Tantaalin talteenotto kondensaattoreista hydrometallurgisin menetelmin
Kopra, Kaapo (2022)
Kandidaatintyö
Kopra, Kaapo
2022
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022051335063
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022051335063
Tiivistelmä
Tulevaisuuden suurena ongelmana on kasvava sähkö- ja elektroniikkaromun määrä sekä kriittisten materiaalien toimitusketjun säilyvyyden takaaminen. Etenkin älypuhelimissa ja kannettavissa tietokoneissa käytetään usein tantaalielektolyyttikondensaattoreita, jotka sisältävät Euroopan Unionin komission kriittiseksi määrittelemää tantaalia. Tällä hetkellä tantaalin kierrätysaste on alle prosentin. Tässä työssä tutkitaan tantaalin erotusta kondensaattoreista hyödyntämällä hydrometallurgisia menetelmiä.
Työ tehtiin kirjallisuuskatsauksena, jossa kartoitetaan tutkittuja kierrätysprosesseja kondensaattoreille. Työssä käsitellään vaadittuja esikäsittelymenetelmiä, liuotusta sekä neste-nesteuuttoa ja ioninvaihtoa. Lisäksi esitellään tutkimuksissa tuloksena saatuja optimaalisia prosessiolosuhteita.
Tuloksena huomataan, että tantaalielektrolyyttikondensaattoreille ei tällä hetkellä ole selkeää ja vakiintunutta talteenottoprosessia. Kuitenkin tantaalin erotus kondensaattoreista on mahdollinen ja prosesseissa saadaan erotettua tantaali hyvin puhtaana. Esimerkiksi neste-nesteuuttoon perustuvalla prosessilla tantaalin erotustehokkuus on 99,5 % ja saadun tantaalipentoksidin puhtaus on jopa yli 99,9 %. Lisäksi havaitaan, että prosessit vaativat lisää tutkimusta, jotta löydettäisiin teknistaloudellisesti järkevä tapa erottaa tantaali kondensaattoreista.
Työ tehtiin kirjallisuuskatsauksena, jossa kartoitetaan tutkittuja kierrätysprosesseja kondensaattoreille. Työssä käsitellään vaadittuja esikäsittelymenetelmiä, liuotusta sekä neste-nesteuuttoa ja ioninvaihtoa. Lisäksi esitellään tutkimuksissa tuloksena saatuja optimaalisia prosessiolosuhteita.
Tuloksena huomataan, että tantaalielektrolyyttikondensaattoreille ei tällä hetkellä ole selkeää ja vakiintunutta talteenottoprosessia. Kuitenkin tantaalin erotus kondensaattoreista on mahdollinen ja prosesseissa saadaan erotettua tantaali hyvin puhtaana. Esimerkiksi neste-nesteuuttoon perustuvalla prosessilla tantaalin erotustehokkuus on 99,5 % ja saadun tantaalipentoksidin puhtaus on jopa yli 99,9 %. Lisäksi havaitaan, että prosessit vaativat lisää tutkimusta, jotta löydettäisiin teknistaloudellisesti järkevä tapa erottaa tantaali kondensaattoreista.