Ksantaattien talteenotto kaivosten jätevesistä
Päärahoittaja
Rahoittajan antama koodi/diaarinumero: 20220059, 20230018, 20240041
Päärahoittajan myöntämä tuki (€)
- 110 000,00
Rahoitusohjelma
Hankkeen aikataulu
Hankkeen aloituspäivämäärä: 01.01.2022
Hankkeen päättymispäivämäärä: 31.12.2024
Tiivistelmä
Kaivosteollisuus kasvaa Suomessa harvinaisten metallien kysynnän noustessa modernin elämäntavan vaatimien älylaitteiden ja akkujen myötä. Tämän vuoksi on tarvetta ympäristön suojeluun kaivoskemikaalien tehokkaamman talteenoton kautta kehittämällä uudelleenkäytettäviä kustannustehokkaita menetelmiä.
Yksi ongelmallinen yhdistetyyppi kaivoskemikaalien joukossa ovat ksantaatit, joita käytetään malmien rikastus- ja puhdistusvaiheissa. Prosessin jälkeen ksantaatit päätyvät jätevesialtaisiin ja luontoon päästessään ne ovat hyvin myrkyllisiä eliöille. Leville ja bakteereille ksantaatit ovat hyvin myrkyllisiä, vain 0.025–0.065 milligramma litrassa riittää kuolettavaan annokseen. Tehokas metallien erottuminen malmista vaatii suuren määrän ksantaattia, n. 300–500 g malmitonnia kohden. Suurin osa sovelluksista, joita on kehitetty ksantaattien poistamiseksi jätevesistä keskittyvät ksantaattien hajottamiseen eri keinoin. Nämä keinot sisältävät mm. kemikaaleja, kuten vetyperoksidi, tai otsonointikäsittelyä. Ksantaattien keräämiseen on olemassa monia esimerkiksi zeoliittipohjaisia ratkaisuja, mutta tällöin syntyy paljon jätettä materiaalin kertakäyttöisyyden vuoksi. Tähän mennessä ei ole kehitetty tehokasta uudelleenkäytettävää menetelmää ksantaattien poistamiseksi jätevesistä. Näistä seikoista johtuen tutkimuksemme tavoitteena on kehittää uudelleenkäytettävä ja tehokas menetelmä ksantaattien keräämiseksi kaivosten jätevesistä perustuen metallo-orgaanisiin kehikoihin (metal-organic framework eli MOF). MOF:ja on hyödynnetty mm. sulfaatti-ionien ja orgaanisten väriaineiden poistamiseen erilaisista jätevesistä.
Työ tullaan toteuttamaan tutkimalla kahden erityyppisen MOF:n soveltuvuutta ksantaattien poistamiseen, joissa joko ylimääräiset sulfaatti-ionit tai kloridi-ionit korvautuvat ksantaattimolekyyleillä ja ksantaatit saadaan poistettua kaivosten jätevesistä.
Yksi ongelmallinen yhdistetyyppi kaivoskemikaalien joukossa ovat ksantaatit, joita käytetään malmien rikastus- ja puhdistusvaiheissa. Prosessin jälkeen ksantaatit päätyvät jätevesialtaisiin ja luontoon päästessään ne ovat hyvin myrkyllisiä eliöille. Leville ja bakteereille ksantaatit ovat hyvin myrkyllisiä, vain 0.025–0.065 milligramma litrassa riittää kuolettavaan annokseen. Tehokas metallien erottuminen malmista vaatii suuren määrän ksantaattia, n. 300–500 g malmitonnia kohden. Suurin osa sovelluksista, joita on kehitetty ksantaattien poistamiseksi jätevesistä keskittyvät ksantaattien hajottamiseen eri keinoin. Nämä keinot sisältävät mm. kemikaaleja, kuten vetyperoksidi, tai otsonointikäsittelyä. Ksantaattien keräämiseen on olemassa monia esimerkiksi zeoliittipohjaisia ratkaisuja, mutta tällöin syntyy paljon jätettä materiaalin kertakäyttöisyyden vuoksi. Tähän mennessä ei ole kehitetty tehokasta uudelleenkäytettävää menetelmää ksantaattien poistamiseksi jätevesistä. Näistä seikoista johtuen tutkimuksemme tavoitteena on kehittää uudelleenkäytettävä ja tehokas menetelmä ksantaattien keräämiseksi kaivosten jätevesistä perustuen metallo-orgaanisiin kehikoihin (metal-organic framework eli MOF). MOF:ja on hyödynnetty mm. sulfaatti-ionien ja orgaanisten väriaineiden poistamiseen erilaisista jätevesistä.
Työ tullaan toteuttamaan tutkimalla kahden erityyppisen MOF:n soveltuvuutta ksantaattien poistamiseen, joissa joko ylimääräiset sulfaatti-ionit tai kloridi-ionit korvautuvat ksantaattimolekyyleillä ja ksantaatit saadaan poistettua kaivosten jätevesistä.
