Väitös Marjana Karhu: Teollisuuden sivuvirroista valmistetut tuotteet voivat olla ominaisuuksiltaan jopa uusista raaka-aineista tehtyjä parempia

Kaikista käytetyistä raaka-aineista vain 9% kiertää tällä hetkellä takaisin uudelleenkäyttöön.

Teollisuuden sivuvirroista valmistetuissa tuotteissa on kuitenkin mahdollista saavuttaa vastaavia ja jopa parempia ominaisuuksia kuin puhtaisiin raaka-aineisiin pohjautuvissa tuotteissa, selviää Marjana Karhun väitöskirjassa.  Mineraalisia materiaaleja tuodaan Suomeen jopa toiselta puolelta maapalloa. Joidenkin luonnonvarojen osalta sopivat primääriset raaka-ainevarannot hupenevat maapallolta tai keskittyvät tiettyihin maihin, mikä aiheuttaa raaka-aineiden saatavuusongelmia ja hinnanvaihteluita. Samanaikaisesti teollisuus tuottaa Suomessakin paikallisesti valtavat määrät sivuvirtoja. Niistä suuri osa päätyy jätteeksi kuormittamaan ympäristöä. Marjaana Karhu hakee väitöskirjassaan ratkaisuja tähän erittäin ajankohtaiseen haasteeseen, mineraalisten sivuvirtojen saattamiseen raaka-ainekiertoon ja hyötykäyttöön.

Kaivosten sivuvirrat muodostavat suurimman osuuden teollisuuden tuottamista sivu- ja jätevirroista maailmanlaajuisesti. Vuosittain kaivosjätettä syntyy kymmeniä tuhansia miljoonia tonneja. Syntyvän jätteen määrä muodostaa jopa yli 70% maaperästä louhitun aineksen määrästä. – Kaivosten sivuvirtojen hyödyntäminen on pääasiassa keskittynyt maanrakennussovelluksiin, jossa niiden uudelleenkäyttöarvo on suhteellisen alhainen, mutta kuitenkin vakiintunut. Tästä huolimatta kaivosten sivuvirrat mielletään edelleen suurelta osin jätteeksi, eikä niiden arvoa raaka-aineena tunnisteta, Karhu kertoo.

Marjaana Karhu keskittyi tutkimaan mineraalisten sivuvirtojen hyödyntämistä korkeamman jalostusasteen sovelluksissa, korkean lämpötilan keraamimateriaalien raaka-aineena korvaamassa puhtaiden primääristen raaka-aineiden käyttöä. Tavoitteena oli tutkia ja lisätä ymmärrystä sivuvirtojen hyötykäytön mahdollisuuksista ja rajoitteista tällä uudella sovellusalueella. Karhu halusi selvittää, kuinka epäpuhtauksia sisältävien sivuvirtojen koostumus vaikuttaa muodostuvien keraamimateriaalien rakenteeseen ja sitä kautta saavutettuihin ominaisuuksiin verrattuna vastaaviin puhtaista raaka-aineista valmistettuihin materiaaleihin.

Tutkimus tarjoaa uutta tietoa sivuvirtapohjaisten keraamimateriaalien ominaisuuksista. Tuloksia voidaan hyödyntää jatkotutkimuksissa sivuvirtapohjaisten materiaalien suunnittelussa. Sivuvirtojen kokonaisvaltaiseen hyödyntämiseen ja kiertojen sulkemiseen on kuitenkin vielä matkaa.

Marjaana Karhu työskentelee Tampereella Teknologian tutkimuskeskus VTT:llä teollisen kiertotalouden ratkaisujen parissa. Materiaalitekniikan diplomi-insinööri Marjaana Karhun väitöskirja Utilization of Mineral Side Streams in High Temperature Ceramic Materials tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 4.12.2020 klo 12 Festian auditoriossa pieni sali 1, Korkeakoulunkatu 8, Tampere. Vastaväittäjinä toimivat professori Timo Fabritius Oulun yliopistosta sekä professori Yiannis Pontikes KU Leuvenista. Kustoksena toimii professori Erkki Levänen Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.

Tilaisuuteen voi osallistua etäyhteydellä. Väitöskirjaan voi tutustua täällä.

Lähde: Tampereen yliopisto