Harvinaisten maametallien talteenotto sähkö- ja elektroniikkajätteestä

Tämän tutkielman kirjallinen osa toimii yleisenä katsauksena harvinaisiin maametalleihin, niiden rooliin modernissa yhteiskunnassa sekä niiden talteenotto- ja erotusmenetelmiin. Lisäksi tutkielmassa perehdytään aina kasvavaan sähkö- ja elektroniikkajäteongelmaan, sillä sähkö- ja elektroniikkajäte so...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Siljanto, Jimi
Other Authors: Faculty of Sciences, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Department of Chemistry, Kemian laitos, University of Jyväskylä, Jyväskylän yliopisto
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2024
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/94037
_version_ 1826225728178356224
author Siljanto, Jimi
author2 Faculty of Sciences Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Department of Chemistry Kemian laitos University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_facet Siljanto, Jimi Faculty of Sciences Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Department of Chemistry Kemian laitos University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto Siljanto, Jimi Faculty of Sciences Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Department of Chemistry Kemian laitos University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_sort Siljanto, Jimi
datasource_str_mv jyx
description Tämän tutkielman kirjallinen osa toimii yleisenä katsauksena harvinaisiin maametalleihin, niiden rooliin modernissa yhteiskunnassa sekä niiden talteenotto- ja erotusmenetelmiin. Lisäksi tutkielmassa perehdytään aina kasvavaan sähkö- ja elektroniikkajäteongelmaan, sillä sähkö- ja elektroniikkajäte soveltuu hyvin harvinaisten maametallien vaihtoehtoiseksi lähteeksi. Tutkielma tarjoaa yleiskäsityksen harvinaisten maametallien käytetyimpien talteenotto-menetelmien karakteristisista piirteistä ja haasteista. Liuotus, saostus, ioninvaihto sekä neste-nesteuutto nostetaan yksityiskohtaisempaan tarkasteluun. Tässä tarkastellaan menetelmien toimivuutta ja mahdollisuuksia harvinaisten maametallien talteenotossa nostamalla viime-aikaisimpia tutkimuksia esimerkeiksi. Tutkimusprojektissa kehitettiin menetelmä harvinaisten maametallien talteen ottamiseksi piirilevyjätenäytteestä hyödyntäen ioninvaihtotekniikkaa. Talteenottoa tutkittiin näytteen uuttoliuoksesta kahdella kaupallisella ioninvaihtohartsilla, Puromet MTS9570 sekä Amberlyst 15. Uuttoliuoksesta pelkistettiin kupari ja saostettiin perusmetallit häiritsemästä harvinaisten maametallien talteenottoa. Näyteliuoksesta saatiin REE-adsorptioiksi korkeat 97,17 ± 0,05 % (Puromet MTS9570) sekä 94,79 ± 0,08 % (Amberlyst 15). Ioninvaihdon kinetiikkaa tutkittiin ja adsorption kannalta riittävä kontaktiaika oli noin tunti ja adsorptioalue noudattaa pseudo-toisen asteen kinetiikkamallia kummallakin hartsilla. Hartsien adsorptiomekanismi karakterisoitiin Langmuirin isotermillä, jolla määritettiin hartsin Puromet MTS9570 maksimikapasiteetiksi 69 ± 2 mg g-1 ja 150 ± 3 mg g-1 hartsille Amberlyst 15. Selektiivinen ja peräkkäinen eluointi saavutettiin käyttämällä 1 M NH4Cl poistamaan suurin osa perusmetalleista vähäisellä REE-hävikillä. 3 M (Puromet MTS9570) tai 5 M (Amberlyst 15) H2SO4 käytettiin eluoimaan käytännössä kaikki REE-metallit melko puhtaiksi tuotteiksi. Hartsien uudelleenkäytettävyyttä tutkittiin toistamalla neljä adsorptio-desorptiosykliä, missä adsorptioissa ei havaittu heikkenemistä ja REE-desorption heikkeneminen oli melko vähäistä. Desorptio laski syklien lopussa 3 %-yksikköä hartsille Puromet MTS9570 ja 21 %-yksikköä Amberlyst 15 -hartsin tapauksessa.
