Ekosementillä hurjia päästövähennyksiä

Oulun yliopiston CECIRE-tutkimushankkeessa (Cement From and For Circular Economy), on kehitetty teollisuuden epäorgaanisista jätteistä ja sivuvirroista valmistettu kalsiumsulfoaluminaatti-sementti eli CSA-sementti.

Business Finlandin rahoittaman hankkeen ovat toteuttaneet Oulun yliopiston prosessimetallurgian ja kuitu- ja partikkelitekniikan tutkimusyksiköt, jotka kuuluvat Oulun yliopistolle perustettuun kiertotalouden tutkimuskeskittymään InStreams Hubiin.

Ekosementti eli CSA vähentää materiaaleista peräisin olevia hiilidioksidipäästöjä jopa 90 prosenttia ja sementin valmistuksen hiilidioksidipäästöjä jopa 60 prosenttia perinteiseen kalkkikivisementtiin verrattuna.

Sementtiteollisuus aiheuttaa noin kahdeksan prosenttia maailman hiilidioksidipäästöistä. Noin kaksi kolmasosaa (2/3) päästöistä syntyy kalkkikiven kalsinoinnista ja yksi kolmasosaa (1/3) polttoaineen palamisesta korkean lämpötilan sementtiuuneissa (~1500 °C). 

Vähentää kalkkia

Nyt kehitetyn sementtilaadun valmistusprosessi vähentää kalsinoitavan kalkin tarvetta, sekä vaatii alemman tuotantolämpötilan. Kaivos-, metalli-, kemian ja energiateollisuudessa syntyvät epäorgaaniset jätteet ovat määrältään suurin vuosittainen jäte-erä Suomessa, lähes sata miljoonaa tonnia. Teollisuuden jätteiden läjitys on kallista, joten materiaalien hyötykäyttö on myös taloudellisesti merkittävää.

Ekosementin olennainen osa on sideaineina toimivat teollisuudensivuvirroista saadut raaka-aineet. Kalsiumsulfoaluminaatti-sementti, on katsottu erinomaiseksi täyttömateriaaliksi esimerkiksi kaivoksissa, sulfaattipitoiseen jätemateriaalin stabiloimiseen, sekä yhtenäisiin valuihin kuten betonielementteihin.

CSA-sementtiä voidaan myös tuottaa nykyisessä sementtitehtaan kokoonpanossa ilman suuria muutoksia tai pääomasijoituksia.

Kuonat raaka-aineena

Metalliteollisuus tuottaa epäorgaanista kuonaa, joka sisältää CSA-sementtiin tarvittavat ainesosat, alumiinioksidin, kalkin, piidioksidin ja raudan oksideja. CECIRE-projektissa näitä metallurgisen teollisuuden jäämiä yhdistettiin muihin teollisuuden sivutuotteisiin teollisessa mittakaavassa. 

”Tutkimuksen saattaminen laboratoriosta käytäntöön on ollut palkitsevaa. Yhteistyöllä olemme saavuttaneet merkittäviä tuloksia epäorgaanisen kiertotalouden haasteiden ratkaisemisessa”, sanoo tiedotteessa Oulun yliopiston väitöskirjatutkija Visa Isteri.

Tohtori Theodore Hanein, Sheffieldin yliopiston materiaalitieteiden ja tekniikan laitokselta osallistui vaihtoehtoisten sementtien tutkimukseen ja teolliseen skaalaukseen. 

”Olemme onnistuneesti luoneet symbioottisia ratkaisuja suurteollisuuteen, jotka hyödyntävät sekä ilmastoa että teollisuutta”.