Recykling metali krytycznych - szansa dla nauki i przemysłu

Wydział Metali Nieżelaznych Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica Klaster Gospodarki Odpadowej i Recyklingu WMN Recykling metali krytycznych - szansa dla nauki i przemysłu prof. nadzw dr hab. inż. Stanisław Pietrzyk

Tradycyjny podział metali Podział Metali gęstość temperatura topnienia właściwości chemiczne Występowanie w przyrodzie Lekkie d<4,5 g/cm 2 Łatwotopliwe Sn, Pb, Al Szlachetne Ag, Au, Pt Bazowe Cu, Zn, Al, Pb Ciężkie d>4,5 g/cm 2 Trudnotopliwe W, Mo, Ti Nieszlachetne Mg, Al, Zn Rzadkie Ga, In, Re, RRE

Nowe podziały metali Wpływ mają min: Ekonomia Geopolityka i geostrategia Zawansowane technologie Przemysł zbrojeniowy Nowe nazwy: Metale strategiczne Metale deficytowe Metale krytyczne Przyczyny powstania nowych nazw/podziałów? Konferencja Współpraca Przedsiębiorców i Ośrodków Naukowych

Wzrost zastosowania metali W sumie 60!, w większości metale!

Gwałtowny wzrost gospodarczy w wielu krajach

Gwałtowny wzrost populacji ludzkiej

Wyczerpywanie się zasobów naturalnych

Spadek jakości rud Rudy coraz gorszej jakości, spadek zawartości metalu, wzrost ilości skały płonnej Wzrost kosztów wydobycia i przerobu, poszukiwania jak najtańszych złóż i dostawców

Zmiany głównych producentów i dostawców metali Niskie koszty produkcji, niskie ceny, zaniechanie wydobycia surowców i produkcji w krajach zachodu (wysoko-uprzemysłowionych)

Nadmierne koncentracja, wydobycie i produkcja w kilku krajach

Nadmierne koncentracja, wydobycie i produkcji w kilku krajach

Nowe zjawiska wojny o surowce metaliczne : 2010-2011 Chiński monopol na metale ziem rzadkich REM-stosowanie embarga na eksport, incydenty chińsko japońskie na morzu-wyspy Senkaku, interwencja WTO, arbitraż i potępienie restrykcji

Gwałtowny wzrost cen surowców i półproduktów, zagrożenie produkcji w krajach UE, USA, Japonii

Wprowadzenie pojęcia metale krytyczne Prace analityczne dotyczące zagrożeń na rynku surowców trwały od 2008r (USA) i 2009 r (UE) podstawowy dokument dotyczący krytyczności surowców powstał w czerwcu 2011 metale krytyczne dla gospodarki uważa się takie, dla których brak źródeł pierwotnych (złóż) i wtórnych oraz możliwości podjęcia produkcji na różnych etapach. Inna definicja określa metale krytyczne jako te, których dostępność jest niezbędna dla zawansowanych technologii, ale które są podatne na napędzane politycznie lub ekonomicznie wahania podaży

Wprowadzenie pojęcia metale krytyczne Analizę krytyczności surowców przeprowadzono opierając się na trzech grupach kryteriów: a) gospodarczo-ekonomiczne skutki ograniczenia podaży b) ryzyko ograniczenia (zachwiania lub przerwania) podaży, uzależnione od stabilności polityczno-gospodarczej krajów produkujących, poziomu koncentracji produkcji, możliwości substytucji i poziomu recyklingu c) "ryzyko środowiskowe", związane z ograniczeniami możliwości produkcji w poszczególnych krajach, wynikającymi z wymogów ochrony środowiska naturalnego (utrzymanie standardów jakości środowiska, minimalizacja zagrożeń).

Analiza krytyczności

Lista obejmuje 12 krytycznych metali w Unii Europejskiej istotnych dla gospodarek UE, które uznano w Raporcie z 2011 r. za poddawane zwiększonemu ryzyku zaburzeń podaży : a) Antymon, Beryl, Kobalt, Gal, German, Ind, Magnez, Niob, Tantal, Wolfram; (10) a) Grupa Metali Platynowców: platyna, pallad, iryd, rod, ruten, osm (6) a) metale ziem rzadkich: itr, skand oraz tak zwane lantanowce:lantan, cer, prazeodym, neodym, prometu, samar, europ, gadolin, terb, dysproz, holm, erb, tul, iterb i lutet (17) w sumie 33 metale!!

Tlenki i metale ziem rzadkich

Metale krytyczne -zastosowanie

Metale krytyczne wokół nas

Co dalej z metalami krytycznymi w EU? Jak zmniejszyć ich krytyczność? rozpocząć eksploatacje starych i nowych/zidentyfikowanych złóż, mniej zużywać, wytwarzać wyroby o dłuższej żywotności (? ) znaleźć materiały substytutowe- inżynieria materiałowa kopalnie miejskie- odpady komunalne źródłem metali krytycznych - organizacja zbiórki recykling na terenie EU zamiast eksportu zużytych wyrobów

eksploatacja starych i nowych/zidentyfikowanych złóż

Zakaz eksportu odpadów

Kopalnia miejskia- CITY Mining, URBAN Mining

Kopalnia miejskia- CITY Mining, URBAN Mining Metal kg/rok Metal kg/rok Iron 6 300 000, ± 309,000 Aluminum 3 400 000, ± 191,000 Copper 440 000, ± 44,000 Zinc 320 000, ± 60,000 Barium 150 000, ± 12,000 Lead 110 000, ± 9800 Chromium 36 000, ± 2800 Strontium 26 000, ± 1800 Nickel 24 000, ± 2300 Zirconium 23 000, ± 8400 Tin 15 000, ± 1400 Wolfram CRIT 11 000, ± 9600 Vanadium 2 200, ± 150 Cobalt CRIT 2 100, ± 160 Lithium 1 800, ± 120 Cadmium 1 800, ± 110 Molybdenum 1 700, ± 180 Rubidium 1 700, ± 90 Yttrium REE 1 600, ± 710 Neodymium REE 1 500, ± 590 Silver 1 100, ± 140 Bismuth 570, ± 31 Hafnium 530, ± 187 Niobium CRIT 50,0 ± 19 Gallium CRIT 440, ± 27 Praseodymium 380, ± 170 REE Tantalum CRIT 250, ± 110 Scandium 190, ± 16 Gold 81, ± 40 Selenium 89, ± 4.1 Gadolinium 150, ± 35 Indium CRIT 58, ± 4.4 REE Beryllium CRIT 56, ± 6.2 Germanium CRIT 41 ± 2.8 Tellurium 17, ± 2.2 Thallium 16 ± 4.1 Platinum PGM 12, ± 4.4 Ruthenium PGM 0,10 ± 0.033 Rhodium PGM 0,018 ± 0.010 Spalarnia odpadów komunalnych 25 t/h (200.000,0 t/rok) po spaleniu 40.000, t/r Thermo-Re process w Hinwil, Szwajcaria

Recykling metali krytycznych- szansa dla nauki i przemysłu

Recykling metali krytycznych- szansa dla nauki i przemysłu Elementy składowe telefonu komórkowego

Recykling metali krytycznych- szansa dla nauki i przemysłu 700 mg Indu cm 2, 200mg Indu /kg

Recykling metali krytycznych- szansa dla nauki i przemysłu Nowoczesna analiza obrazu Własciwe rozpoznanie Umicore Hoboken- Belgium Rönnskär, Sweden Harjavalta, Finland HM Legnica- recyklingowa

Recykling metali krytycznych- szansa dla nauki i przemysłu

Dziękuję za uwagę!

Metale krytyczne wokół nas