Arseenipitoisen lauhteen käsittely Boliden Harjavallan tehtailla
Luukkonen, Henna (2011)
Luukkonen, Henna
2011
Ympäristö- ja energiatekniikan koulutusohjelma
Luonnontieteiden ja ympäristötekniikan tiedekunta - Faculty of Science and Environmental Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2011-10-05
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-2011101914843
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-2011101914843
Tiivistelmä
Boliden Harjavalta Oy:n tehtailla syntyy terveydelle ja ympäristölle vaarallista arseenia sisältäviä jätevirtoja, kuten myös muissa metallialan yrityksissä. Arseenin esiintyminen tehtaan prosesseissa johtuu yrityksen hyödyntämien malmien sisältämästä arseenista. Arseenia päätyy rikkihapon valmistusprosessiin, jossa osa siitä liukenee veteen ja osa kiteytyy arseenitrioksidina. Nämä arseenijakeet saostetaan ja stabiloidaan lauhteenkäsit-telyprosessissa kalkkimaidon ja ferrosulfaatin avulla kalkkiferriarsenaattisakkana, joka johdetaan läjitysalueelle loppusijoitukseen.
Tässä työssä tarkasteltiin lauhteenkäsittelyprosessin tehokkuuteen vaikuttavia te-kijöitä sekä tutkittiin miten prosessin toimintaa voitaisiin tehostaa. Menetelminä käytet-tiin haastattelututkimuksia, historiallisen aineiston analyysiä sekä lauhteen sisältämien raudan ja arseenin jakeiden analysointia. Raudan ja arseenin olomuotojen sekä hapetus-lukujen perusteella voitiin analysoida eri parametrien, kuten pH:n sekä raudan ja arseenin moolisuhteen, vaikutusta saostumisreaktion onnistumiseen eri tilanteissa. Lisäksi tutkittiin käsiteltävän liuoksen sisältämien aineiden konsentraation ja olomuodon muu-toksia erilaisissa tilanteissa, ja miten ne vaikuttavat sakan muodostumiseen.
Sekä arseenin että raudan kokonaispitoisuus vaihteli lauhteenkäsittelyssä voimak-kaasti lyhyen ajan sisällä, mikä johti raudan ja arseenin moolisuhteen laskemiseen ja sitä kautta saostamistuloksen heikkenemiseen. pH:n ollessa asetusarvojen alapuolella estyvät arseenin ja raudan hapettuminen sekä saostuminen. Arseenin pitoisuushuiput sekä pH:n lasku johtuivat pääosin pesuhapon sekaan kiteytyneen sakan syöttämisestä kuivattuna prosessiin panosmaisesti. Tätä sakkaa syötettäessä myös muita raskasmetalleja päätyy prosessiin runsaasti, mikä aiheuttaa muutoksia kalkkiferriarsenaattisakan liukoisuusominaisuuksissa; se on paljon stabiilimpaa.
Raudan ja arseenin moolisuhde sekä pH todettiin merkittävimmiksi tekijöiksi ar-seenin tehokkaan saostamisen kannalta. Suuretkin arseenimäärät pystyttiin saostamaan onnistuneesti jos kyseiset olosuhteet olivat oikeat. Nykyisellä laitteistolla prosessin olo-suhteita näiden parametrien suhteen ei pystytä pitämään optimaalisena, sekä kalkin että ferrosulfaatin syöttö- ja säätötapaa tulee muuttaa. Pitoisuushuippuja voitaisiin pienentää ja tuotetun sakan stabiilisuutta parantaa johtamalla pesuhapon seasta eristetty kuivattu sakka prosessiin tasaisemmin. Jotta arseeni saadaan tehokkaasti saostettua, pitää sen määrää prosessissa seurata ja säätää kemikaalien syöttöä arseenin pitoisuutta vastaavaksi. /Kir11
Tässä työssä tarkasteltiin lauhteenkäsittelyprosessin tehokkuuteen vaikuttavia te-kijöitä sekä tutkittiin miten prosessin toimintaa voitaisiin tehostaa. Menetelminä käytet-tiin haastattelututkimuksia, historiallisen aineiston analyysiä sekä lauhteen sisältämien raudan ja arseenin jakeiden analysointia. Raudan ja arseenin olomuotojen sekä hapetus-lukujen perusteella voitiin analysoida eri parametrien, kuten pH:n sekä raudan ja arseenin moolisuhteen, vaikutusta saostumisreaktion onnistumiseen eri tilanteissa. Lisäksi tutkittiin käsiteltävän liuoksen sisältämien aineiden konsentraation ja olomuodon muu-toksia erilaisissa tilanteissa, ja miten ne vaikuttavat sakan muodostumiseen.
Sekä arseenin että raudan kokonaispitoisuus vaihteli lauhteenkäsittelyssä voimak-kaasti lyhyen ajan sisällä, mikä johti raudan ja arseenin moolisuhteen laskemiseen ja sitä kautta saostamistuloksen heikkenemiseen. pH:n ollessa asetusarvojen alapuolella estyvät arseenin ja raudan hapettuminen sekä saostuminen. Arseenin pitoisuushuiput sekä pH:n lasku johtuivat pääosin pesuhapon sekaan kiteytyneen sakan syöttämisestä kuivattuna prosessiin panosmaisesti. Tätä sakkaa syötettäessä myös muita raskasmetalleja päätyy prosessiin runsaasti, mikä aiheuttaa muutoksia kalkkiferriarsenaattisakan liukoisuusominaisuuksissa; se on paljon stabiilimpaa.
Raudan ja arseenin moolisuhde sekä pH todettiin merkittävimmiksi tekijöiksi ar-seenin tehokkaan saostamisen kannalta. Suuretkin arseenimäärät pystyttiin saostamaan onnistuneesti jos kyseiset olosuhteet olivat oikeat. Nykyisellä laitteistolla prosessin olo-suhteita näiden parametrien suhteen ei pystytä pitämään optimaalisena, sekä kalkin että ferrosulfaatin syöttö- ja säätötapaa tulee muuttaa. Pitoisuushuippuja voitaisiin pienentää ja tuotetun sakan stabiilisuutta parantaa johtamalla pesuhapon seasta eristetty kuivattu sakka prosessiin tasaisemmin. Jotta arseeni saadaan tehokkaasti saostettua, pitää sen määrää prosessissa seurata ja säätää kemikaalien syöttöä arseenin pitoisuutta vastaavaksi. /Kir11