Vi behöver cirkulär ekonomi och forskning kring det för att kontinuerligt kunna tillfredsställa våra ökade behov av metaller.

Metaller spelar en stor roll i våra liv och vi förbrukar dem. Metallåtervinningen måste inkludera även obekväma metaller, såsom bly. Metaller binds till varandras strukturer. Vid återvinning kan man inte plocka russinen ur kakan, utan alla material måste återvinnas.

Tidigare under hösten berättade professor Markus Reuter från SMS Group i Tyskland vid distansevenemanget Foresight Thursday – The Future of Circular Economy in Cities om metaller och hur de framträder gemensamt och återvinns. Evenemanget var en del av akademiprogrammet Kritiska material i städernas cirkulära ekonomi. Reuter konstaterade att det inte finns någon mobiltelefon eller kaffebryggare som hundraprocentigt kan återvinnas tillbaka till sin ursprungliga form, och nya bilar kan inte heller byggas av enbart återvunnet material. Med hjälp av forskning kan man söka orsaker till detta.

Det är viktigt att forska i processerna i städernas cirkulära ekonomi eftersom några av metallerna har blivit kritiska material

I det vardagliga talet om cirkulär ekonomi behandlas nuförtiden sällsynta jordmetaller som upptäcktes inom kemin och fysiken för bara omkring hundra år sedan. Metallernas värld har förändrats snabbt. Under vattenhjulens, väderkvarnarnas och blyfärgens tid på 1700-talet behövdes nästan bara bly, zink, tenn, järn och koppar. Under vattenturbinernas och de industriella maskinernas tid på 1800-talets behövdes utöver de föregående mest kobolt, mangan och kalcium. Under vattenkraftverkens, elbelysningens och titandioxidets tid på 1900-talet behövdes å andra sidan de nya metallerna platina, volfram, guld, vanadin, magnesium, molybden, kisel, titan, aluminium, krom och nickel.

Solceller, vindkraftverk, led-lampor och elbilar på 2000-talet leder till efterfrågan på både de tidigare nämnda metallerna och nya metaller såsom kadmium, rutenium, palladium, iridium, rodium, osmium, arsenik, zirkonium, tantal, niob, cerium, gallium, germanium, indium, tellur, silver, uran, vismut, kalium, antimon, litium och sällsynta jordmetaller. Av de ovan nämnda metallerna är de kursiverade definierade som kritiska metaller av Finlands försörjningsberedskapscentral.

Orsaken till att de definieras som kritiska metaller är att tillgången på den fria marknaden inte motsvarar efterfrågan. Behovet av många metaller ökade nästan exponentiellt på 1900-talet. Samtidigt krymper jordklotets kända mineralreserver eller så ligger reserverna på politiskt eller i övrigt omstridda områden.

Cirkulär ekonomi för metaller är en nödvändighet

I städernas cirkulära ekonomi är de kritiska materialen de material som behövs. Enligt en annan logik är de kritiska materialen de vi inte vill ha i vårt liv. Vissa metaller är farliga för människor. Bland dem finns bland annat bly, krom eller radioaktiva metaller som uran. Trots att de är skadliga för människor tycker andra metaller om dem, och tillsammans blandas metallerna med varandra.

Det är svårt att ersätta metaller eftersom naturen har gett metaller och metallföreningar egenskaper som vi vill ha i produkter. Titandioxid har till exempel ett högt brytningsindex och därför är den ett överlägset ämne för vit färg.

Vid återvinning krävs en oerhörd noggrannhet då en miljondel främmande ämne kan förorena metallen eller metallföreningen. Vi kräver att våra produkter ska hålla jämn kvalitet och lägger lätt märke till avvikelser som orsakas av så små orenheter. Produkterna är ofta så komplicerade att tillverkaren inte kan separera metallerna i sina produkter så att de blir tillräckligt rena för att användas på nytt i liknande produkter.

I verkligheten innebär återvinning ofta även annat än planerad återvinning. På Kemiras titandioxidfabrik i Björneborg återvanns svavelsyrevatten. Jag kommer ihåg hur natriumhalten i sedimenteringslösningen från slutprodukten bara steg och steg. Natriumet som har god löslighet sedimenterades inte bort från lösningen på vägen, utan cirkulerade i en loop med det syrade vattnet.

Återvinning är komplicerat, och vid återvinning växer orenheterna för varje varv, som natriumet i det syrade vattnet. Därför bör man också forska i hur många gånger material kan återvinnas.

“Återvinningscykeln kan inte vändas utan vissa metallurgiska grenar.”, påminde professor Reuter i höstas. Till exempel ett förbud mot bly eller tenn skulle ha enorm inverkan på den cirkulära ekonomin. Metaller binds till varandra och det behövs kunskaper i metallurgi för att inte råka ut för tråkiga överraskningar vid metallåtervinning.