Kattguld

Få tänker på att mineraler kan ha aktiva egenskaper som gör att de interagerar med sin omgiving. Forskare vid Åbo Akademi och Åbo universitet har tagit fram en vattenreningsprodukt som bygger på mineralen vermikulit – i folkmun känd som ”kattguld”.

Text: Marcus Prest

OLAV EKLUND, professor i geologi vid Åbo Akademi har under en längre tid tänkt att han som forskare förutom att utbilda folk också ska kunna ge något direkt tillbaka till samhället, något som samtidigt gör något för att förbättra miljön.

– Mina tankar i den här riktningen väcktes medan jag hållit fältkurser i geologi ute på Åland. Jag har hållit på med dessa kurser i tiotals år och samtidigt följt med hur vattenmiljön kontinuerligt försämrats, säger Eklund.

– Det har naturligtvis forskats mycket i allt det här. Men från forskningsresultat till action är det en lång väg. Det händer i allmänhet inte så mycket, tyvärr.

Eklund kände från litteraturen till att det finns vissa mineraler som kan ta in ammoniumkväve till sitt kristallgitter. Ammoniumkvävet är tillsammans med fosfor den centrala komponenten i övergödningen av Östersjön – det är ammoniumkväve och fosfor som rinner av åkrarna ner i havet.

– Jag satte en forskningsassistent på jobbet att leta fram vilken typ av lermineral som fångar ammoniumkväve. Det visade sig att det är mineralet vermikulit som gör det. I folkmun kallas vermikulit ”kattguld”, det vill säga ett mineral som de flesta är bekanta med.

– Det visade sig att vermikulit är verkligt effektiv på uppgiften vi ville ha den att göra. Den kan under goda förhållanden absorbera den största delen av ammoniumkvävet på under fem timmar. Detta gör också att lukten försvinner då ingen ammoniak hinner bildas.

Vermikulitens egenskaper satte igång en del idéer. Det centrala är alltså vattenrening, man kan till exempel placera den på ställen där mindre vattendrag rinner ut till större vattendrag. Att vermikuliten tar bort lukt gör att den också är ett fiffigt material att använda i torrdass. Och till exempel på hönsgolv, i biogasanläggningar, avstjälpningsplatser, och kanske även i vattenreningsverk – för att ta hand om slagget.

Men det som gör vermikuliten extra smart är att den kan användas som gödsel igen: genom att mineralen tar upp ammoniumkvävet i sitt kristallgitter, vilket gör att ammoniumkvävet får en praktiskt hanterbar form, kan ammoniumkvävet återföras tillbaka till åkern där den befrämjar växtligheten.

– Som gödsel fungerar produkten då den är laddad med ammoniumkväve oerhört bra. Skillnaden till referensprodukter är nästan som i Kalle Anka. Vi ser tio gånger starkare granplantor och 22 gånger tyngre kålhuvuden på samma växttid i jämförelse med referenssubstanser.

Riskkapital för riskfria projekt

Efter att ha konstaterat mineralens goda egenskaper har Eklund och den grupp forskare från Åbo Akademi och Åbo universitet och företagare som förutom Olav Eklund är Caius Kuhlefelt, Taina Laiho, Rasmus Blomqvist, Miradije Rama, Jens Johansson, Timo Forss och Stefan Sandbacka, kollat på marknadsanalyser och på var man kan få tag på vermikulit och rätt sorts vermikulit. Det vill säga vermikulit som har den rätta och bästa kemiska sammansättningen för processen och inte är kontaminerad med tungmetaller. I samband med detta bildade gruppen företaget NanoGeo Finland.

– Det första vi behövde var riskkapital. Men det visade sig att det knappt finns något riskkapital alls i Finland. Och det som finns satsas bara på bombsäkra projekt. Vi fick höra: ”Vi ger er kapital under förutsättningen att ni visar tre storkunder som förbinder sig att köpa stora volymer i tre år framåt”. Vad är det för ett riskkapital? Vad är det för risk, säger Eklund.

