Metallien talteenoton kehittäminen
Taam, Teemu (2016)
2016
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202401251787
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202401251787
Tiivistelmä
Tämän opinnäytteen tavoitteena on kehittää uudenlaiselle metalliseokselle hydrometallurginen talteenottomenetelmä, jolla saataisiin seoksesta kolme eniten hyödynnettävissä olevaa metallia. Työn keskeisimpiä menetelmiä ovat liuotus sekä kemiallinen ja fysikaalinen saostus. Seoksessa olevat metallit liuotetaan, minkä jälkeen ne saostetaan kemiallisesti eli lisäämällä näytteen koostumuksesta riippuen happoa tai emästä. Fysikaalisessa saostuksessa turvaudutaan liuoksen fysikaalisiin muutoksiin, kuten liuottimen haihduttamiseen.
Työ suoritettiin toimeksiantajan, Oulu Water Alliance Ltd:n tiloissa Oulun Linnanmaalla. Saostuskokeita suoritettiin seitsemän, joissa miltei jokaisessa käytettiin neljää rinnakkaisnäytettä. Erotus toteutettiin siten, että kaksi metallia saataisiin yhdessä ja kolmas erillään. Toimeksiantajan aikaisempien kokeiden perusteella ensimmäisessä saostuksessa käytettiin pH 5:tä ja jälkimmäisessä pH 11:tä. Saostuksen lopussa jäänyt natriumsuolaliuos haihdutettiin, jotta suolat saataisiin kiteytettyä. Sakoista osa analysoitiin ICP-OES:llä ja osa XRF:llä. Metallien analyysipalvelut hankittiin kolmannelta osapuolelta.
Viitteellisten tuloksien perusteella saatiin menetelmä, jota toimeksiantaja tulee kehittämään lisäkokeilla ja hyödyntämään menetelmän teollisuusmittakaavan pilotoinnissa. Tutkituista metalleista ainoastaan yksi saatiin erotettua erikseen, kun kahden muun metallin erottamisessa havaittiin ensimmäisen pH-säätelyn tuottavan ongelmia. Kokeiden tulosten perusteella havaittiin toisen metallin saostuvan molempiin sakkoihin riippumatta säädetystä pH:sta. Suodatuksen ja lämmityksen havaittiin vaikuttavan prosessin lopussa jäävän natriumsuolan esiintyvyyteen saostuksissa ja parantavan tavoitettujen metallien pitoisuutta.
Työ suoritettiin toimeksiantajan, Oulu Water Alliance Ltd:n tiloissa Oulun Linnanmaalla. Saostuskokeita suoritettiin seitsemän, joissa miltei jokaisessa käytettiin neljää rinnakkaisnäytettä. Erotus toteutettiin siten, että kaksi metallia saataisiin yhdessä ja kolmas erillään. Toimeksiantajan aikaisempien kokeiden perusteella ensimmäisessä saostuksessa käytettiin pH 5:tä ja jälkimmäisessä pH 11:tä. Saostuksen lopussa jäänyt natriumsuolaliuos haihdutettiin, jotta suolat saataisiin kiteytettyä. Sakoista osa analysoitiin ICP-OES:llä ja osa XRF:llä. Metallien analyysipalvelut hankittiin kolmannelta osapuolelta.
Viitteellisten tuloksien perusteella saatiin menetelmä, jota toimeksiantaja tulee kehittämään lisäkokeilla ja hyödyntämään menetelmän teollisuusmittakaavan pilotoinnissa. Tutkituista metalleista ainoastaan yksi saatiin erotettua erikseen, kun kahden muun metallin erottamisessa havaittiin ensimmäisen pH-säätelyn tuottavan ongelmia. Kokeiden tulosten perusteella havaittiin toisen metallin saostuvan molempiin sakkoihin riippumatta säädetystä pH:sta. Suodatuksen ja lämmityksen havaittiin vaikuttavan prosessin lopussa jäävän natriumsuolan esiintyvyyteen saostuksissa ja parantavan tavoitettujen metallien pitoisuutta.