Ajankohtaista

Väitös: 20.5.2016 Biopolton tuhkista voidaan ottaa talteen taloudellisesti arvokkaita alkuaineita (Soikkeli)

Alkamisaika: perjantai 20. toukokuuta 2016, 12.00

Päättymisaika: perjantai 20. toukokuuta 2016, 15.00

Paikka: Ylistönrinne, YlistöKem4

Ville Soikkeli
FM Ville Soikkelin väitöskirjan “Hydrometallurgical recovery and leaching studies for selected valuable metals from fly ash samples by ultrasound-assisted extraction followed by ICP-OES determination” (Tiettyjen taloudellisesti arvokkaiden alkuaineiden talteenotto ja määritys voimalaitostuhkista. Menetelminä ultraääniavusteinen uutto ja ICP-OES -laitetekniikka) tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä toimii dosentti Jaakko Rämö Oulun yliopistosta ja kustoksena dosentti Ari Väisänen Jyväskylän yliopistosta. Väitöstilaisuus on suomenkielinen.

Euroopan komission raaka-aineiden saatavuutta arvioivan raportin (2014) mukaan koboltti, kromi, iridium, palladium ja platina tunnistetaan ns. kriittisiksi metalleiksi Euroopan unionin alueella niiden korkean toimitusriskin ja taloudellisen arvon takia. Sen sijaan kullan, kuparin, nikkelin, vanadiinin ja sinkin toimitusriski ei ole haaste tulevaisuudessa. Metallien saatavuus tulee kuitenkin varmistaa niiden suuren taloudellisen merkityksen vuoksi.

- On tärkeää, että näille alkuaineille etsitään uusia lähteitä, kun alkuperäislähteet ovat ehtymässä, Soikkeli kertoo.

Suomalaisilla biovoimalaitoksilla muodostuu vuosittain suuria määriä tuhkaa, josta iso osa hävitetään jätteenä, vaikka sitä voitaisiin hyödyntää edelleen esimerkiksi tienpohjan rakentamisessa. Toisaalta biotuhkat sisältävät taloudellisesti arvokkaita alkuaineita, sillä kasvit keräävät kasvaessaan niitä maaperästä.

Väitöskirjatyössään Soikkeli on tutkinut taloudellisesti arvokkaiden alkuaineiden pitoisuuksia suomalaisten biopolttoaineita käyttävien voimalaitosten tuhkissa ICP-OES laitetekniikkaa käyttäen. Soikkeli havaitsi, että uuttamalla tuhkasta oksidifraktio oksaalihappouuttoliuoksella ultraääniavusteisesti, taloudellisesti arvokkaista alkuaineista hyvin suuri osa saadaan liukenemaan.

- Selvisi, että voimalaitosten tuhkissa on pieniä pitoisuuksia iridiumia, kultaa sekä platinaa, Soikkeli toteaa.

Soikkeli optimoi työssään uuton parametrit (neste/kiinteä –suhde, uuttoliuoksen konsentraatio, lämpötila, uuton kesto, sekoitus) ja kehitti menetelmiä, joilla arvometallit voidaan ottaa talteen uuttoliuoksesta. Tutkituista menetelmistä neste-neste uuton havaittiin olevan sulfidisaostusta parempi jalometallien talteenotossa, koska metallit saatiin talteen puhtaampina.

Tutkimuksessa saadut tulokset ovat arvokkaita tuhkan ja myös muiden jätemateriaalien hyötykäytön kannalta, sillä kehitettyä menetelmää voidaan käyttää erilaisten jätejakeiden käsittelyyn. Tutkimuksessa kehitettyjen metallien talteenottomenetelmien avulla voidaan tehostaa kiertotaloutta ensisijaisesti Suomessa ja EU:ssa.

 

Lisätietoja:
Ville Soikkeli, puh. 040 579 4780, ville.s.soikkeli@jyu.fi
Viestintäharjoittelija Petra Toivanen, puh. 040 8053638, tiedotus@jyu.fi

Ville Soikkeli valmistui ylioppilaaksi Jyväskylän Lyseon lukiosta vuonna 2000 ja filosofian maisteriksi Jyväskylän yliopiston kemian laitokselta vuonna 2008. Hän on työskennellyt kemian laitoksella vuodesta 2009 vuoteen 2014.

Tutkimus valmistui dosentti Ari Väisäsen tutkimusryhmässä ja on tehty tiiviissä yhteistyössä Jyväskylän Energia Oy:n kanssa.

Teos julkaistaan sarjassa Department of Chemistry, University of Jyväskylä Research Report Series, Nro. 191, 107 s., Jyväskylä 2016, ISSN: 0357-346X, ISBN: 978-951-39-6599-0. Väitöskirjaa voi kysyä Jyväskylän yliopiston kirjaston julkaisuyksiköstä, puh. 040 805 3825, myynti@jyu.fi.

 

Abstract

Au, Co, Cu, Cr, Ir, Ni, Pd, Pt, V and Zn are metals used widely as raw materials in industry. They can all be considered as valuable metals. Out of these metals Co, Cr, Ir, Pd and Pt were recognized as critical raw materials in the ad-hoc working group of the European Commission’s report in 2014. While the primary sources of these metals are drying up it seems to be reasonable to investigate new methods to recover the metals from secondary sources e.g., from industrial fly ash.

In this work, new methods for the recovery of all metals (Au, Co, Cu, Cr, Ir, Ni, Pd, Pt, V, Zn) and determination of the noble metals (Au, Ir, Pd, Pt) from fly ash samples were developed. The samples were collected from Finnish power plants using a mixture of biomass and peat as a fuel. An ultrasound-assisted digestion was utilized as a sample pre-treatment method and the concentrations of elements were determined by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES). The measurement conditions were optimized by applying a standard reference material, a recovery test and synthetic samples. The determination of the noble metals investigated was found to be affected by spectral interferences due to the emission of matrix elements Cu, Fe, Mn, Si, Ti and W. The interferences were corrected successfully for lines Pd 340.458 and Ir 224.268 nm by the multiple linear regression (MLR) technique.

An ultrasound-assisted leaching procedure with oxalic acid as a leaching agent was developed for the recovery of elements. A leaching rate from 70% to 90% was obtained for the elements investigated. The parameters of extraction were optimized for a sample weight of 10g. Liquid-liquid extraction and sulfide precipitation methods in the recovery of the noble metals from oxalic acid leachate were investigated. The former method was found to be more specific for the noble metals examined and thus preferred to the latter method.

Lisätietoja

Ville Soikkeli
ville.s.soikkeli@jyu.fi
kuuluu seuraaviin kategorioihin: ,