– Vi lärde oss att man inte ska komma på något splitternytt, det är för omständligt. Man ska istället hitta en liten förbättring till något som redan existerar. Nå, då bestämde vi oss för att göra det här själva. Vi startar upp och börjar göra allt själv med stöd av Tekes och K.H. Renlunds stiftelse.

Biprodukt från gruvdrift

Vermikulit är en biprodukt från fosforgruvor. Vermikuliten finns i det övre lagret i jordsedimentet innan man kommer åt fosforn och skyfflas därför åt sidan. Gruppen koncentrerade sig först på vermikulit från Kovdorgruvan i Ryssland. Gruvan och verksamheten visade sig vara igång men ingen på plats visste vem som äger gruvan, vilket gjorde det omöjligt att göra några överenskommelser eller affärer. Senare har man på den internationella marknaden hittat den typ av vermikulit man behöver för att göra den typ av produkt man har i tankarna.

– Vi vill inte i detta skede berätta varifrån vi köper vår vermikulit. Men just nu får vi tag på rätt sorts vermikulit till ett marknadsmässigt fördelaktigt pris, säger Jens Johansson.
Eklund säger att fosforfyndigheten i Sokli i Lappland skulle vara en bra kandidat om det skulle startas gruvdrift där.

– Dels skulle NanoGeo kunna hjälpa gruvan med avfallsprodukter, dels skulle det vara bra för företagsamheten där uppe, säger Eklund.

NanoGeo lanserade GeoTrap i somras – det är företagets första produkt. GeoTrap är en vermikulitprodukt som tar bort ammoniumkvävet ur mänsklig avföring och samtidigt tar bort lukten. Det är alltså en ersättning för torven och den kan även användas efteråt som ett näringstillskott för växter.

Caius Kuhlefelt, VD för NanoGeo och erfaren företagare, säger att företaget ville få ut en produkt på marknaden så snabbt som möjligt.

– Vi vill dels testa förpackningen, dels produkten och dels vill vi etablera ett återförsäljningsnätverk. Den här delen har gått bra. Vi ville också ha ett en produkt direkt för att generera lite pengar som vi använder till forskning och för att göra oss oberoende av stöd och stipendium så fort som möjligt. Vi vill snabbt bli självbärande.

En återvunnen gödsel kommer att vara vår nästa produkt, men miljön där vi kan ladda GeoTrap för att göra denna gödsel är ännu inte klar, säger Kuhlefelt.

– När vi tittar på andra tillämpningsområden har vi ännu inte kommit tillräckligt långt i vår forskning. Att till exempel använda vermikulit vid biogasanläggningar fungerar bra för att få bort ammoniumkväve från slaggprodukten, men vi vet inte säkert vad vi får med i vermikuliten efter att den tas ut därifrån. Innan vi vet att det går att sätta vermikuliten tillbaka ut i kretsloppet, till exempel på åkern, är det inte värt det.

Detsamma gäller också slaggbassänger vid vattenreningsverk.
– De kanske mest potentiella tillämpningsområdena är olika boskaps- och hönsfarmer samt fiskodlingar där vi har bättre koll på vilka ämnen vi har att handskas med.
GeoTrap har tagits väl emot. Det finns 500 000 utedass i Finland, många av dem finns ute i skärgården. GeoTrap fungerar som ett medel i kampen mot övergödningen och algblomningen.

Foto: Wikipedia Commons.

•  Stora vermikulitfyndigheter finns i Brasilien, Ryssland och Sydafrika.
•  När vermikulit kommer i kontakt med ammoniumkväve slänger ammoniumjoner ut magnesiumjoner eller andra joner som sitter löst i vermikuliten och tar deras platser.
•  Om det finns fosfor i omgivningen kan magnesiumjonerna och ammoniumjonerna reagera med det och bilda mineralet struvit, ett ammoniummagnesiumfosfat. En positiv sidoeffekt eftersom man på detta sätt även kan fånga in fosfor.
•  Gittret går dessutom hårt ihop när ammoniumkvävet tar magnesiumjonens plats – det har kunnat konstateras med röntgendiffraktion. Ammoniumkvävet kommer fram först när rötter och groddar suger ut den.