Ydintämisen vaikutus sulfidisaostuksessa

Abstract

Työn tarkoituksena oli tutkia ydintämisen vaikutusta Norilsk Nickel Harjavalta Oy:n pelkistämön nikkeli-kobolttisaostusprosessiin. Erityisesti miten ydintäminen vaikuttaa saostuneen sakan partikkelikokoon, liuoksen suotautumiseen, sekä prosessista tuleviin rikkivetypäästöihin. Työssä suoritettiin laboratoriokokeita, joissa tutkittiin syöttöön palautetun sakan eri määrien sekä erilaisten partikkelikokojakaumien vaikutuksia.

Nikkeli-kobolttisaostuksen tarkoituksena on poistaa vetypelkistyksen loppuliuoksesta pelkistymättä jäänyt nikkeli. Saostusreagenssina käytetään natriumvetysulfidia, joka happamassa ympäristössä vapauttaa rikkivetyä, joka toimii saostimena prosessissa. Prosessissa muodostuu kuitenkin rikkivetypäästöjä käytettyjen reagenssimäärien johdosta. Päästönä poistuva rikkivety joudutaan pesemään ulosjohdettavasta ilmasta, jolloin siitä aiheutuu kustannuksia.

Prosessissa saostuva nikkelisulfidisakka on ajoittain partikkelikooltaan kovin pientä, jolloin se on aiheuttanut ongelmia liuoksen suodattamisessa. Tämän johdosta kokeissa tutkittiin myös palautettavan sakan vaikutusta partikkelikokoon ja sitä myöden suotautumiseen, koska teorian mukaan saostuminen tapahtuu helpommin jo olemassa olevan partikkelin päälle, jolloin partikkelista tulee isompi.

Laboratoriokokeista saatujen tulosten perusteella todettiin, ettei ydintäminen ole kannattavaa tässä saostusprosessissa. Tuloksista huomattiin saannon heikkenevän, partikkelikoon pienenevän sekä rikkivetyä katoavan johonkin. Nämä seikat herättivät kysymyksiä. Näiden kysymysten takia lisäkokeita tarvitaan. Kokeissa voitaisiin tutkia onko sekoitusnopeudella vaikutusta partikkelikokoon. Lisäksi voitaisiin tutkia ovatko näiden kokeiden päästömittausten osoittamat päästöt todellisia sekä samalla selvittää mihin rikkivetyä häviää.

The purpose of this thesis was to study the effects of seeding on the nickel-cobalt precipitation process in the reduction plant at Norilsk Nickel Harjavalta. The focuses were on the effects on particle size of the precipitate, filtration time and hydrogen sulfide emissions. The thesis included experimental studies where the effects of the amount of the seed and the particle size distribute of the seed on the process were studied.

The purpose of nickel-cobalt precipitation is to remove the nickel that is left in the solution after the hydrogen reduction process. The used precipitating reagent is sodium hydrogen sulfide that releases hydrogen sulfide when exposed to acidic environment. Hydrogen sulfide acts as the precipitation agent in the process. The needed reagent amount causes hydrogen sulfide emissions which need to be washed off the air outflow which causes expenses.

The particle size of the nickel sulfide precipitate in the process is sometimes some-what small and that causes problems in the filtration of the solution. This was the reason behind the need to study the effects of the seeding on the particle size. According to the theory, precipitation occurs more easily when there already are existing particles as seeds. Seeding increases the growth of the particle size and therefore the filtration of the solution is improved.

The test results show that it is not profitable to carry out seeding in this precipitation process. The test results show that yield diminishes, particle size is reduced and hydrogen sulfide is lost somewhere. These details raised questions and to get the answers, additional tests are required. Additional test could include studies on the effects of mixing speed on the particle size and tests that verify if the emission measurements are valid.