Magneettierottimen soveltuvuus sähkökoagulaatiossa syntyneen sakan käsittelyyn
Montonen, Iida (2017)
Kandidaatintyö
Montonen, Iida
2017
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201705196679
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201705196679
Tiivistelmä
Kaivosteollisuuden ympäristöhuolena ovat jätevesissä olevat haitalliset metalli-, sulfaatti ja nitraattiyhdisteet, jotka vapautuvat vesistöihin. Jätevesiä voidaan puhdistaa useilla menetelmillä esimerkiksi lisäämällä puhdistavaa kemikaalia, kosteikko altailla ja sähkökoagulaatiolla. Sähkökoagulaatio on uusi tutkimuksen alla oleva puhdistusmenetelmä, jossa hyödynnetään elektrodeista liukenevia metalli-ioneja. Anodi- ja katodikappaleisiin johdetaan sähkövirta, jonka seurauksena vesi hajoaa hydroksidiksi ja vetykupliksi. Anodilta irtoavat metalli-ionit reagoivat vapaina olevien hydroksidi-ionien kanssa muodostaen kiintoaineen. Kiintoaine putoaa painovoiman vaikutuksesta pohjalle. Puhdistunut jätevesi voidaan manuaalisesti poistaa kiintoaineesta. Kiintoaineseos sisältää monia metalleja, joilla on kaupallista arvoa ja sen puhdistus voi olla kannattavaa. Yksi mahdollisuus metallipitoisten partikkeleiden poistamiseen kiintoaineseoksesta on käsitellä se magneettierottimella.
Tämän työn tavoitteena oli selvittää, soveltuuko sähkökoagulaation ja magneettierottimen yhteisprosessi kaivosteollisuuden jätevesien puhdistukseen. Magneettierotuksessa tutkitaan, voidaanko sähkökoagulaatiossa syntyneet metallihydroksidipartikkelit erottaa koagulaatiosakasta. Metallien, sulfaatin ja nitraatin erottumisastetta sähkökoagulaatiokokeessa tutkittiin ionikromatografian (engl. Ion chromatography, IC) ja induktiivisesti kytketyn plasman (engl. Iductively coupled plasma, ICP) avulla. Metallipartikkeleiden erottamista sähkökoagulaatiosakasta tutkittiin heikkomagneettisella rumpumaisella magneettierottimella, jonka saaduista näytteistä analysoitiin kiintoainepitoisuus ja partikkelikoko. Tulosten perusteella kokeessa käytetty magneettierotin ei soveltunut sähkökoagulaatiossa syntyneen koagulaatiosakan käsittelyyn, vaikka koagulaatiosakka osoitettiinkin magneettiseksi. Erotettavan koagulaatiosakan kiintoainepitoisuus ja partikkelikoko olivat todennäköisesti liian pieniä kokeissa käytetylle magneettierottimelle, jonka aiheuttama magneettinen voima ei ylittänyt koagulaatiosakan nesteen aiheuttamaa vastusta. Environmentally main concerns of the mining industry are harmful metals, sulphates and nitrate compounds in their wastewater being released into natural waters. The wastewater can be purified by various methods for example, by adding purifying chemicals, with wetland pools and electrocoagulation. Electrocoagulation is a newly researched method that utilizes metal-ions, which are separated from electrodes. Electric current is conducted to the anode and the cathode, which causes water to break down into hydrogen and hydroxide bubbles. Metal-ions separated from anodes react with free hydroxide ions to form a solid. The solid falls to the bottom of the reactor due to gravity. Purified wastewater can be manually removed from the solid. The solid contains many metals, which have commercial value, therefore treating solids can be profitable. One possibility for removing metalliferous particles from solids is by using a magnetic separator.
The aim of this thesis was to determine the suitability of the combination of electrocoagulation and magnetic separation in mining industry waste water purification. Magnetic separation separates the metal hydroxide particles formed in electrocoagulation. The separation efficiency of metals, sulphates and nitrates was investigated by ion chromatography (IC) and inductively coupled plasma (ICP). The separation of metal particles in the electrocoagulation solid was examined by a low intensity drum-shaped magnetic separator. The samples received by the low intensity drum-shaped magnetic separator were analyzed for solid content and particle size. Based on the results, the magnetic separator used in the experiments is not suitable for the treatment of electrocoagulation solids, even though the solids were experimentally found to be magnetic. The solid content and particle size of electrocoagulation solids were probably too small for the magnetic separator used in the experiment. The magnetic force exerted by the magnet did not exceed the resistance caused by the fluid in the electrocoagulation solids.
Tämän työn tavoitteena oli selvittää, soveltuuko sähkökoagulaation ja magneettierottimen yhteisprosessi kaivosteollisuuden jätevesien puhdistukseen. Magneettierotuksessa tutkitaan, voidaanko sähkökoagulaatiossa syntyneet metallihydroksidipartikkelit erottaa koagulaatiosakasta. Metallien, sulfaatin ja nitraatin erottumisastetta sähkökoagulaatiokokeessa tutkittiin ionikromatografian (engl. Ion chromatography, IC) ja induktiivisesti kytketyn plasman (engl. Iductively coupled plasma, ICP) avulla. Metallipartikkeleiden erottamista sähkökoagulaatiosakasta tutkittiin heikkomagneettisella rumpumaisella magneettierottimella, jonka saaduista näytteistä analysoitiin kiintoainepitoisuus ja partikkelikoko. Tulosten perusteella kokeessa käytetty magneettierotin ei soveltunut sähkökoagulaatiossa syntyneen koagulaatiosakan käsittelyyn, vaikka koagulaatiosakka osoitettiinkin magneettiseksi. Erotettavan koagulaatiosakan kiintoainepitoisuus ja partikkelikoko olivat todennäköisesti liian pieniä kokeissa käytetylle magneettierottimelle, jonka aiheuttama magneettinen voima ei ylittänyt koagulaatiosakan nesteen aiheuttamaa vastusta.
The aim of this thesis was to determine the suitability of the combination of electrocoagulation and magnetic separation in mining industry waste water purification. Magnetic separation separates the metal hydroxide particles formed in electrocoagulation. The separation efficiency of metals, sulphates and nitrates was investigated by ion chromatography (IC) and inductively coupled plasma (ICP). The separation of metal particles in the electrocoagulation solid was examined by a low intensity drum-shaped magnetic separator. The samples received by the low intensity drum-shaped magnetic separator were analyzed for solid content and particle size. Based on the results, the magnetic separator used in the experiments is not suitable for the treatment of electrocoagulation solids, even though the solids were experimentally found to be magnetic. The solid content and particle size of electrocoagulation solids were probably too small for the magnetic separator used in the experiment. The magnetic force exerted by the magnet did not exceed the resistance caused by the fluid in the electrocoagulation solids.