Litiumin talteenotto happamien sulfaattimaiden vesistä
Sjöblom, Sebastian (2018)
Sjöblom, Sebastian
Centria-ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018121721989
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018121721989
Tiivistelmä
Litium on kevyt ja reaktiivinen alkalimetalleihin kuuluva alkuaine. Sitä hyödynnetään monessa kemiallisessa tuotteessa: metalliseoksissa, lasissa, lääkkeissä ja akuissa. Malmista louhimisen lisäksi litiumia on mahdollista erottaa suolaisesta vedestä. Joillakin alueilla veden korkea suolapitoisuus mahdollistaa litiumin tuottamisen haihduttamalla suolavettä ensin altaissa ja sen jälkeen saostamalla sen suolaksi. Merivedestä talteenotto on hankalampaa alhaisten pitoisuuksien takia. Litiumin muita erotusmenetelmiä ovat adsorptio, neste-neste-uutto ja membraaniprosessit.
Happamat sulfaattimaat ovat sedimenttejä, joiden pH on alle 4, ja ne sisältävät paljon metalleja, jotka ovat haitallisia luonnolle. Suomessa happamat sulfaattimaat esiintyvät pääasiassa länsirannikolla, jonka vesissä on kohonneita määriä eri alkuaineita, kuten kobolttia ja mangaania. Tässä opinnäytetyössä keskityttiin litiumin talteenottoon happamien sulfaattimaiden vaikuttamista vesistä dialyysillä.
Dialyysikenno litiumioneja johtavalla keraamisella membraanilla erottimena valmistettiin mikromittakaavaan. Tuubin muotoinen membraani asetettiin lasisen näytepullon sisään, joka täytettiin 0,1-molaarisella suolahapolla. Näytepullon korkkiin tehtiin reikä, jossa membraani pysyi kiinni. SUS 304 -elektrodit sijoitettiin kennon positiiviselle ja negatiiviselle puolelle. Vesinäytteet pipetoitiin tuubiin ja Li-ionien annettiin dialysoitua näytteestä membraanin läpi happoliuokseen, aika muuttujana. Erotus suoritettiin joka vesinäytteelle yhdestä kolmeen, osalla näytteistä kahdesta neljään vuorokautta.
Tulosten perusteella Li-pitoisuudet positiivisella puolella olivat moninkertaiset, mikä osoittaa hiukkasten irronneen membraanista. Sarjojen tulokset olivat yleisesti samanlaiset. Pitoisuudet kasvoivat alussa ja tasoittuivat viimeisessä pisteessä. Enemmän tutkimusta tarvitaan selvittämään, kuinka kennosta saadaan toimiva.
Happamat sulfaattimaat ovat sedimenttejä, joiden pH on alle 4, ja ne sisältävät paljon metalleja, jotka ovat haitallisia luonnolle. Suomessa happamat sulfaattimaat esiintyvät pääasiassa länsirannikolla, jonka vesissä on kohonneita määriä eri alkuaineita, kuten kobolttia ja mangaania. Tässä opinnäytetyössä keskityttiin litiumin talteenottoon happamien sulfaattimaiden vaikuttamista vesistä dialyysillä.
Dialyysikenno litiumioneja johtavalla keraamisella membraanilla erottimena valmistettiin mikromittakaavaan. Tuubin muotoinen membraani asetettiin lasisen näytepullon sisään, joka täytettiin 0,1-molaarisella suolahapolla. Näytepullon korkkiin tehtiin reikä, jossa membraani pysyi kiinni. SUS 304 -elektrodit sijoitettiin kennon positiiviselle ja negatiiviselle puolelle. Vesinäytteet pipetoitiin tuubiin ja Li-ionien annettiin dialysoitua näytteestä membraanin läpi happoliuokseen, aika muuttujana. Erotus suoritettiin joka vesinäytteelle yhdestä kolmeen, osalla näytteistä kahdesta neljään vuorokautta.
Tulosten perusteella Li-pitoisuudet positiivisella puolella olivat moninkertaiset, mikä osoittaa hiukkasten irronneen membraanista. Sarjojen tulokset olivat yleisesti samanlaiset. Pitoisuudet kasvoivat alussa ja tasoittuivat viimeisessä pisteessä. Enemmän tutkimusta tarvitaan selvittämään, kuinka kennosta saadaan toimiva.