Metaller och Milj Maria KnutsonWedel Institutionen fr materialteknik

Metaller och Miljö Maria Knutson-Wedel Institutionen för materialteknik

n Metallflödet i samhället är stort och ÖKAR pga – Utvecklingsländer bygger infrastruktur – I-länder får större och mer varierad användning av metaller

Produktion/BNP [kg/$] Materialanvändning USA, 1900 -talet Plast Al 10 Trä Papper 1 Cu Bly Stål Papper Al Trä Cu Stål Bly 0. 1 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Dagens innehåll n 1) Utvinning av metaller; 3 miljöproblem – Räcker metallerna? – Utvinning belastar naturen – Energikrav belastar naturen n 2) Metallflödet i samhället; 1 miljöproblem – Metallutsläpp belastar naturen n 3) Vad kan ingenjörer göra?

Miljöproblem 1 vid utvinning Kan metallerna ta slut?

Metallreserver i världen Reserv / produktion

Resurser istället för reserver Resurs = Vad som går att bryta oavsett pris eller koncentration i malmen

Energikostnad /utvunnen massa Mineralogisk barriär Metall bundet i form av atomär substitution Anrikad metall i malmmineral Geokemiskt vanliga metaller (Fe, Al) Koncentration [%]

Hur ser resurserna ut nu?

Strategiska metaller n n Vagt definierat Vitala för ett lands industri och försvar Svåra att ersätta Måste importeras från tex – Centrala och södra Afrika, fd Sovjet n Tex krom, platina, kobolt och mangan

Miljöproblem 1 vid utvinning: den ekologiska ryggsäcken Mton / år 10 20

Miljöproblem 2 vid utvinning: Energiåtgång n Det går åt stora mängder energi för att primärframställa metaller – (Av all energi är 70% från Fe) n Orsakar 10% av jordens CO 2 utsläpp n Sekundärproduktion: Kräver 5 -30% av energin jämfört primärproduktion – Al: 5 %

Exempel mikrochip n 2 gr mikrochip kräver vid tillverkning – 1, 6 kg fossila bränslen – 72 gr kemikalier – 32 gr vatten Tillverkningsmaterial = 630 ggr slutproduktsmaterial PLUS ryggsäcken

Varför skall vi undvika utsläpp?

Var finns metallutsläppen i samhället? Kemikalier Färg Biocider Medicinsk, dental Batterier Elektriska apparater Ytskikt Metallisk

Exempel kopparflödet i Sverige i kton/år RåCu 88 Tillverkning IN 14 111 IN Cu 14 ? Användning 31 27 17 Skräphantering Vatten & luft: 0. 12 färg, impregn: 1 vattenrör: 0. 04 tak: 0. 06 10

Medlen och lösningarna n Bärkraftighetsekvationen; –I= i * m * u * P – i = effekt på miljön / kg material – m = material och energiflöde / nytta – u = nytta / capita (vårt mål) – P = population (1010) (givet)

Huvudlinjer - påverka i och m n Dematerialisera (m) – Reducera metallflödet - använd mindre mängd (relä, solfångare) – Bromsa flödet - använd saken länge (kvalitet, korrosionsskydd, underhåll) – Slut flödet - återanvänd, återvinn (Al-burkar) n Transmaterialisera (i) – Använd ett annat material som är mindre farligt/sällsynt • (Blyfri bensin - amalgamersättning - fiberoptik)

7 nivåer av substitution 1) Råmaterial - Samma material kan erhållas från olika råmaterial 2) Material - Ersätt materialet 3) Komponent - En annan typ av batteri 4) Subsystem - Elektrisk motor i bil 5) System - Tåg istället för bil 6) Strategi - En annan strategi till samma mål (Telefonmöte? ) 7) Värdering - Värdera om målet

Gör rätt åtgärd Blyfri elektronik (ersätt med vismut /tenn): problem med återvinningsprocessen (bly återvinns lätt) Blyad bensin i privatflygplan är tillåtet: 5 ton/år i Sverige hamnar i inandningsluft, går ut i blodet Bly från glödlampor som slängs i soporna (97%) 12 -40 ton/år hamnar i deponi som aska

Rönnskärsverken och guldet 25 kton elektronikskrot som kommer från hela världen Mobilen ger Cu, Ag, Au, Pd Hela mobilen smälts ner, datorn krossas och viss plast, Hg och PCB sorteras bort n n 100 gr mer Au i skrot än i malm (200 g/ton) Idag lika mycket Au från skrot som från malm

Stålindustrin vaknar till liv Projekt Ultra Light Steel Auto Body-Advanced Vehicle Concept 1994 -2002 35 tillverkare inkl. SSAB Al hot - Ultrahöghållfast stål (ferrit/martensit) tar upp 30% mer energi 42% lättare dörr 32% lättare motorhuv/grill 29% lättare baklucka Volvo Ford Fiat Honda Renault