Sähkö- ja elektroniikkajätteen sisältämien kriittisten raaka-aineiden uudelleenhyödyntäminen

Abstract

Tämän kandidaatintyön tarkoituksena on selvittää, kuinka sähkö- ja elektroniikkajätteestä pystytään uudelleenhyödyntämään kriittisiä raaka-aineita. Työ on toteutettu uusimpien tieteellisten tutkimusten pohjalta kirjallisuuskatsauksena. Kriittiset raaka-aineet ovat raaka-aineita, jotka ovat erittäin tärkeitä taloudellisesti sekä niihin vaikuttaa toimitusriskin uhka. Työn tavoitteena on tutkia erilaisia mekaanisia menetelmiä, joilla kriittiset raaka-aineet voidaan erottaa sähkö- ja elektroniikkajätteestä. Työn taustalla on LUT-yliopiston Kuitukomposiittilaboratorion tiedon tarve materiaalilajitteluun.

Työssä eritellään tutkittavista menetelmistä niiden soveltuvuus eri tuotteille, joita sähkö- ja elektroniikkajäte sisältää. Menetelmien soveltuvuuden kriteereinä toimii eroteltavan materiaalin ominaisuuksien tunteminen ja tämän tiedon hyödyntäminen. Raaka-aineiden erottamisprosessissa otetaan huomioon, kuinka helposti erottaminen voidaan toteuttaa sekä tietenkin erotettavien raaka-aineiden arvo ajankohtaiseen markkinahintaan perustuen, jotta pystytään tarvittaessa priorisoimaan arvokkaimpien materiaalien talteenotto.

Mekaanisten menetelmien soveltaminen kriittisten raaka-aineiden uudelleenhyödyntämisessä onnistuu materiaaleista ja tuotteista riippuen pääasiallisena erottelukeinona tai esikäsittelyyn sopivana. Tehokkaimmiksi menetelmiksi kriittisten raaka-aineiden erotteluun on työssä todettu murskaaminen, jauhaminen, juotteenpoistolaitteet, tuotteiden kryogeeninen käsittely sekä materiaalien erottelu magneetteja ja pyörrevirtoja hyödyntämällä.

The purpose of this bachelor's thesis is to find out how critical raw materials can be recycled from electrical and electronic waste. The work has been conducted based on the latest scientific research as a literature review. Critical raw materials are raw materials that are important financially and are affected by the threat of supply risk. The aim of the work is to study different mechanical methods by which critical raw materials can be separated from electrical and electronic waste. The background of the work is the need for information for material sorting in the Fiber Composite Laboratory of LUT University.

The suitability of the investigated methods for various products contained in electrical and electronic waste is specified in the work. The criteria for the suitability of the methods are the knowledge of the properties of the material to be separated and the utilization of this information. The critical raw material separation process considers how easily the separation can be carried out and, of course, the value of the raw materials to be separated based on the current market price, in order to be able to prioritize the recovery of the most valuable materials if necessary.

Depending on the materials and products, the application of mechanical methods in the recycling of critical raw materials is successful as the main means of separation or suitable for pre-treatment. Crushing, grinding, desoldering equipment, cryogenic treatment of products and separation of materials using magnets and eddy currents have been found to be the most efficient methods for the separation of critical raw materials.