailmaan. Tärkeimmissä yliopistovertailuissa Oulun yliopisto sijoittuu kolmen prosentin kärkeen maailman yliopistojen joukossa. Meitä yliopistolaisia on noin 17 000.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto
Sokerituotteiden verotuksella ei ole vaikutusta hammashoidon tarpeeseen26.4.2024 06:45:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston tutkijat selvittivät sokerituotteita koskevan verotuksen vaikutuksia julkisen hammashoidon tarpeisiin ja kustannuksiin. Aihetta ei ole aiemmin tutkittu Suomessa.
Ylipaino muuttaa aivojen pulsaatioita25.4.2024 06:55:00 EEST | Tiedote
Korkea painoindeksi (BMI) on uuden tutkimuksen mukaan yhteydessä muutoksiin aivojen fysiologisissa pulsaatioissa, jotka ovat avainasemassa aivojen nestekierron ylläpitämisessä ja niiden puhdistumisessa kuona-aineista.
Pohjoismaiden ahmojen tila on huonoin, Euraasian kattava tutkimus osoittaa25.4.2024 06:04:00 EEST | Tiedote
Pohjoismaiden ahmojen geneettinen monimuotoisuus on alhaisin Euraasian mantereen ahmapopulaatioista. Uusi tutkimus kattaa ahman Euraasian levinneisyysalueen, jota ei ole aiemmin tutkittu näin laajasti. Näytteitä kerättiin Norjasta Itä-Venäjälle.
Oulun yliopistossa tehtiin viime vuonna 51 keksintöä – maailman henkisen omaisuuden päivää vietetään perjantaina 26.4.24.4.2024 06:52:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopistossa tehdään vuosittain kymmeniä uusia keksintöjä, jotka voivat olla alkuja tulevaisuuden innovaatioille. Vuonna 2023 niitä raportoitiin 51. Eniten keksintöilmoituksia tehtiin tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa, 22 kappaletta. Teknillisessä tiedekunnassa ilmoituksia tehtiin 13 sekä biokemian ja molekyylilääketieteen tiedekunnassa 10. Viime vuonna Oulun yliopisto lähti patentoimaan seitsemää keksintöä.
Alaselkäkipuun liittyvää terveyspalvelujen käyttöä ja sairauspoissaoloja voidaan vähentää luokitteluun perustuvalla hoidolla24.4.2024 05:50:00 EEST | Tiedote
Alaselkäkipupotilaiden toipumista voidaan nopeuttaa, lääkärikäyntejä ja kuvantamistutkimuksia vähentää sekä selkäkivusta johtuvia sairauspoissaolopäiviä minimoida luokitteluun perustuvalla hoitomallilla, uusi tutkimus osoittaa. Luokitteluun perustuvassa hoidossa potilaat huomioidaan yksilöllisesti ja terveydenhuollon resursseja kohdennetaan eniten hoitoa tarvitseville.
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 tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme