Kullan talteenoton optimointi elektroniikkajätteestä neste-nesteuutolla

Abstract

Tämän pro gradu -tutkielman kirjallisessa osassa tutustutaan yhteiskunnalle tärkeään metalliin kultaan sekä sen käyttökohteisiin. Kulta toimii merkittävänä raaka-aineena useilla suurilla teollisuuden aloilla, kuten elektroniikka- ja koruteollisuudessa, mikä tekee myös sen tarpeesta suuren. Nykypäivän kasvava raaka-aineiden tarve on johtanut monien raaka-aineiden kriittisyyteen. Kriittisten raaka-aineiden saatavuudessa nähdään olevan ongelmia tulevaisuudessa, jos materiaalien kulutusta jatketaan samalla tavalla. Raaka-aineiden kriittisyys on herättänyt kiinnostuksen merkittävien raaka-aineiden, kuten kullan, vaihtoehtoisiin tuotantotapoihin malmin louhinnan lisäksi. Raaka-aineiden kriittisyyden vähentämiseen liittyen tutkielmassa tutustutaankin kiertotalouden malliin, jonka mukaisesti sekundäärilähteistä, kuten elektroniikkajätteestä, voidaan kierrättää hyödyllisiä metalleja sen sijaan, että ne menisivät jätteiksi. Näin myös vähennetään raaka-aineiden kulutusta primaarilähteistä sekä pienennetään painetta raaka-aineiden kriittisyydestä. Elektroniikkajätteen kierrätykseen ja metallien selektiiviseen talteenottoon syvennytään hydrometallurgian kautta, missä käydään esimerkein läpi hydrometallurgian eri vaiheet materiaalin esikäsittelystä, eri liuotuksista aina erotus- ja talteenottotapoihin asti. Kokeellisessa osassa keskityttiin kullan neste-nesteuuton optimointiin tutkimalla, kuinka vesifaasina toimivan kuningasveden laimentaminen sekä orgaanisena faasina käytetyn dibutyylikarbitolin laimentaminen vaikuttavat neste-nesteuuton tehokkuuteen. Lisäksi työssä tutkittiin neste-nesteuuton AO-suhteen vaikutusta uuttoon. Kullan pelkistys optimoitiin tutkimalla parametreja, kuten pelkistyksen lämpötilaa, sekoituksen vaikutusta sekä pelkistimenä toimivan askorbiinihapon pitoisuuden ja lisäysnopeuden vaikutusta. Kullan talteenoton optimoinnilla saavutettiin neste-nesteuutossa kullalle noin 100 % saanto, kun kuningasvesipitoisuus oli 20–60 % ja AO-suhde 4:1–1:1. Kulta saatiin pelkistettyä dibutyylikarbitolista noin 93 % saannolla, kun askorbiinihapon vahvuus oli 7 m-%, pelkistys suoritettiin huoneenlämmössä ja 100–200 rpm sekoitusnopeudella. Lisäksi kullan puhtaus oli tällöin 98,9 %.