Vanadiinin talteenotto terästeollisuuden hyödyntämättömistä sivuvirroista voi olla alalle uusi tuotantomahdollisuus. Tähän tulokseen päätyi aihetta tutkinut Oulun yliopiston väitöskirjatutkija Maria Kokko.
Vanadiini on alkuaine, jota käytetään teräs-, kemian- ja akkuteollisuudessa, ja se on luokiteltu kriittiseksi raaka-aineeksi Euroopan unionissa.
Vanadiinia käytetään erilaisissa teräksissä parantamaan lujuutta ja kulutuskestävyyttä. Akku- ja energiateollisuudessa sitä hyödynnetään esimerkiksi virtausakuissa. Vanadiinia voi olla myös arkisissa työkaluissa ja keittiöveitsissä.
Kokko kehitti väitöstutkimuksessaan kiertotaloutta edistävää ja aiempaa ympäristöystävällisempää prosessia vanadiinin talteenottoon.
Vanadiinia esiintyy maankuoressa yleisesti, mutta hajaantuneena. Rautamalmin mukana vanadiinia päätyy terästehtaisiin ja teräksenvalmistuksen jälkeen teräskuonaan eli sivuvirtaan. Teräskuonat ovatkin vanadiinin tärkeimpiä lähteitä.
Nykyiset maailmalla käytetyt vanadiinin talteenottomenetelmät sisältävät korkeaa lämpötilaa vaativan ja energiasyöpön prosessivaiheen, jossa kuona täytyy ensin pasuttaa jopa 900 asteen lämpötiloissa. Tämä muuttaa vanadiinin liukoisempaan muotoon.
– Tämä ei kuitenkaan ole tarpeen, kun pohjoismaisesta teräskuonasta otetaan talteen vanadiinia, menetelmää kokeillut ja testannut Kokko kertoo tiedotteessa.
– Pohjoismaisessa teräskuonassa vanadiini on jo liukenevammassa muodossa, eikä sitä tarvitse ensin hajottaa kovissa lämpötiloissa, vaan siirtyä suoraan liuotusvaiheeseen, jossa tarvittava lämpötila on matala, noin 60 astetta, Kokko lisää.
Uusi talteenottoprosessi etenee kahdessa liuotusvaiheessa. Ensin otetaan talteen kalsium, mikä helpottaa vanadiinin talteenottoa. Toisessa vaiheessa vanadiini erotetaan liuoksesta suoraan ilman ylimääräisiä kemiallisia käsittelyjä.
Kevyempi prosessi kuluttaa vähemmän energiaa.
Pohjoismaissa terästeollisuuden sivuvirroista vanadiinia ei vielä hyödynnetä. Suomessa on viime vuosina ollut suunnitteilla vanadiinin talteenottolaitos Poriin.
Esimerkiksi Kiina on merkittävä teräksen ja myös vanadiinin tuottaja, jolla on massiiviset tuotantoketjut. Eurooppa on riippuvainen harvoista kriittisten raaka-aineiden, kuten vanadiinin, tuottaja-alueista.
– Tulokset raivaavat tietä Euroopan omavaraisuudelle kriittisissä raaka-aineissa, väitöskirjan ohjaaja, dosentti Janne Pesonen Oulun yliopistosta toteaa.
Maria Kokon väitöskirja Vanadiinin talteenotto metallurgisen teollisuuden sivuvirroista – liuotus- ja kiteytystutkimukset tarkastetaan Oulun yliopistossa 29.8.
