En ny doktorsavhandling från Uleåborgs universitet kan förändra hur den europeiska stålindustrin hanterar en av sina mest värdefulla biprodukter. Filosofie magister Maria Kokko har utvecklat en metod för att återvinna vanadiin – en metall som används i allt från verktyg och knivar till batterier och specialstål.
Vanadiin är klassat som en kritisk råvara inom Europeiska unionen. Det betyder att metallen har stor betydelse för industrin men samtidigt produceras i begränsad omfattning inom EU. I dag är unionen beroende av import, främst från Kina, som både dominerar stålproduktionen och är en ledande producent av vanadiin.
Vanadiin i stålindustrins restprodukter
Metallen förekommer naturligt i jordskorpan och följer ofta med järnmalmen till stålverken. Vid stålframställning hamnar vanadiinet i slaggprodukter, så kallad stålverksslagg. Denna restprodukt används i dag främst inom byggindustrin eller deponeras, men den innehåller betydande mängder av metaller som skulle kunna återvinnas.
I de nordiska länderna har frågan om återvinning diskuterats länge. I Finland har både Björneborg och Brahestad nämnts som möjliga orter för att etablera pilotanläggningar. Problemet har hittills varit att de vanliga processerna kräver mycket höga temperaturer, upp till 900 grader Celsius, för att omvandla vanadiinet till en form som kan lösas upp. Detta gör metoden både kostsam och energikrävande.
Ny metod kräver lägre energi
Maria Kokkos forskning visar att den nordiska stålverksslaggen redan innehåller vanadiin i en mer lättlöslig form än på andra håll i världen. Därmed kan man hoppa över det energikrävande steget och gå direkt till urlakning i lägre temperatur, omkring 60 grader.
– I nordisk stålverksslagg är vanadiin redan i en mer löslig form, och det behövs därför inte höga temperaturer för att bryta ner det. Man kan gå direkt till urlakningssteget vid relativt låg temperatur, säger Kokko i ett pressmeddelande.
Enligt henne innebär detta en betydande energibesparing.
– Avhandlingen presenterar en process som främjar cirkulär ekonomi och är miljövänlig, där vanadiin kan återvinnas utan högtemperatursteg. Resultaten banar väg för att Europa ska kunna stärka sin självförsörjning av kritiska råvaror, säger docent Janne Pesonen, handledare vid Uleåborgs universitet.
Strategisk betydelse för Europa
Vanadiin är en nyckelmetall inom flera industrier. I stålframställning tillsätts den för att öka hållfasthet och slitstyrka, vilket gör att metallen återfinns i verktyg, maskiner och även vardagsföremål som köksknivar. Den är också viktig i utvecklingen av nya energilagringssystem, bland annat vanadiin-redoxflödesbatterier som kan bli ett alternativ till litiumjonbatterier vid lagring av förnybar energi.
Finsk forskning kan bana väg för återvinning av vanadiin
För EU är tillgången på metallen därför en fråga om strategisk råvarusäkerhet. Att kunna återvinna vanadiin i Norden skulle minska importberoendet och samtidigt skapa nya affärsmöjligheter för stålindustrin. Kina dominerar i dag värdekedjan för vanadiin, vilket gör Europa sårbart för prisförändringar och geopolitiska konflikter.
Vägen mot industriell användning
Nästa steg blir att omsätta forskningsresultaten i praktiken. Pilotprojekt i Björneborg och Brahestad har diskuterats under flera år, och Kokkos metod kan bli avgörande för att dessa planer ska bli verklighet.
Om tekniken visar sig fungera i större skala kan stålverksslagg, som hittills mest betraktats som avfall, i stället bli en resurs. Det skulle innebära både lägre kostnader för industrin och minskad klimatpåverkan.
För EU:s del kan återvinning av vanadiin i Finland och Norden bli en del av den större strategin för cirkulär ekonomi och energisäkerhet. Att ta tillvara på råvaror ur befintliga flöden är ett sätt att minska beroendet av import och samtidigt stärka industrins konkurrenskraft.
Om metoden etableras industriellt kan Norden bli en föregångsregion för miljövänlig återvinning av kritiska metaller – och ge Europa ett viktigt verktyg i kampen om framtidens råvaror.
Källa: Uleåborgs universitet
