Tutkija Severi Ojanen, Aalto yliopisto

Severi Ojanen

Metallifoorumi III, 13.12.2016

Porin yliopistokeskus

Mekaaninen kierrätys

Akkumurskeiden

rikastusmahdollisuudet

mekaanisella käsittelyllä

Severi Ojanen Metallifoorumi III 13.12.2016

Metallifoorumi II

• Purettiin varaus upottamalla akut

suolaliuokseen

• Tavoitteena prosessi, jossa

varauksen purkaminen voidaan

tehdä teollisessa mittakaavassa

ilman käsityötä


• Tutkittiin akkujen ja paristojen varauksen

hallittua ja turvallista purkamista

2

Uusi koesuunnitelma


• Kuinka saada aikaan metallirikkaampia

jakeita mekaanisella käsittelyllä?

• Materiaalin luokitus

– Mitä akkumurskeet sisältävät?

– Missä muodossa materiaalit ovat

murskeessa?

– Mitä muita ominaisuuksia niillä on?

3

Tutkittava materiaali


4

Akkujen ja paristojen rakenne


5

Käytettävät luokitusmenetelmät

• Partikkelikokoanalyysit kaikille saatavilla

oleville, valmiiksi murskatuille

akkutyypeille

– Puolikas seulasarja

– 8000, 4000, 2000, 1000, 500, 250, ja 125 µm

• Kemialliset jatkoanalyysit (AAS, ICP)

• Tiheysmittaukset


6

Koejärjestely


7

Raekokojakaumat – Alkaliparistot


100 1000 100000%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Kumulatiivinen

Massaosuus

8

Koostumus – Alkaliparistot


1000 100000%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Muut

Mn

Zn

9

Metallien jakautuminen – Alkaliparistot


1000 10000

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Zn

Mn

Muut

10

100 1000 100000%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Kumulatiivinen

Massaosuus

Raekokojakaumat – Litiumioniakut 1


11

1000 3000 100000%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Muut

Li

Al

Ni

Co

Fe

Mn

Cu

Koostumus – Litiumioniakut 1


12

1000 2500 60000%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Cu

Fe

Co

Al

Muut

Mn

Ni

Li

Metallien jakautuminen – Litiumioniakut 1


13

Raekokojakaumat – Litiumioniakut 2


100 1000 100000%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Kumulatiivinen

Massaosuus

14

Koostumus – Litiumioniakut 2


100 10000%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Muut

Li

Al

Ni

Co

Fe

Mn

Cu

15

Metallien jakautuminen – Litiumioniakut 2


100 1000

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Cu

Mn

Fe

Co

Ni

Al

Li

Muut

16

Metallien jakautuminen – Litiumioniakut


17

Raekokojakaumat – NiMH


100 1000 100000%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Kumulatiivinen

Massaosuus

18

Koostumus – NiMH


100 1000 100000%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Muut

La

Al

Ni

Co

Fe

19

Metallien jakautuminen – NiMH


100 1000 10000

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Raekoko (µm)

Fe

Ni

Co

La

Muut

20

Prosessikaavio jatkokäsittelystä


22

Jatkotutkimus


• Erityisesti alkaliparistomursketta ei voida

rikastaa kannattavasti seulomalla koon

mukaan

• Tiheysmittaukset painovoimaerotusta

varten

– Muovinpoisto

– Kevyempien metallien erottelu

22

Jatkotutkimus


• NiMH-akuissa käytettävä

eristekuitu aiheuttaa ongelmia

– Niukkaliukoista polymeeriä

– Kerää metalleja itseensä

– Kaikissa kokoluokissa

• Agglomerointi

23

Liiketoimintamahdollisuudet

• Puhtaammat metallijakeet

– Voidaan myydä suoraan tuotteina eteenpäin

– Helpottaa jatkokäsittelyä

• Tehostetut teollisuuden symbioosit

– Pienemmät toimijat suurempien yhteyteen

– Materiaalien lisäksi myös lämpö

– Mukaan myös teollisuuden ulkopuoliset tahot


24

Kiitos!

[email protected]

Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu

Materiaalitekniikan laitos

Tutkija Severi Ojanen, Aalto yliopisto

Presentations & Public Speaking