tutkija antti porvali, aalto yliopisto

Antti Porvali

Metallifoorumi III 13.12.2016

Porin yliopistokeskus

Harvinaiset maametallit akuissa

1

Nikkelimetallihydridiakku

• Sisältää suuren määrän harvinaisia

maametalleja (REE), nikkeliä ja kobolttia

• Edellisessä Metallifoorumissa esiteltiin:

– Seulotun akkumurskeen liuotusta

– Alustavasti REE talteenottoa

Antti Porvali Metallifoorumi III 13.12.2016

Ni

(mg/g) Co

(mg/g) Fe

(mg/g) Al

(mg/g) Mn

(mg/g) La

(mg/g) Ce

(mg/g) Pr

(mg/g)

433,8 55,1 17,6 8,4 27,4 40,0 41,3 13,3

2

Aikaisemmat liuotustulokset

• Liuotuksessa harvinaisten maametallien

(La+Ce+Pr+Y) saannot olivat karkeasti:

• 50 – 75%

• Ni, Co, Mn, Al, … saannot:

• 80 – 100 %

• Haasteina murskatun materiaalin koostumus


3

Metallifoorumi II:n lopputulema

• Päätettiin jatkaa liuotus- ja talteenottokokeita

• REE:n talteenotossa on potentiaalia


4

REE-prosessi Suomeen

• Liiketoimintamahdollisuus:

– Harvinaisia maametalleja jätteestä

– Hyödynnetään teollista symbioosia

– Uutta osaamista Suomeen


http://www.lwwpservice.com/rare-earth-elements.html

5

REE-prosessin liiketoiminta

• Primäärituotteita

– Mischmetal

– Ce(OH)x CeO2

• Sivuvirta

– Nikkelirikas liuos


6

REE-prosessin kehittäminen

• Pyrimme Aallolla

kehittämään

hydrometallurgista

talteenottokokonaisuutta

REE:lle


7

REE-talteenottokokeet

• Hyvä selektiivisyys saavutettu harvinaisten

maametallien ryhmän osalta

• REE-saostussaannot parhaimmillaan >95%

• Osasta sakoista löytynyt epäpuhtauksia:

– Cd: 0.05 mg/g

– Fe: 0.15 mg/g

• Talteenottoa kehitettävä edelleen


8

Teollinen talteenottokoe

• Harjavallassa järjestettävä

• Kuutioluokan koossa

• Yhdistelmä liuotusta ja talteenottoa

• Tavoitteena tuottaa sakkaa jatkokokeita

varten

• Osoittaa menetelmän soveltuvuuden

murskeelle

9

Cerium dioksidia sakasta

• Ceriumin erottaminen ja puhdistus

• 1000 kg NiMH-murskaa – 16 kg ceriumia

• Käyttökohteita: – Kiillotuspulverit (20 – 300 €/kg)

– Katalyytit


Alkuperäinen sakka Prosessoitu sakka0

50

100

150

200

250

300

Pito

isu

us (

mg/g

)

La

Ce

Pr

Cd

Fe

10

Haasteet

• Liuotuksen REE-saannoissa on optimoitavaa

• Raaka-aineen esikäsittely ja koostumus

• Sivuvirran käsittely

• Kadmiumin talteenotto liuoksesta

– Kadmiumia L/S = 10 liuoksessa ~70 mg/L

– Perinteiset kadmiumin poistomenetelmät eivät sovellu

suoraan puhdistukseen

– Ionisista nesteistä vastauksia?


11

Jatkosuunnitelmat

1. Iso liuotus- ja talteenottokoe Harjavallassa

2. HSC Sim: taseiden arvioiminen

3. CeO2 valmistaminen

4. Neste-nesteuuttokokeita


12

Kiitos!

[email protected]

Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu

Materiaalitekniikan laitos

tutkija antti porvali, aalto yliopisto

Presentations & Public Speaking