Arseenin käyttö sinkkitehtaan koboltinpoistoon

Abstract

Työssä selvitettiin kuparielektrolyysissä syntyvän sivutuotteen, arseenitrioksidin, soveltuvuutta The New Boliden Kokkola Zinc Oy:n sinkkitehtaan liuospuhdistuksen koboltinpoistovaiheeseen. Nykyään sinkkitehtaalla käytetään puhdasta arseenitrioksidia koboltinpoiston apuaineena. Tällä hetkellä kuparielektrolyysin arseenista valmistetaan puunsuoja-aineita. Lainsäädäntö muuttuu siten että tulevaisuudessa kyseisten puunsuoja-aineiden käyttöä tullaan yhä rajoittamaan.

Kun puunsuoja-aineiden kulutus vähenee, täytyy syntyvä arseeni varastoida jätealueelle ellei sille löydetä muuta käyttöä. Arseenin varastointitarve ei lisäänny jos kuparielektrolyysistä saatava arseeni voidaan hyödyntää sinkkitehtaalla.

Kuparielektrolyysissä syntyvä arseenitrioksidi ei ole puhdasta. Työssä selvitettiin epäpuh-tauksien vaikutusta sinkkitehtaan liuospuhdistuksen koboltinpoistovaiheeseen. Kokeiden olosuhteet pyrittiin yhdenmukaistamaan sinkkitehtaan koboltinpoistovaiheessa vallitsevia olosuhteita vastaaviksi. Kokeissa käytetyillä arseeniliuosten eri epäpuhtaustasoilla ei havaittu olevan selkeää eroa liuospuhdistuskyvyssä. Koetulokset antavat viitteitä siitä, että koboltinpoistoprosessi on oletettua epäherkempi arseeniliuoksen epäpuhtauksien vaikutuksille.

Kirjallisuudesta haettiin arseenitrioksidin valmistukseen ja puhdistamiseen liittyvää aineistoa. Valmistusmenetelminä tarkasteltiin valmistusta arseenimalmista ja kuparielektrolyytistä ja puhdistusmenetelminä uudelleenkiteytystä, jäädytys-sulatusprosessia ja ioninvaihtoa. Työssä puhdistettiin kuparielektrolyysin liuospuhdistuksessa syntyvää arseenitrioksidia. Puhdistuslaitteistosta tehtiin alustava prosessisuunnitelma.

The aim of this study was to find out if the arsenic trioxide byproduct produced in the copper electrolysis plant is capable for cobalt removal stage of The New Boliden zinc plant. Now the zinc plant uses pure arsenic trioxide as an aid in the cobalt removal. Today wood preservatives are produced from the arsenic trioxide byproduct of the copper electrolysis. Legislation will change in future the use of such wood preservatives will be more limited.

When the use of arsenic containing wood preservatives decreases arsenic must be stored in dump area unless there is a use for it. The need to store arsenic will not increase if the arsenic trioxide from copper electrolysis can be utilized in zinc plant.

The arsenic trioxide produced in the copper electrolysis is not pure. In this work it was sorted out how the impurities affect on the cobalt removal stage in the solution purification. The circumstances in the laboratory experiments were made to correspond those at factory. There was no clear difference in the solution purification capabilities between the different impurity-level of arsenic containing liquids. The test results indicate that the cobalt removal process is somewhat insensitive to the impurities in the arsenic liquid.

Methods to produce and clean arsenic trioxide were searched in the literature. Production from arsenical ores and from copper electrolyte and purification methods recrystallization, freeze-melt process and ion-exchange were studied. In a laboratory experiment the purification of arsenic trioxide produced in the copper electrolysis was carried out. The preliminary process design for purification process was carried out as well.