Europa's eerste pilootinstallatie voor microgolfverwarmde uitloging

Stap vooruit voor terugwinning kostbare metalen en circulaire economie

Het PEACOC-project, dat door de EU gefinancierd wordt, heeft een baanbrekende pilootinstallatie voor microgolfverwarmde uitloging ontwikkeld. De installatie kan de tijd, energie en chemicaliën die nodig zijn om kostbare metalen uit gebruikte autokatalysatoren terug te winnen, verminderen.

Innovatie in recyclageprocessen

De microgolfverwarmde uitlogingspiloot (MWAL), die nu operationeel is op de site van MONOLITHOS in Athene, is een grote stap vooruit in recyclage-efficiëntie. In vergelijking met conventionele processen, die bekend staan om hun energie- en grondstoffenintensiteit, gebruikt deze technologie microgolfenergie om snel platinagroepmetalen (PGMs) uit gebruikte katalysatoren te extraheren. Voor de ontwikkeling van de piloot kreeg het project met meer dan 11 miljoen euro financiële steun van het European Health and Digital Executive Agency [HaDEA].

Als resultaat worden reactietijden teruggebracht van uren tot minuten, het gebruik van zuren wordt aanzienlijk verminderd en edelmetalen worden met hoge opbrengsten teruggewonnen. Bovendien opent de elektrificatie van het systeem de mogelijkheid om te worden aangedreven door hernieuwbare energie, waardoor een typisch koolstofintensieve operatie wordt omgezet in een circulaire oplossing die aansluit bij de klimaatdoelstellingen van Europa. 

Fero Kukurugya, onderzoeker bij VITO benadrukt dat de pilootinstallatie "de duurzame industrie in Europa een aanzienlijke troef biedt door de metaalextractie te versnellen via elektrificatie". "Deze technologie ondersteunt rechtstreeks de Europese industriële strategie en circulaire economiedoelen door reactietijden van uren tot minuten te verminderen, het gebruik van chemicaliën te minimaliseren en hoge opbrengsten te behalen. Integratie van MWAL met hernieuwbare energie verbetert verder de grondstoffenefficiëntie van Europa, stimuleert lokale hydrometallurgische faciliteiten en versterkt onze inzet om duurzaamheid en klimaatneutraliteit te bereiken", aldus Kukurugya.

MONOLITHOS, als vertegenwoordiger van de industrie en KMO’s, erkent dat deze technologische realisatie het duurzaamheidsprofiel van het bedrijf versterkt en het positioneert als een leider in circulaire economiepraktijken: "De succesvolle werking van Europa's grootste microgolfverwarmde hydrometallurgische PGM-recyclage-unit bij MONOLITHOS in Athene, Griekenland – het opschalen van de innovatieve technologie ontwikkeld binnen het PEACOC-project – markeert een belangrijke mijlpaal voor de Europese industriële veerkracht en duurzaamheid."

"Deze realisatie ondersteunt direct het Actieplan Circulaire Economie van de Europese Commissie door de hoogrenderende, hoogzuivere terugwinning van kritieke grondstoffen mogelijk te maken, waardoor afval wordt verminderd en de levenscyclus van materialen wordt verlengd. Het sluit ook aan bij de Industriële Strategie voor Europa, die streeft naar versterking van de autonomie en concurrentiekracht van de EU door innovatie en circulaire waardeketens. In het bijzonder verbetert deze ontwikkeling de capaciteit van de EU om strategische materialen zoals edelmetalen te leveren voor gebruik in schone energie, de automobielsector en defensietoepassingen, waardoor de afhankelijkheid van import wordt verminderd en groene industriële groei wordt gestimuleerd."

Van lab naar piloot – een sprong vooruit in metaalrecyclage

Het succes van de MWAL PEACOC-piloot is het resultaat van de samenwerking tussen verschillende partners, waaronder het Belgische VITO, het Spaanse CEINNMAT en het Griekse MONOLITHOS. Terwijl VITO-onderzoekers de MWAL-technologie hebben ontwikkeld en geoptimaliseerd, waarbij de operationele kosten en het chemicaliënverbruik zijn verminderd, hebben CEINNMAT-ingenieurs de MWAL-piloot gebouwd, inclusief de microgolfreactor en het controlesysteem.

De piloot past in een standaardcontainer en werd gemonteerd in Athene, op de site van MONOLITHOS, waar hij al is getest en een PGM-geconcentreerde loogoplossingen heeft geproduceerd uit gebruikte autokatalysatoren. Zijn mobiliteit opent de deur naar metaalterugwinning op locatie in regio's zonder grootschalige infrastructuren. 

