Suomessa on alettu kehittää VTT:n johdolla arvokkaan litiumin tehokkaampaa ja kestävämpää talteenottoa. Teollisuuden ja tutkijoiden yhteisponnistus edistää EU:n tavoitteita lisätä tärkeiden kaivannaismetallien omavaraisuusastetta sekä luoda uudenlaista, kestävää kaivannaisteollisuutta myös Suomeen.
Sähköistyvä maailma janoaa kaivannaismetalleja, joista isossa roolissa on litium. Muun muassa sähköautojen akuissa ja matkapuhelimissa hyödynnetyt litiumkemikaalit kaivetaan ja jalostetaan Euroopan ulkopuolella. Alkuvuodesta 2023 Euroopan komissio otti merkittävän askeleen kohti omavaraisuutta julkaisemalla kriittisiä raaka-aineita koskevan asetuksen (CRMA). Asetus määrittelee selkeät tavoitteet strategisten raaka-aineiden arvoketjun kehittämiselle ja keskittyy muun muassa litiumin jalostukseen.
Suomessa litiumin talteenottoa on alettu tämän vuoden alussa kehittää entistä tehokkaammaksi EU-rahoitteisessa, kansainvälisessä LITHOS-hankkeessa, jossa VTT:llä on vetovastuu. Hanke pyrkii laajentamaan ja mukauttamaan olemassa olevia prosesseja suurempien osuuksien hyödyntämiseksi litiumvarannoista ja tuomaan markkinoille innovaatioita litiummineraalien epäpuhtauksien käsittelyyn.
Pitkän aikavälin tavoitteena on tukea Euroopan kunnianhimoista omavaraisuustavoitetta kasvattamalla litiumin talteenottoa niin kaivostoiminnassa kuin jalostuksessakin.
”Litiumin talteenotto on merkittävä asia, sillä litiumin kaivannaistoiminta on tällä hetkellä erittäin pientä Euroopassa: olemme käytännössä täysin riippuvaisia muualta tuodusta litiumista. Kehittämällä entistä tehokkaampaa litiumin talteenottoa ja teknologiaa saamme niukoista varannoista enemmän irti ja voimme edesauttaa jopa kokonaan uuden teollisuudenalan syntymistä Eurooppaan”, kuvailee VTT:n tutkimusprofessori Päivi Kinnunen.
Kiertotalous on yksi kestävämmän kaivostoiminnan mahdollistaja. Esimerkiksi vesikierrot sulkemalla vähennetään ympäristökuormitusta. Tavoitteena on 90 prosentin säästö vedenkulutuksessa sekä hiilidioksidipäästöjen merkittävä vähentäminen verrattuna nykyiseen tuotantoon Aasiassa, mikä tekee LITHOS-prosessista huomattavasti ympäristöystävällisemmän nykyisiin menetelmiin verrattuna.
Yhteistyötä teollisuuden kanssa Suomen ja Euroopan laajuisesti
Hankkeessa kehitystyötä tehdään tiiviissä yhteistyössä muun muassa Ranskassa ja Portugalissa sijaitsevien hankkeiden kanssa. Suomessa kumppanina on Keski-Pohjanmaalla sijaitseva Sibanye-Stillwaterin Keliber-litiumhanke. Sen tavoitteena on olla ensimmäinen eurooppalainen yritys, joka tuottaa akkulaatuista litiumhydroksidia omasta malmista lähellä sijaitsevista kaivoksistaan. Keliber-litiumhankkeen toiminta kattaa koko arvoketjun spodumeenin louhimisesta malmin jalostukseen litiumhydroksidiksi.
”LITHOS-hankkeeseen osallistuminen tukee Sibanye-Stillwaterin Keliber-litiumhankkeen tavoitetta kehittää vastuullinen litiumhydroksidin tuotanto. Siihen kuuluu litiumin talteenoton tehostaminen, joka on yksi LITHOS-hankkeen tutkimuskohteista. Jos onnistumme hyödyntämään spodumeenimalmia alhaisemmalla litiumpitoisuudella, malmivarojen kokonaismäärä kasvaa. Tutkimuskonsortioon osallistuu useita eurooppalaisia tutkimuslaitoksia ja yrityksiä, mikä mahdollistaa VTT:lle laaja-alaisen lähestymistavan”, sanoo Keliber Oy:n toimitusjohtaja Hannu Hautala.
”Metson tuotevalikoima kattaa akkulaatuisten litiumkemikaalien valmistusteknologiat suolaesiintymistä, mutta myös litiumia sisältävistä malmeista, kuten spodumeenista. Metso on kehittänyt ja patentoinut ainutlaatuisen happo- ja sulfaattivapaan prosessin litiumin talteenottamiseksi. Se on ympäristön kannalta yksi vastuullisimmista litiumin tuotantoprosesseista, ja perustuu vahvaan mineraalien rikastusprosessien ja hydrometallurgian osaamiseen. Tämän olemme hankkineet pitkäjänteisen tutkimus- ja kehitystyön tuloksena sekä työskennellessämme kaivosasiakkaidemme kanssa eri puolilla maailmaa”, kertoo Don Simola, Metson akkukemikaaliliiketoiminnan johtaja.
”Selvitämme myös muiden kuin spodumeeni-tyyppisten litiumia sisältävien malmimineraalien prosessointia. Osallistuminen LITHOS-hankkeeseen tukee Metson tutkimus- ja kehityshankkeita tällä saralla ja mahdollistaa uusia avauksia teknologian kehitysrintamalla. Se tarjoaa myös ainutlaatuisen mahdollisuuden laajentaa kumppanuusverkostoa osana tutkimuskonsortiota”, sanoo Simola.
VTT:n tutkijat eri aloilta osallistuvat litiummineraalien prosessiketjuun alkuvaiheista jalostukseen tuoden asiantuntemusta vesikierron hallintaan, lämpökäsittelyihin, liuotusprosesseihin sekä prosessin digitalisaatioon.
”Tutkimme esimerkiksi lämpökäsittelyä Tampereella sekä Jyväskylässä, liuotusta Espoon pilottilaitoksella ja veden uudelleenkäyttöä mikrobiologian näkökulmasta Espoon laboratoriossa. Pystymme hyödyntämään hankkeessa jopa digitalisaatio-osaamistamme Oulun yksiköstämme. Kestävämmät ja tehokkaammat jalostusmenetelmät mineraaleille löytyvät vain lähestymällä asiaa mahdollisimman laaja-alaisesti”, Päivi Kinnunen sanoo.
LITHOS:in sisarprojekti, vuotta aiemmin alkanut monikansallinen EXCEED-hanke kehittää kustannustehokkaita, kestäviä ja vastuullisia prosessointireittejä sivumetallien ja teollisuusmineraalien talteen ottamiseksi. Yhdessä nämä projektit luovat mahdollisimman jätteettömän ja holistisen tavan materiaalien talteenotolle.
Kehitys lupaa merkittävää edistystä Euroopan pyrkimyksissä vähentää riippuvuuttaan tuontiraaka-aineista, parantaa vihreän teknologian ja akkutuotannon kestävyyttä sekä vahvistaa niin Euroopan kuin Suomenkin taloudellista ja strategista asemaa maailmanmarkkinoilla.
Lisätietoa:
Päivi Kinnunen
Tutkimusprofessori, LITHOS-hankkeen koordinaattori
[email protected]
https://exceed-horizon.eu/about/
Mediamateriaali
VTT hydrometallurgy piloting - VTT Material Bank (contenthub.fi)
