antti porvali/ harvinaiset maametallit akuissa
TRANSCRIPT
Antti PorvaliMetallifoorumi IV 28.2.2017Porin yliopistokeskus
Harvinaiset maametallit akuissa
1
2
Projektin kulku• Metallifoorumi I
– Kirjallisuusselvitys• Metallifoorumi II
– Liuotuskokeet• Metallifoorumi III
– Liuotuskokeet ja saostuskokeita• Metallifoorumi IV
– Saostuskokeet loppuun
Antti Porvali Metallifoorumi IV 28.2.2017
3
Kirjallisuusselvitys
• REE:tä ei hyödynnetä kierrätyksessä• Kriittisiä raaka-aineita (EU, US DoE)• Harvinaiset maametallit (REE) pääasiassa
NiMH-akuissa
• Tutkimusmenetelmät– Liuotus– Talteenotto– Puhdistus
Antti Porvali Metallifoorumi IV 28.2.2017
Nikkelimetallihydridiakku
• Sormiakuista hybridiautojen (HEV) akkuihin• Seulottu fraktio:
Antti Porvali Metallifoorumi IV 28.2.2017
Ni (mg/g)
Co (mg/g)
Fe (mg/g)
Al (mg/g)
433,8 55,1 17,6 8,4
Mn (mg/g)
La (mg/g)
Ce (mg/g)
Pr (mg/g)
27,4 40,0 41,3 13,3
4
5
Liuotuskokeet
• Liuotussarja H2SO4 mediassa• Parametrit:
– Lämpötila (30, 50, 70, 90 °C)– Happopitoisuus (1, 1.5, 2, 3 M)– L/S-suhde (7.75, 10, 12.25)
• Natriumdodekyylibentseeni-sulfonaattia (SDBS) 0.05 mM
Antti Porvali Metallifoorumi IV 28.2.2017
6
Liuotuskoetulokset
• REE-saannot:– Luokkaa 40 – 80%
• Ni, Co, Mn, Al, Cd– Luokkaa 80 – 100%
• REE-liukoisuus huonompi kuin mm. transitiometallien
• Parametrien muutokset eivät vaikuttaneet REE-saantoihin
Antti Porvali Metallifoorumi IV 28.2.2017
7
Saostuskokeet
• Talteenotto onnistuu käyttäen saostusagenttina esim. NaOH
• Muodostuva sakka on sulfaattipitoista
• Käytetty REE:n saostuksessa ryhmänä
Antti Porvali Metallifoorumi IV 28.2.2017
8
Saostuskoetulokset
• REE-sulfaattien liukoisuus verrattaen heikko• Saostuksessa paras saavutettu
saostustehokkuus oli > 99%• Pieniä määriä epäpuhtauksia, esim.
– Cd 50 µg/g– Fe 150 µg/g
Antti Porvali Metallifoorumi IV 28.2.2017
9
Ceriumin erotus
• Cerium(IV) selektiivinen talteenotto
• Ainoa REE(IV), joka on stabiili vesiluoksessa.
• Käyttökohteita– Katalyytit– Kiillotuspulverit
Antti Porvali Metallifoorumi IV 28.2.2017
10
Ceriumin erotus
Alkuperäinen sakka Prosessoitu sakka0
50
100
150
200
250
300P
itois
uus
(mg/
g) La Ce Pr Cd Fe
Antti Porvali Metallifoorumi IV 28.2.2017
11
Yhteenveto
• Rikkihappoliuotuksella voidaan päästä hyviin saantoihin
• Saostuksella päästään verrataen puhtaisiin sakkoihin yhdellä yksinkertaisella prosessiaskeleella
• Tutkimussuunta:– Puhtaiden reagenssien valmistus
Antti Porvali Metallifoorumi IV 28.2.2017
12
>35 wt% REE
Antti Porvali Metallifoorumi IV 28.2.2017
