| Summary: | Tämän pro gradu -tutkielman kirjallisessa osassa perehdytään sähkö- ja elektroniikkalaitteissa käytettäviin kriittisiin raaka-aineisiin. Niistä tarkemmin käsitellään puolijohteissa
hyödynnettävää piitä, galliumia, germaniumia ja indiumia, kondensaattoreissa käytettävää tantaalia ja kestomagneeteissa käytettäviä harvinaisia maametalleja. Erityistä huomiota
kiinnitetään raaka-aineiden esiintyvyyteen, tuotantoon ja kierrätykseen. Sähkö- ja
elektroniikkaromun (SER) kierrätyksessä keskitytään fysikaaliseen esikäsittelyyn ja
hydrometallurgisiin talteenottomenetelmiin. Talteenottomenetelmistä esitellään neste-nesteuutto, elektrolyysi ja ioninvaihto, joista viimeisenä mainittu nostetaan tarkempaan käsittelyyn.
Tässä yhteydessä esitellään orgaanisia ioninvaihtomateriaaleja, niiden rakenteita, luokittelua ja
käyttöä kriittisten raaka-aineiden talteenotossa. Vaihtoehtona orgaanisille
ioninvaihtomateriaaleille esitellään zeoliitit, joiden ominaisuuksiin ioninvaihtimina ja
sorbenttimateriaaleina perehdytään seikkaperäisesti. Lisäksi esitellään zeoliittien käyttöä
haitallisten aineiden poistossa sekä kriittisten raaka-aineiden talteenotossa. Lopuksi käydään
läpi plasmaemission käyttöä metallianalytiikassa käsittelemällä ICP-OES:n toimintaperiaatetta.
Tutkielman kokeellisessa osassa tehtiin kartoitusta viiden eri zeoliittimateriaalin
talteenottokyvyistä ja näistä materiaali Zeolite ZSM-5 havaittiin lähes täysin selektiiviseksi
tantaalin suhteen. Näytteenä toimi komponenttijäte, jonka liuotus oli optimoitu tantaalin
suhteen. Zeolite ZSM-5 saavutettu suurin tantaalin talteenottoaste, 99,5 %, havaittiin 0,01 M
rikkihappotaustassa. Selektiivisyyden kannalta kuitenkin paras happotausta oli 0,5 M
rikkihappo. Tällöin tantaalia saatiin talteen 98,4 %. Kyseistä happopitoisuutta käytettiin
kontaktiajan vaikutuksen ja Zeolite ZSM-5:n maksimiadsorptiokapasiteetin määrittämisessä.
Aikavälillä 5–90 minuuttia talteenoton saanto ZSM-5:llä kasvoi nopeasti ja alkoi tasaantua 120
minuutin jälkeen. ZSM-5:n adsorptiokapasiteetin maksimi tantaalin suhteen oli 10,74 mg g-1.
Alustavissa eluointikokeissa havaittiin, että etanoliamiini soveltui tantaalin eluoimiseksi. Sillä
onnistuttiin eluoimaan 52 ± 4 % adsorboituneesta tantaalista.
|
|---|