| Summary: | Työn tarkoituksena oli selvittää soveltuvia kemiallisia tekniikoita harvinaisten
maametallien erottamiseen sekä luontaisista, että ihmisperäisen teollisuuden lähteistä.
Tavoitteena oli saavuttaa hyvä näkemys aiheen historiasta, kehityksestä ja nykytilasta.
Harvinaiset maametallit ovat kemiallisesti samankaltainen joukko, johon sisältyvät
skandium, yttrium ja lantanoidit. Työssä käydään läpi harvinaisten maametallien
keskeinen kemia, käyttö, saatavuus ja maailmanmarkkinoiden asettamat haasteet.
Kiinan harvinaisten maametallien tuotanto ja sen aiheuttamat vaikutukset
maailmankauppapolitiikkaan ovat merkittäviä, ja työssä korostetaan tällä hetkellä
vallitsevaa tilannetta harvinaisten maametallien osasta kriittisinä metalleina.
Harvinaisten maametallien erotuksessa tarkastellaan käytännön menetelmiä ja niiden
teoriaa keskittyen teollisessa mittakaavassa käytössä oleviin ja potentiaalisesti
hyödynnettäviin prosesseihin, joilla harvinaiset maametallit pyritään erottamaan eri
raaka-aineista ja niiden puhtausastetta pyritään parantamaan. Raaka-aineiden, eli
pääasiassa kaupallisesti kannattavien mineraalien ja teollisuuden sivuvirtojen, jalostus
tuotteiksi tapahtuu tavallisesti usean osaprosessin kautta, joista monessa harvinaisia
maametalleja käsitellään liuostilassa. Liuostilan erotusprosesseista tarkastellaan
pääasiassa kiinteä-nesteuuttoa ja neste-nesteuuttoa. Työssä käsitellään lyhyemmin myös
kromatografisia menetelmiä sekä niihin liittyviä keskeisiä reagensseja ja väliaineita.
Lisäksi käsitellään muita harvinaisille maametalleille kehitettyjä erotusmenetelmiä ja
niiden teoriaa. Erotusmenetelmien tavoitteena on saavuttaa mahdollisimman rikas
konsentraatti, josta harvinaiset maametallit ovat joko muunnettavissa kaupallisiksi
välituotteiksi, tai edelleen käsiteltävissä puhtaammiksi jakeiksi spesifisiin sovelluksiin.
Harvinaisia maametalleja sisältäviä sovelluksia ja tuotteita on lukuisia, ja vaikka niistä
yksittäisessä tapauksessa metallin osuus massan tai tuotteen arvon osalta olisi pieni, on
tietyn harvinaisen maametallin käyttö siinä yleensä välttämätöntä toimivuuden
takaamiseksi. Harvinaisten maametallien kierrätys on tällä hetkellä vielä vähäistä ja
vaihtoehtoisten raaka-ainevirtojen hyödyntäminen myös vasta kehitteillä. Voidaan
kuitenkin olettaa, että hyvillä innovatiivisilla erotusmenetelmillä ja
resurssitehokkuudella saadaan vielä lähiaikoina sellaisia lähteitä käyttöön, joita ei tänä
päivänä vielä hyödynnetä.
|
|---|