In de komende maanden zal de laatste unit – de Gas Diffusion Electrocrystallisation (GDEx) piloot, tevens ontwikkeld door VITO, aankomen in Athene. Zodra deze is gemonteerd en gekoppeld aan de andere units, zal de volledige geïntegreerde PEACOC-piloot niet alleen PGM, maar ook goud en zilver terugwinnen. Binnen een week van werking wordt verwacht dat het systeem volgende zal opleveren: 

• 2 kg platinagroepmetalen (PGM) 
• 10 kg zilver 
• 0,5-1 kg goud 

Deze gerecycleerde metalen zullen daarna opnieuw worden geïntegreerd in verschillende productieprocessen in Europa, waarbij ze worden gevaloriseerd in de productie van nieuwe katalysatoren, in katalytische nanodeeltjes voor elektrochemische energietechnologieën en in 3D-geprinte producten en zelfs als individuele metalen met hoge toegevoegde waarde. Hun terugwinning vermindert de afhankelijkheid van mijnbouwactiviteiten, verlaagt de materiaalkosten en ondersteunt duurzame, circulaire initiatieven in kritieke industriële sectoren. 

Economische en industriële relevantie

Ondanks de recente daling van de prijzen van palladium en platina, die contrasteert met de trend voor goud, blijft de industriële waarde van PGMs hoog vanwege hun toepassingen in strategische sectoren, zoals medische apparaten, digitale technologieën, schone energie en mobiliteit.

Europa, dat het merendeel van zijn kritieke grondstoffen importeert, staat onder druk om toeleveringsketens te beveiligen te midden van stijgende wereldwijde concurrentie en volatiele markten. De innovaties van PEACOC bieden een blauwdruk om de binnenlandse productie van benodigde metalen te versnellen, kritieke grondstoffen terug te winnen uit afgedankte producten en de afhankelijkheid van import te verminderen. 

Het MWAL-proces is al geoptimaliseerd om andere afvalstromen te recycleren, waaronder zonnepanelen en elektronisch afval, waardoor de relevantie ervan zich uitstrekt over de volledige duurzame technologiesector. 

Oproep tot sterkere EU-beleidssteun

Ondanks de kritieke rol van PGMs in schone energie, defensie en lucht- en ruimtevaart, blijft de Europese beleidssteun voor de PGM-sector beperkt. Vertegenwoordigers van de industrie roepen op om deze sector op te nemen in het strategische kader van de European Raw Materials Alliance [ERMA], die tot nu toe zeldzame aardmetalen heeft geprioriteerd. De EU erkend PGMs als kritieke grondstoffen die van vitaal belang zijn voor de industriële veerkracht en strategische autonomie van Europa.

Inspanningen voor de terugwinning van PGMs hebben ook een positieve impact op de Duurzame Ontwikkelingsdoelen van de VN - met name SDG 12 (Verantwoorde Consumptie en Productie), SDG 9 (Industrie, Innovatie en Infrastructuur), en SDG 13 (Klimaatactie). Vertegenwoordigers van MONOLITHOS roepen op tot implementatie van beleid dat de afzonderlijke inzameling en behandeling van autokatalysatoren vereist zodat de terugwinning van PGMs uit afgedankte voertuigen kan worden gemaximaliseerd. 

 

Over het PEACOC-project 
Het PEACOC-project is een gezamenlijk onderzoeksinitiatief waarbij prominente Europese onderzoeksinstellingen betrokken zijn. Het werd gelanceerd in mei 2021 om een eerste economisch en ecologisch levensvatbaar pre-commercieel metallurgisch systeem voor de terugwinning van edelmetalen - een metaalfamilie die platinagroepmetalen (PGMs), en goud en zilver omvat - te ontwikkelen en te demonstreren. Edelmetalen zijn van groot belang voor de EU-economie en zijn door de Europese Commissie als kritieke grondstoffen aangemerkt. 
Het PEACOC-concept is gebaseerd op eerder ontwikkelde terugwinnings- en raffinagetechnologieën, opgeschaald naar TRL 5 in het PLATIRUS-project: Deep Eutectic Solvents (DES) gebaseerde extractie en scheiding van PGMs, microgolfverwarmde uitloging (MWAL) en gasdiffusie elektrocrystallisatie (GDEx). 

Bron: VITO