Akkujen kierrätysyritys Primobius validoi yhdessä VTT:n kanssa uuden hydrometallurgisen prosessiketjunsa, tarkensi sen parametreja ja osoitti, että lähes kaikki arvokkaat metallipitoiset aineet voidaan ottaa talteen erittäin puhtaiksi materiaaleiksi.
Primobius, joka on SMS Groupin tytäryhtiö, toimittaa ja rakentaa litiumioniakkujen kierrätykseen kokonaisratkaisuja ja laitoksia. Yrityksen prosessit mahdollistavat erilaisten akkukemioiden ja -formaattien kierrätyksen siten, että arvokkaat metallit voidaan palauttaa takaisin akkujen toimitusketjuihin.
Kasvava tarve akkujen kierrätykselle
Liikenteen ja teollisuuden sähköistyminen lisää litiumioniakkujen ja niiden sisältämien metallien – kuten litiumin, nikkelin, koboltin ja mangaanin – kysyntää. EU on vahvasti riippuvainen näiden raaka-aineiden tuonnista, mikä tekee toimitusketjuista haavoittuvia. Samalla markkinoille kertyy suuria määriä käytöstä poistettuja akkuja, jotka aiheuttavat ympäristöhaasteita.
Primobiuksen tavoitteena on vastata tilanteeseen innovatiivisella monivaiheisella kierrätysprosessilla, joka muuttaa litiumioniakkujätteen toissijaiseksi raaka-ainelähteeksi ja pienentää uusien akkujen hiilijalanjälkeä.
Prosessin validointi ennen skaalausta
Ennen uuden prosessin käyttöönottoa Primobius halusi varmistaa sen toimivuuden sähköajoneuvojen NMC-akkujen kierrätyksessä.
”VTT:n tiloissa oli mahdollista käydä läpi kaikki prosessivaiheet pilottitasolla – liuotuksesta ja neste-nesteuutosta analytiikkaan – mikä teki siitä ihanteellisen valinnan”, sanoo vanhempi prosessi-insinööri Pelin Altinkaya Primobiukselta.
Projektissa käsiteltiin niin sanottua mustaa massaa, joka jää jäljelle akkujen mekaanisen kierrätyksen jälkeen. VTT toteutti koko prosessiketjun liuotuksesta epäpuhtauksien poistoon ja tuoteliuoksiin.
”Harva toimija pystyy toteuttamaan näin laajan pilottihankkeen, mutta VTT:llä oli mahdollista ajaa koko ketju läpi laboratoriossamme ja tarjota lisäksi online-analytiikkaa prosessin etenemisen seuraamiseksi”, kertoo VTT:n tutkija Elina Oksanen.
Primobiukselle kokeiden ulkoistaminen VTT:lle oli myös taloudellisesti perusteltua.
”Kemiallisia prosesseja tutkittaessa siirtyminen laboratoriovaiheesta pilottivaiheeseen on äärimmäisen tärkeää. Meillä on osaamista ja tarvittavat tilat tehdä asioita, jotka vaatisivat asiakkaalta merkittäviä investointeja, jos he tekisivät työn itse. Pilottivaiheen toteutus auttaa välttämään yllätyksiä tehdastasolle skaalattaessa”, sanoo asiakkuuspäällikkö Harri Latonen VTT:ltä.
Tulokset ja opit
VTT tarjosi Primobiukselle hydrometallurgian osaamista, pilottilaitteistot prosessien optimointiin sekä online-analytiikkaa. Tulosten perusteella lähes kaikki mustan massan arvokkaat metallit pystyttiin erottelemaan puhtaiksi jakeiksi, ja jäljelle jäi vain vähän jäämiä sisältävä liuos.
”Tulokset tarjosivat meille näkemyksiä prosessin jokaisesta vaiheesta. Useimmat lopputulokset olivat odotetun mukaisia, mutta yllättävät tulokset olivat yhtä arvokkaita – ne osoittivat, mitä meidän tulee parantaa ja miten hienosäätää parametrejamme tehdastason toimintoja varten. Esimerkiksi liuotusvaiheen toteutuksella oli suora vaikutus seuraaviin vaiheisiin”, Altinkaya sanoo.
Luottamukseen perustuva yhteistyö
Yhteistyön keskiössä olivat avoimuus ja jatkuva vuorovaikutus. Primobius seurasi testejä tiiviisti ja analysoi tuloksia yhdessä VTT:n kanssa.
”Projekti todella perustui molemminpuoliseen osallistumiseen. Asiakas oli tiiviisti mukana jo suunnitteluvaiheesta lähtien, mikä teki yhteistyöstä sekä intensiivistä että palkitsevaa”, Oksanen kertoo.
Primobiuksen näkökulmasta projekti vahvisti käsitystä riippumattoman tutkimusosaamisen merkityksestä teollisten prosessien skaalaamisessa.
”VTT reagoi nopeasti aina, kun haasteita ilmeni ja antoi välitöntä palautetta. Arvostamme koko projektin ajan käytyjä avoimia keskusteluja ja odotamme innolla tulevaa yhteistyötä”, Altinkaya päättää.
Kuvat: VTT
Stilisointi: toimitus
Lähde: VTT
