Innovatiivinen sekundääristen raaka-aineiden hyödyntäminen

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Tässä väitöskirjassa tutkittiin valokaariuunipölyn, Doré kuonan ja sulfaattipohjaisten prosessiliuosten sisältämien metallien hyödyntämistä ja kierrättämistä. Ensimmäisessä työn osassa perehdyttiin valokaariuunin pölyn hyödyntämiseen liuottamalla siinä esiintyviä tyypillisiä metalleja (Fe, Pd ja Zn) 27 eri liuottimeen. Tutkituista liuottomista prosessikehitykseen valittiin sitruunahappo. Testeissä käytetty pasutettu valokaariuunipöly sisälsi 33,2 p-% sinkkiä, 17,9 p-% rautaa ja 1,6 p-% lyijyä. Selektiivisen liuotuksen (0,8 M ja 2h) jälkeen saatiin kiinteä liuosjäännös, joka olisi kemiallisesti sopiva syöte valokaariuuniprosessiin, mutta jonka fysikaalisia ominaisuuksia pitäisi kuitenkin muokata esimerkiksi pelletoinnilla. Liuospuhdistuksen jälkeen tutkitussa prosessissa tuotettiin kiinteä lyijypitoinen raaka-aine ja sinkkipitoinen liuos, jotka ovat yhdistettävissä raaka-aineeksi nykyisiin primäärimetalliprosesseihin. Lisäksi työssä esitettiin uudenlainen valokaariuunipölyn käsittelyn juoksukaavio. Toisessa osassa tutkittiin telluurin talteenottoa TROF (Tilting, Rotating Oxy Fuel) Doré-prosessissa tuotetusta kuonasta. Tämä toteutettiin tavanomaisten hydrometallurgisten yksikköprosessien avulla, joihin oli yhdistetty uusi sähkökemialliseen pulssitukseen perustuva menetelmä, EDRR (electrodeposition – redox replacement). Doré kuona liuotettiin ensin 30 til-% kuningasveteen, jonka jälkeen tuotettu monimetalliliuos ([Te] = 421 ppm) johdettiin ensin tavanomaiseen talteenottoelektrolyysiin, ja tämän jälkeen vielä sekundääriseen telluurin talteenottoon EDRR-menetelmällä. Vertailun vuoksi telluurin talteenottoa tutkittiin myös pelkällä talteenottoelektrolyysillä, ja sen havaittiin olevan tehokkain menetelmä liuoksissa, joissa telluuria on yli 300 ppm. Tämän kynnyspitoisuuden alapuolella EDRR-menetelmä oli tehokkaampi yksikköprosessi telluurin talteenottoon. Työn kolmannessa osassa todettiin, että EDRR:n soveltuvuus hopean (1 ppb – 250 ppm) talteenottoon sulfaattipohjaisista sinkkiliuoksista (60 g/L Zn) on erinomainen, ja menetelmää käyttämällä päästiin korkeisiin hopean rikastumiskertoimiin (9,86, määrä liuoksessa vs. elektrodin pinnalla). Tämän lisäksi EDRR:n todettiin olevan huomattavasti perinteistä hopeantalteenottoelektrolyysiä tehokkaampi. Myös platinan talteenottoa tutkittiin EDRR:n avulla teollisesta nikkelisulfaattiliuoksesta (> 140 g/L Ni), jossa platinan konsentraatio oli ~1 ppb. Alhaisesta pitoisuudesta huolimatta platinan rikastumiskerron oli korkea (1011) samoin kuin puhtauskin (n. 90 p-%). Platinan lisäksi onnistuttiin rikastamaan muita liuoksessa olevia arvometalleja (Pd ja Ag). Työssä käytettiin uuden EDRR-menetelmän lisäksi myös aivan uudenlaista elektrodimateriaalia, pyrolysoitua 3D-hiiltä.
Julkaisun otsikon käännösInnovatiivinen sekundääristen raaka-aineiden hyödyntäminen
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Lundström, Mari, Vastuuprofessori
  • Aromaa, Jari, Ohjaaja
  • Yliniemi, Kirsi, Ohjaaja
  • Wilson, Ben, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-0056-3
Sähköinen ISBN978-952-64-0057-0
TilaJulkaistu - 2020
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • teolliset jäte-/prosessiliuokset
  • hydrometallurgia
  • arvometalli
  • kiertotalous
  • kestävä kehitys

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Innovatiivinen sekundääristen raaka-aineiden hyödyntäminen'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä