Vanadiinikuonan vesiliuotus

Abstract

Työn tarkoituksena oli tutkia vanadiinipitoisen kuonan liukenemista veteen. Liuotuskokeissa tutkittiin pH:n säädön ja raekokoon vaikutusta vanadiinin liukenemiseen. Kokeiden vanadiinin saantoa seuraamalla saadaan hyvä kuva ilmiöstä. Kokeet suoritettiin laboratoriossa ja niiden tuloksista saadaan tietoa Pöyry Finland Oy:n hankkeeseen.

Liuotettava kuona sisältää useita alkuaineita. Kuonan liuotuksien tavoitteena on seurata, kuinka kuonan sisältämä vanadiini ja muut alkuaineet käyttäytyvät, kun liuoksen pH:ta säädetään rikkihapon avulla ja kuonan partikkelikoko vaihtelee. Päämääränä oli saada mahdollisimman hyvä kuva vanadiinin ja muiden alkuaineiden käyttäytymisestä veteen liuotettaessa.

Työn kokeellinen osio tehtiin Centria-ammattikorkeakoulun opetuslaboratoriossa Kokkolassa. Liuotuskokeet tehtiin itse kootussa reaktorissa. Vanadiinin ja muiden alkuaineiden liukenemista seurattiin ottamalla näytteitä kuonasta, liuoksesta ja liukenemattomasta kuonasta. Kokeen aikana liuoksesta otetut välinäytteet analysoitiin Centria-ammattikorkeakoululla. Oulun yliopistossa analysoitiin kuona, loppuliuokset ja liukenemattoman kuonat.

Liuotuskokeissa vanadiininsaanto kuonasta liuokseen on 93 %. pH:n kontrollointi rikkihapolla vaikuttaa vanadiinin saantoon, kun taas kuonan partikkelikoolla ei ole vaikutusta tai vaikutus on hyvin vähäinen. Vanadiinin liuotuskinetiikkaan ei parametrien muutos selvästi vaikuttanut. Vanadiinin pitoisuus ei nouse merkittävästi 30 minuutin liuotusajon jälkeen. Kuonasta liukeni alumiinia, kalsiumia, kromia, rautaa, piitä, natriumia, fosforia ja vanadiinia. Rikkihapon lisäyksen vaikutuksesta alumiinia liukeni vähemmän ja magnesiumia, mangaania ja titaania liukeni pieniä määriä.

Opinnäytetyön tuottamia tuloksia ei julkaista niiden salassa pidettävän tiedon vuoksi

The purpose of this thesis was to research leaching of vanadium bearing slag with water.The purpose of leaching testswas to researchtheeffect of particle size and pH control on vanadium dissolution.By monitoring the yield of vanadium, a good understanding of the phenomenon can be obtained. Tests were conducted inalaboratory. Test results yielded useful data for Pöyry Finland’sproject.

The soluble slag contains a number of elements. The purpose of leaching is to monitor how vanadium and other elements in the slag behave when the pH of the solution is adjusted with the addition of sulfuric acid and when the particle size of the slag varies. The aim was to get the best possible under-standingof the behavior of vanadium and other elements in water leaching.

The experimental part of the thesis was conducted in Centria University of Applied Sciences laboratory. Leaching oftheslag was conductedin a self-assembledreactor. Dissolution of vanadium and other elements was monitored with samples from slag,the solution and insolubleresidue. During the experiment, the intermediate samples taken from the solution were analyzed in Centria. University of Oulu analyzed samples from slag, solution and insoluble residue.

In leaching experiments, the vanadium yield from the slagto the solution was93 %. Controlling pH with sulfuric acid has some effect on the vanadium recovery, whereas the slag particle size seems to have less or no impact on the vanadium yield. The change in the parameters of the vanadium dissolution kinetics was not significantly affected. The concentration of vanadium does not change significantly after 30 minutes of leaching. Aluminum, calcium, chromium, iron, silicon, sodium, phosphorus and vanadium were dissolved from the slag. As a result of the addition of sulfuric acid, less aluminum was dissolved and magnesium, manganese and titanium were dissolved in small amounts.

The results of the thesis are not published due to their confidential information.