Litiumin erottaminen ioninvaihdolla suola-altaista ja kierrätysakkujätteestä käyttäen epäorgaanisia adsorbentteja
Kari, Matias (2022)
Kandidaatintyö
Kari, Matias
2022
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022050432554
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022050432554
Tiivistelmä
Tämän kandidaatintyön tavoitteena on keskittyä litiumin erottamiseen ioninvaihdolla suola-altaista käyttäen epäorgaanisia adsorbentteja ja siihen, mitkä asiat vaikuttavat niiden litiumselektiivisyyteen. Litiumin talteenotto kierrätysakkujätteestä on saanut tutkimuksissa melko vähän huomiota, minkä takia työssä myös tutkitaan hieman mahdollisuutta erottaa litiumia kierrätysakkujätteestä epäorgaanisilla adsorbenteilla.
Epäorgaanisten adsorbenttien, kuten ioniseulojen ja zeoliittien toiminta perustuu ioninvaihtoon. Adsorbenttien tutkimisen lisäämisellä litiumin saatavuus voidaan turvata tulevaisuudessa ja litiumakut pystytään kierrättämään ympäristöystävällisesti.
Kandidaatintyö on kirjoitettu kokonaan kirjallisuuskatsauksena. Työssä todettiin, että epäorgaanisista adsorbenteista ioniseulat ovat erinomainen vaihtoehto verrattuna zeoliitteihin tai orgaanisiin ioninvaihtohartseihin niiden erinomaisen litiumselektiivisyyden vuoksi. Työn perusteella on myös mahdollista erottaa litiumia kierrätysakkujätteestä ioniseuloilla. Orgaaniset ioninvaihtohartsit eivät kykene yhtä hyvin litiumin talteenottoon erilaisten funktionaalisten ryhmien vuoksi. Ioniseuloilla litiumkapasiteetti voi olla jopa 30-kertainen hartseihin nähden ja varsinkin modifioidut ioniseulat toimivat työn perusteella erinomaisesti suola-altaissa. Ioniseulojen kaupallistamisella voitaisiin vaikuttaa merkittävästi litiumakkujen saatavuuspulaan ja litiumin erottamiseen kierrätysakkujätteestä.
Epäorgaanisten adsorbenttien, kuten ioniseulojen ja zeoliittien toiminta perustuu ioninvaihtoon. Adsorbenttien tutkimisen lisäämisellä litiumin saatavuus voidaan turvata tulevaisuudessa ja litiumakut pystytään kierrättämään ympäristöystävällisesti.
Kandidaatintyö on kirjoitettu kokonaan kirjallisuuskatsauksena. Työssä todettiin, että epäorgaanisista adsorbenteista ioniseulat ovat erinomainen vaihtoehto verrattuna zeoliitteihin tai orgaanisiin ioninvaihtohartseihin niiden erinomaisen litiumselektiivisyyden vuoksi. Työn perusteella on myös mahdollista erottaa litiumia kierrätysakkujätteestä ioniseuloilla. Orgaaniset ioninvaihtohartsit eivät kykene yhtä hyvin litiumin talteenottoon erilaisten funktionaalisten ryhmien vuoksi. Ioniseuloilla litiumkapasiteetti voi olla jopa 30-kertainen hartseihin nähden ja varsinkin modifioidut ioniseulat toimivat työn perusteella erinomaisesti suola-altaissa. Ioniseulojen kaupallistamisella voitaisiin vaikuttaa merkittävästi litiumakkujen saatavuuspulaan ja litiumin erottamiseen kierrätysakkujätteestä.