Galliumin kierrätys elektroniikkajätteestä hydrometallurgisin menetelmin
Kurronen, Markus (2019)
Kandidaatintyö
2019
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019081924642
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019081924642
Tiivistelmä
Gallium on harvinainen metalli, jota käytetään puolijohteissa elektroniikassa, LED-valoissa ja aurinkopaneeleissa. Teknologian kehityksen takia elektroniikan määrä kasvaa ja samalla kasvaa myös galliumin kysyntä. Ongelma on, että elektroniikan kierrättämisestä huolimatta galliumille ei ole teollista menetelmää, jolla tämä metalli saataisiin talteen.
Galliumin erotusta sähkö- ja elektroniikkajätteestä (WEEE) on kuitenkin tutkittu laboratoriossa. Tässä kandidaatintyössä perehdytään näihin laboratorio-olosuhteissa tehtyihin tutkimuksiin. Galliumin kierrätystä käsittelevät tutkimukset on jaoteltu tässä kandidaatintyössä galliumin yhdisteiden mukaisesti. Esikäsittelyä, liuotusta ja lopullista talteenottoa käsitellään erikseen, mutta kirjallisuuskatsauksen lopussa kierrätystä pohditaan kokonaisuutena. Lisäksi työssä tehdään katsaus siihen, kuinka paljon galliumia menee tällä hetkellä hukkaan WEEE:n mukana.
Laboratoriokokeissa menetelmiä on pyritty optimoimaan, mutta teollisuuteen ongelmaksi voi tulla esimerkiksi väkevät hapot, joita liuotusprosessi ja neste-nesteuuttoon liittyvä strippaus tarvitsevat. Pyrometallurgiset ja mekaaniset esikäsittelytavat mahdollistavat kuitenkin joko laimeiden happojen tai happojen käyttämättä jättämisen liuotuksessa. Teollisuuteen siirryttäessä tutkituista menetelmistä voisi kuitenkin pystyä muodostamaan valmiita kokonaisuuksia, joiden talteenottokykyä voidaan optimoida isossa mittakaavassa.
Galliumin erotusta sähkö- ja elektroniikkajätteestä (WEEE) on kuitenkin tutkittu laboratoriossa. Tässä kandidaatintyössä perehdytään näihin laboratorio-olosuhteissa tehtyihin tutkimuksiin. Galliumin kierrätystä käsittelevät tutkimukset on jaoteltu tässä kandidaatintyössä galliumin yhdisteiden mukaisesti. Esikäsittelyä, liuotusta ja lopullista talteenottoa käsitellään erikseen, mutta kirjallisuuskatsauksen lopussa kierrätystä pohditaan kokonaisuutena. Lisäksi työssä tehdään katsaus siihen, kuinka paljon galliumia menee tällä hetkellä hukkaan WEEE:n mukana.
Laboratoriokokeissa menetelmiä on pyritty optimoimaan, mutta teollisuuteen ongelmaksi voi tulla esimerkiksi väkevät hapot, joita liuotusprosessi ja neste-nesteuuttoon liittyvä strippaus tarvitsevat. Pyrometallurgiset ja mekaaniset esikäsittelytavat mahdollistavat kuitenkin joko laimeiden happojen tai happojen käyttämättä jättämisen liuotuksessa. Teollisuuteen siirryttäessä tutkituista menetelmistä voisi kuitenkin pystyä muodostamaan valmiita kokonaisuuksia, joiden talteenottokykyä voidaan optimoida isossa mittakaavassa.