Rikastuskemikaalina käytettävän ksantaatin ympäristövaikutukset vesistöissä

Abstract

Tässä työssä tarkastellaan ksantaatin ympäristövaikutuksia vesistöissä. Työssä tutkitaan myös analyysimenetelmiä (HPLC-ICP-MS/MS-, kapilaarielektroforeesi- ja NMR-menetelmät), joilla voidaan mitata vesinäytteiden ksantaattipitoisuuksia. Työssä tutkitaan erityisesti natrium-isobutyyli-ksantaatin (SIBX) ympäristövaikutuksia. Tämän kandidaatintyön tavoitteena on tutkia kirjallisuuskatsauksen avulla mitä ksantaatit ovat, mihin niitä käytetään, millaisia ympäristövaikutuksia niillä on ja miten niitä voidaan analysoida olemassa olevilla analyysimenetelmillä. Lisäksi työssä käsitellään keinoja, joilla voidaan vähentää ksantaattien ympäristövaikutuksia.

Ksantaatit ovat kemikaaliryhmä, joita käytetään malmin rikastamisessa kaivosteollisuudessa. Ne ovat myrkyllisiä vesiekosysteemeille matalissa pitoisuuksissa. Ksantaatit hajoavat suotuisissa olosuhteissa lähes kokonaan, mutta matalassa lämpötilassa ja emäksisessä liuoksessa ksantaattien hajoaminen hidastuu merkittävästi. Hajoamiseen vaikuttaa myös UV-säteily, joten lämpimissä ja aurinkoisissa olosuhteissa hajoaminen nopeutuu merkittävästi verrattuna kylmiin olosuhteisiin. Käytetyin analyysimenetelmä on HPLC-ICP-MS/MS, mutta sen haasteena on näytteiden esikäsittely.

Tehokkain keino vähentää ksantaattien aiheuttamia ympäristövaikutuksia, on varmistua, että ksantaatit ehtivät hajota ennen vesien johtamista luontoon. Ksantaatteja voidaan hajottaa ja kerätä myös erilaisilla teknisillä menetelmillä sekä säätämällä olosuhteita hajoamisen kannalta paremmiksi.

This thesis examines the environmental impacts of xanthates in aquatic environments. It also explores analytical methods (HPLC-ICP-MS/MS, capillary electrophoresis and NMR spectroscopy) for measuring xanthate concentrations in water samples. This study focuses particularly on the environmental effects of sodium isobutyl xanthate (SIBX). The objective of this bachelor’s thesis is to review, through a literature study, what xanthates are, how they are used, what kinds of environmental impacts they have, and how they can be analyzed using current analytical techniques. In addition, the work discusses methods for reducing the environmental impact of xanthates.

Xanthates are a group of chemicals used in the flotation process in the mining industry. They are toxic to aquatic ecosystems even at low concentrations. Although xanthates decompose almost completely under favorable conditions, their degradation slows significantly in low temperatures and alkaline solutions. Ultraviolet radiation also affects degradation, accelerating it in warm and sunny conditions compared to cold environments. The most used analytical method is HPLC-ICP-MS/MS, although it poses challenges due to the required sample preparation.

The most effective way to reduce the environmental impact of xanthates is to ensure they degrade before water is discharged into natural ecosystems. Xanthates can also be broken down and removed using various technical methods and by optimizing environmental conditions to support their degradation.