Behaviour of Cobalt in Water Treatment

Abstract

The purpose of this thesis was to investigate the behaviour of cobalt and nickel in water treatment process. The main aim was to discover means if other cobalt containing fractions, in addition to the standard incoming process waters, could be directed to the water treatment process. This could also benefit the function of the current process.

Behaviour of cobalt and nickel was studied in precipitation and settling experiments. Precipitation experiments included carbonate, hydroxide, and combined carbonate – hydroxide precipitation. The settling experiments included three parts: the settling of possible new fractions, the settling of standard input waters and the settling of joint solutions containing both possible new fractions and standard input waters. The settling agents were ferric sulphate, silica sand, and diatomite. Part of this thesis was a full process scale experiment, where silica sand was utilized in the part of water treatment process.

The results received could be considered to be more or less indicative. The precipitation experiments indicated that all cobalt should precipitate during the water treatment process. According to the results it is evident that in the future it is recommended to carry out experiments at least with diatomite, which gave the best results.

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia koboltin ja nikkelin käyttäytymistä vesienkäsittelyprosessissa. Tavoitteena oli löytää keinoja, joilla Norilsk Nickel Harjavalta Oy vesienkäsittelyprosessiin ohjattavien nykyisten prosessivesien lisäksi prosessiin voitaisiin ohjata uusia kobolttipitoisia jakeita. Samalla voitaisiin parantaa nykyprosessin toimintaa.

Opinnäytetyössä on tutkittu koboltin ja nikkelin käyttäytymistä karbonaatti– ja hydroksidisaostuskokeissa, sekä niiden käyttäytymistä laskeutumiskokeissa. Saostus käsitti kolme eri koetta: karbonaattisaostus, hydroksidisaostus, sekä yhdistetty karbonaatti– ja hydroksidisaostus. Laskeutumiskokeet sisälsivät testejä mahdollisilla uusilla jakeilla, vesienkäsittelyprosessiin tulevilla prosessivesillä ja edellä mainittujen jakeiden yhteisliuoksilla. Apuaineina käytettiin ferrisulfaattia, puhallushiekkaa ja piimaata. Osana opinnäytetyötä oli myös täyden mittakaavan koe, jossa puhallushiekkaa käytettiin tehostamaan vesienkäsittelyprosessia.

Opinnäytetyössä saadut tulokset olivat suuntaa antavia. Saostumiskokeet osoittivat, että kaiken koboltin pitäisi saostua vallitsevissa olosuhteissa vesienkäsittelyprosessissa. Kokeiden perusteella voidaan todeta, että tulevaisuudessa jatkokokeita voidaan suorittaa ainakin piimaalla, joka antoi parhaat tulokset.