Elektroniikkajätteen typpihappoliuotus ja metallien talteenotto

Abstract

Tämän pro gradu -tutkielman kirjallisessa osassa käsitellään elektroniikkajätettä ja metallien talteenottoa. Erityisesti talteenottomenetelmissä keskitytään typpihappoliuoksiin, sillä kokeellisessa osassa tutkimuksen kohteena oleva liuos on typpihappo. Näiden lisäksi tarkastellaan tutkimuksen kannalta merkittävien metallien; kuparin (Cu), nikkelin (Ni), lyijyn (Pb), tinan (Sn), hopean (Ag), sinkin (Zn) sekä palladiumin (Pd) fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Tutkielmassa tuodaan myös esille elektroniikkajätteen ympäristövaikutukset sekä sen taloudellinen merkitys maailmassa. Elektroniikkajäte on maailman nopeinten kasvava jätefraktio. Tämä on saanut useat tahot heräämään tähän kasvavaan ongelmaan, josta on haittaa sekä ympäristölle että ihmiselle. Toisaalta elektroniikkajätteen sisältämät arvokkaat metallit, kuten kulta, hopea ja palladium herättävät kiinnostusta laajalti sekä tutkijoiden että yritysten piirissä. Elektroniikkajätettä kierrättämällä ja metalleja talteenottamalla voidaan saada talteen useita arvokkaita metalleja ja näin säästää maailman kaivosvarantoja, sekä pienentää elektroniikkalaitteiden raaka-ainekustannuksia. Vaikka osa elektroniikkajätteen sisältämän metallien pitoisuuksista saattaa olla pieniä, niiden puhtaus on moninkertainen verrattuna esimerkiksi mineraaleihin. Tämä tekee elektroniikkajätteestä erittäin merkittävän raaka-aineiden lähteen. Nykypäivänä metallien talteenottomenetelmät elektroniikkajätteestä perustuvat lähinnä pyrometallurgiaan, joka osaltaan vaatii runsaasti energiaa ja saattaa muodostaa lisäksi toksisia yhdisteitä polttoprosessissa. Tämän vuoksi tutkielmassa käydään läpi uudenlaisia menetelmiä, joita olisi mahdollista hyödyntää jätteenkäsittelyssä. Näistä tärkeimpiä ovat hydrometallurgiset menetelmät, ja erityisesti typpihappoliuotus. Työssä tarkastellaan myös erilaisia metallien talteenottomenetelmiä typpihappoliuoksista. Esimerkiksi neste-nesteuutto ja ioninvaihtomateriaalit, sekä elektrolyysi ovat potentiaalisia menetelmiä eri metallien talteenottamiseksi typpihappoliuoksista. Perinteisten teollisuudessa käytettyjen menetelmien ohella tutkielmassa esitellään muutamia tulevaisuuden tekniikoita. Esimerkiksi biometallurgia on kiinnostuksen kohteena uusimmissa tutkimuksissa sen vähäisen raaka–ainekulutuksen johdosta.