Prekursorimateriaalin tuotannon vedenkäytön ympäristövaikutusten analyysi

Abstract

Yhteiskunnan ja liikenteen sähköistyminen on kasvattanut akkujen kysyntää ja vesien hallinta kohdistuu kasvihuonepäästöjen minimoimisen ohella olennaisesti niiden tuotantoon. Akkuarvoketjun suurimpia vedenkuluttajia ovat kaivosteollisuus ja prekursorin valmistus. Prekursorin valmistus on uudenlaista teollista toimintaa Suomessa haastaen maan nykyistä toimintaympäristöä. Sen kuluttaa merkittävän määrän vettä, mikä heijastuu prosessijätevesien käsittelyyn. Jätevesien haitallisin aine on rikkihapon suolana tunnettu sulfaatti, jota ei ole määritetty vesistöille vaaralliseksi aineeksi, minkä vuoksi Suomen lainsäädäntö on vajaa. Sinne ole merkitty selkeitä purkuraja-arvoja sulfaattijätteelle, joten suunniteltujen prekursoritehtaiden alkuperäisissä ympäristölupahakemuksissa sulfaatille ei ole esitetty poistoratkaisuja. Prekursoritehtaiden jätevesien natriumsulfaattipitoisuudet ovat korkeat, ja niillä arvioidaan olevan haittavaikutuksia (kerrostuminen, elohopean metylaatio) purkuvesistöön.

BAT-päätelmiä prekursorituotannon jätevesien puhdistukselle ei ole määritetty. Yleisesti parhaana puhdistustekniikkana pidetään kiteyttämistä, joka on todistetusti toimivaa tekniikkaa. Sen ongelmana on muodostuva kiinteä natriumsulfaatti. Potentiaalisempana vaihtoehtona pidetään bipolaarista elektrodialyysiä, jossa natriumsulfaattipitoinen vesi voitaisiin hyödyntää lipeän ja rikkihapon valmistukseen sähköintensiivisellä kalvotekniikalla. Tekniikkaa pidetään pitkällä aikavälillä akkuteollisuudelle hyödyllisempänä muodostuvan lipeän hyödyntämismahdollisuuksien myötä.

The electrification of society and transport has increased the demand for batteries, and water management is essentially focused on their production in addition to minimising greenhouse gas emissions. The largest water consumers in the battery value chain are the mining industry and precursor manufacturing. It is a new kind of industrial in Finland challenging the country's current operating environment. It consumes a significant amount of water, which is reflected in the treatment of process wastewater. The most harmful substance in wastewater is sulphate, known as the salt of sulphuric acid, which has not been defined as a hazardous substance for waterways, which is why Finnish legislation is inadequate. There are no clear discharge limit values for sulphate waste, so no removal solutions for sulphate have been presented in the original environmental permit applications of the planned precursor plants in Finland. The sodium sulphate concentrations in the wastewater of the precursor plants are high and they are estimated to have adverse effects (stratification, mercury methylation) on the discharge water.

BAT conclusions for wastewater treatment from precursor production have not been determined. In general, the best cleaning technique is crystallization, which is a proven technique. Its problem is the formation of solid sodium sulfate. A more potential option is bipolar electrodialysis, in which water containing sodium sulphate could be used to produce sodium hydroxide and sulphuric acid using electro-intensive membrane technology. The technology is considered more useful for the battery industry in the long term due to the possibilities of utilising the formed sodium hydroxide in precursor production plant.