Sementtituotannon prosesseihin kehitetty merkittävä hiilidioksidipäästöjen vähennys

Kuonien hyötykäyttösementtiteollisuuden raaka-aineenatehostuu merkittävästi: raaka-aineiden hiilidioksidipäästöt alenevat jopa 90 prosenttia.

OULU, SUOMI (25. helmikuuta 2020) -Oulun yliopiston teollisuuden sivuvirtojen hyötykäyttöäsementinvalmistuksessa tutkivassa CECIRE-tutkimushankkeessa(Cement From and For Circular Economy), onkehitettyteollisuuden epäorgaanisista jätteistä ja sivuvirroista valmistettavaa ekosementtiä (nk. kalsiumsulfoaluminaatti-sementtiä), joka auttaa vähentämään materiaaleista peräisin olevia hiilidioksidipäästöjä jopa 90 prosenttia jasementin valmistuksen kokonaishiilidioksidipäästöjä jopa 60 prosenttia verrattuna perinteiseen kalkkikivestä valmistettuun sementtiin.

Sementtiteollisuus aiheuttaa noin 8% maailman hiilidioksidipäästöistä. Noin kaksi kolmasosaa (2/3) näistä päästöistä syntyy kalkkikivenkalsinoinnista(CaCO3 àCaO + CO2) ja yksi kolmasosaa (1/3) polttoaineen palamisesta korkean lämpötilan sementtiuuneissa(~1500 °C). Nyt kehitetyn sementtilaadunvalmistusprosessivähentääkalsinoitavankalkintarvetta, sekä vaatii alemman tuotantolämpötilan. Kaivos-, metalli-, kemian ja energiateollisuudessa syntyvät epäorgaaniset jätteet ovat määrältäänsuurin vuosittainen jäte-erä Suomessa, lähes sata miljoonaa tonnia.Teollisuuden jätteiden läjitys on kallista, joten materiaalien hyötykäyttö on myös taloudellisesti merkittävää.

Oulun yliopistossanyt kehitetyn, hiilidioksidipäästöjä alentavan,ekosementinolennainen osa onsideaineina toimivatteollisuudensivuvirroista saadutraaka-aineet. Kalsiumsulfoaluminaatti (CSA) -sementti, on katsottu erinomaiseksi täyttömateriaaliksi esimerkiksi kaivoksissa, sulfaattipitoiseen jätemateriaalin stabiloimiseen,sekä yhtenäisiin valuihin kuten betonielementteihin.CSA-sementtiävoidaan myös tuottaa nykyisessä sementtitehtaan kokoonpanossa ilman suuria muutoksia tai pääomasijoituksia.

Metalliteollisuus tuottaa huomattavan määränepäorgaanista kuonaa, jokasisältääCSA-sementtiin tarvittavatainesosat, alumiinioksidin, kalkin, piidioksidinja raudanoksideja. CECIRE-projektissa näitä metallurgisen teollisuuden jäämiä yhdistettiinmuihinteollisuuden sivutuotteisiin teollisessa mittakaavassa. ”Tutkimuksen saattaminenlaboratoriosta käytäntöön on ollut erittäin palkitsevaa. Yhteistyöllä olemme saavuttaneet merkittäviä tuloksia epäorgaanisen kiertotalouden haasteiden ratkaisemisessa”, kommentoi Oulun yliopiston väitöskirjatutkija Visa Isteri.

Tohtori Theodore Hanein, Sheffieldin yliopiston materiaalitieteiden ja tekniikan laitokselta osallistuivaihtoehtoisten sementtien tutkimukseen ja teolliseen skaalaukseen.”Olemme onnistuneesti luoneet symbioottisia ratkaisuja suurteollisuuteen, jotka hyödyntävät sekä ilmastoa että teollisuutta. Meillä on nyt riittävästi tutkimusaineistoamateriaalien ominaisuuksien ja suorituskyvyn arvioimiseksi".

CECIRE-hankkeen tavoitteena on ollut materiaalitehokkuuden parantamisen ohella lisätä jätteiden arvoa kehittämällä niistä uusia tuotteita ja testaamalla uusia käyttösovelluksia. Samalla on kehitettyuusia epäorgaanisten mineraalisten materiaalien jätehallinnan toimintamalleja ja luotuuusia liiketoimintamahdollisuuksia epäorgaanisten jätemateriaalien kiertotalouteen.

Business Finlandin rahoittaman hankkeen ovat toteuttaneetOulun yliopiston prosessimetallurgian ja kuitu-ja partikkelitekniikan tutkimusyksiköt, jotka kuuluvat Oulun yliopistolle perustettuun kiertotalouden tutkimuskeskittymään, InStreams Hubiin, joka keskittyy ratkomaan epäorgaanisen kiertotalouden ympäristöhaasteita ja löytämään teollisuuden sivuvirroille uusia, liiketaloudellisesti kannattavia, käyttökohteita. Hankkeen vastuullisena johtajana on toiminutprofessori Timo Fabritius. Teollisia yhteistyökumppaneita olivat Boliden Harjavalta, Boliden Kokkola, Fortumin kierrätys-ja jäteratkaisut, Outokumpu, ja Yara Suomi. Manatee Consulting Limited (UK) osallistui käytännön toteutukseen.

Yhteystiedot

Viimeksi päivitetty: 27.2.2020