Katsaus alkaliparistojen kierrätysteknologioihin – teollisuudessa ja laboratoriossa

Huomattavasti suurin osa – n. 80% ­– tuottajayhteisö Recserin Suomessa keräämistä kannettavista akuista ja paristoista on alkali- ja sinkkihiiliparistoja (joista käytetään tässä myöhemmin yhteisesti nimitystä alkaliparistot). Paristot kuljetetaan Nivalaan Akkuser Oy:lle. Akkuser Oy erottelee alkaliparistojen virrasta manuaalisesti muut paristokemiat. Erottelun jälkeen eri paristojakeet murskataan omiksi paristomurskiksi, joista rauta erotetaan magneettisesti ja toimitetaan terästehtaille. Raudasta puhdistetut paristomurskat (”musta massa”) toimitetaan jatkojalostukseen: Suomessa käsiteltävät alkaliparistot toimitetaan suurimmaksi osaksi Puolaan sinkkisulatolle ja osittain Tracegrow Oy:lle.

Kärsämäellä toimiva startup-yritys, Tracegrow Oy, on kehittänyt alkaliparistojen kierrätykseen prosessin, jolla ”mustamassasta” valmistetaan lehtilannoiteliuosta. Yritys valmistaa paristoista sulfaattipohjaista lehtilannoiteliuosta, jota käytetään hivenravinteena viljelykasveille.

Alkaliparistojen toimintaperiaate ja materiaalit
Alkaliparistojen kemia perustuu metallisen sinkin hapettumiseen anodireaktiona ja mangaanidioksidin pelkistymiseen katodireaktiona. Tästä johtuen alkaliparistot sisältävät merkittävän määrän mangaania ja sinkkiä. Niiden lisäksi paristoissa on paperia separaattorina, hiiltä mangaanin seosaineena, elektrolyyttiliuos (sisältää ammoniumkloridia, sinkkikloridia tai kaliumhydroksidia), rautaa ja muovia.

Miten muualla Euroopassa?

Saksassa BATENUS kierrättää alkaliparistoja sekä muita paristoja. Sen vuotuinen maksimivolyymi on 7 500 tonnia käytettyjä paristoja, mikä on varsin pieni.  BATENUS prosessissa erotellaan vain nappiparistot erilleen, jonka jälkeen muut paristot murskataan. Paristomurskasta erotetaan rauta magneettisesti, jonka jälkeen paristomurska liuotetaan rikkihappoliuotuksessa. Liuotusvaiheesta jää jäljelle mangaania ja hiiltä sisältävä liuotusjäännös, joka myydään ferromangaanin valmistajalle.

Liuoksesta poistetaan ensin elohopea, jonka jälkeen sinkki, kupari, nikkeli ja kadmium erotetaan toisistaan ioninvaihtoon perustuvilla menetelmillä puhtaiksi liuoksiksi, joista tuotetaan metallisia tuotteita elektrolyysin avulla. Erotusvaiheiden jälkeen liuotuksen suodoksessa on jäljellä vielä mangaania, josta tuotetaan mangaanikarbonaattia.

Alkaliparistojen teollisessa kierrätyksessä on haasteita – tutkimusosaamista ja innovaatioita löytyy

Alkaliparistojen kierrätyksessä on vielä haasteita. Paristojen sisältämät raaka-aineet eivät vieläkään kierrä takaisin uusien paristojen raaka-aineiksi. Tämä tulee hyvin esille esimerkiksi Energizerin tuoteperheessä, jossa alkaliparistojen yhteydessä ei ole mainintaa paristokierrätyksestä saaduista raaka-aineista. Todellisuudessa kuitenkin sinkki saadaan hydro- ja pyrometallurgisesti tehokkaasti talteen, mutta paristojen sisältämä mangaani ei välttämättä päädy uusiokäyttöön.

Alkaliparistojen kierrätyksestä on tehty useita tieteellisiä julkaisuja, mutta ne eivät ole edenneet teolliseen mittakaavaan. Maakohtaisesti paristomurskan määrä ei ole riittävä, jotta kierrätyslaitokset voisivat kilpailla olemassa olevien tuotantolaitosten kanssa sinkin ja mangaanin nykyhinnoilla. Esimerkiksi Ruotsissa on tutkittu sinkin haihduttamista paristomurskasta, jolloin sinkki ja mangaani saadaan erotettua lämpökäsittelyllä noin tuhannen asteen lämpötilassa. Lisäksi maailmalla on tutkittu lukuisia hydrometallurgisia erotusmenetelmiä.

Olen Toni Kauppinen ja tutkin alkaliparistojen kierrätystä ja katodimateriaalien saostamista Oulun Yliopistolla.

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s