first_indexed 2024-09-11T08:50:23Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "V\u00e4is\u00e4nen, Ari", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Siljanto, Jimi", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2024-03-22T11:10:08Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2024-03-22T11:10:08Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2024", "language": null, "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/94037", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4m\u00e4n tutkielman kirjallinen osa toimii yleisen\u00e4 katsauksena harvinaisiin maametalleihin, niiden rooliin modernissa yhteiskunnassa sek\u00e4 niiden talteenotto- ja erotusmenetelmiin. Lis\u00e4ksi tutkielmassa perehdyt\u00e4\u00e4n aina kasvavaan s\u00e4hk\u00f6- ja elektroniikkaj\u00e4teongelmaan, sill\u00e4 s\u00e4hk\u00f6- ja elektroniikkaj\u00e4te soveltuu hyvin harvinaisten maametallien vaihtoehtoiseksi l\u00e4hteeksi. Tutkielma tarjoaa yleisk\u00e4sityksen harvinaisten maametallien k\u00e4ytetyimpien talteenotto-menetelmien karakteristisista piirteist\u00e4 ja haasteista. Liuotus, saostus, ioninvaihto sek\u00e4 neste-nesteuutto nostetaan yksityiskohtaisempaan tarkasteluun. T\u00e4ss\u00e4 tarkastellaan menetelmien toimivuutta ja mahdollisuuksia harvinaisten maametallien talteenotossa nostamalla viime-aikaisimpia tutkimuksia esimerkeiksi.\n\nTutkimusprojektissa kehitettiin menetelm\u00e4 harvinaisten maametallien talteen ottamiseksi piirilevyj\u00e4ten\u00e4ytteest\u00e4 hy\u00f6dynt\u00e4en ioninvaihtotekniikkaa. Talteenottoa tutkittiin n\u00e4ytteen uuttoliuoksesta kahdella kaupallisella ioninvaihtohartsilla, Puromet MTS9570 sek\u00e4 Amberlyst 15. Uuttoliuoksesta pelkistettiin kupari ja saostettiin perusmetallit h\u00e4iritsem\u00e4st\u00e4 harvinaisten maametallien talteenottoa. N\u00e4yteliuoksesta saatiin REE-adsorptioiksi korkeat 97,17 \u00b1 0,05 % (Puromet MTS9570) sek\u00e4 94,79 \u00b1 0,08 % (Amberlyst 15). Ioninvaihdon kinetiikkaa tutkittiin ja adsorption kannalta riitt\u00e4v\u00e4 kontaktiaika oli noin tunti ja adsorptioalue noudattaa pseudo-toisen asteen kinetiikkamallia kummallakin hartsilla. Hartsien adsorptiomekanismi karakterisoitiin Langmuirin isotermill\u00e4, jolla m\u00e4\u00e4ritettiin hartsin Puromet MTS9570 maksimikapasiteetiksi 69 \u00b1 2 mg g-1 ja 150 \u00b1 3 mg g-1 hartsille Amberlyst 15. Selektiivinen ja per\u00e4kk\u00e4inen eluointi saavutettiin k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 1 M NH4Cl poistamaan suurin osa perusmetalleista v\u00e4h\u00e4isell\u00e4 REE-h\u00e4vikill\u00e4. 3 M (Puromet MTS9570) tai 5 M (Amberlyst 15) H2SO4 k\u00e4ytettiin eluoimaan k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 kaikki REE-metallit melko puhtaiksi tuotteiksi. Hartsien uudelleenk\u00e4ytett\u00e4vyytt\u00e4 tutkittiin toistamalla nelj\u00e4 adsorptio-desorptiosykli\u00e4, miss\u00e4 adsorptioissa ei havaittu heikkenemist\u00e4 ja REE-desorption heikkeneminen oli melko v\u00e4h\u00e4ist\u00e4. Desorptio laski syklien lopussa 3 %-yksikk\u00f6\u00e4 hartsille Puromet MTS9570 ja 21 %-yksikk\u00f6\u00e4 Amberlyst 15 -hartsin tapauksessa.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2024-03-22T11:10:08Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2024-03-22T11:10:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2024", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "96", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "menetelm\u00e4nkehitys", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Harvinaisten maametallien talteenotto s\u00e4hk\u00f6- ja elektroniikkaj\u00e4tteest\u00e4", "language": null, "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202403222579", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Chemistry", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Kemian laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Chemistry", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Kemia", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.copyright", "value": "\u00a9 The Author(s)", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "copyright", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4038", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kierr\u00e4tys", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "harvinaiset maametallit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "talteenotto", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "materiaalit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kemia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kiertotalous", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "erotusmenetelm\u00e4t", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_94037
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:56:27Z
main_date 2024-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2024
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/7a7529e6-5509-466d-a10d-a07a839562da\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202403222579.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2024
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Siljanto, Jimi Harvinaisten maametallien talteenotto sähkö- ja elektroniikkajätteestä menetelmänkehitys Chemistry Kemia 4038 kierrätys harvinaiset maametallit talteenotto materiaalit kemia kiertotalous erotusmenetelmät
title Harvinaisten maametallien talteenotto sähkö- ja elektroniikkajätteestä
title_full Harvinaisten maametallien talteenotto sähkö- ja elektroniikkajätteestä
title_fullStr Harvinaisten maametallien talteenotto sähkö- ja elektroniikkajätteestä Harvinaisten maametallien talteenotto sähkö- ja elektroniikkajätteestä
title_full_unstemmed Harvinaisten maametallien talteenotto sähkö- ja elektroniikkajätteestä Harvinaisten maametallien talteenotto sähkö- ja elektroniikkajätteestä
title_short Harvinaisten maametallien talteenotto sähkö- ja elektroniikkajätteestä
title_sort harvinaisten maametallien talteenotto sähkö ja elektroniikkajätteestä
title_txtP Harvinaisten maametallien talteenotto sähkö- ja elektroniikkajätteestä
topic menetelmänkehitys Chemistry Kemia 4038 kierrätys harvinaiset maametallit talteenotto materiaalit kemia kiertotalous erotusmenetelmät
topic_facet 4038 Chemistry Kemia erotusmenetelmät harvinaiset maametallit kemia kierrätys kiertotalous materiaalit menetelmänkehitys talteenotto
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/94037 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202403222579
work_keys_str_mv AT siljantojimi harvinaistenmaametallientalteenottosähköjaelektroniikkajätteestä