Kobolttirikasteen liuotus

• Main Author: Poikkimäki, Aleksi
• Other Authors: Satakunnan ammattikorkeakoulu
• Format: Other/Unknown Material
• Language: Finnish
• Published: Satakunnan ammattikorkeakoulu 2015
• Subjects: erotusmenetelmät; hydroksidit; kemialliset yhdisteet; koboltti; liuotus; oksidit; rikkidioksidi; fi=Kemiantekniikka|sv=Kemi|en=Chemical Engineering|; Kemiantekniikka; Norilsk; norilsk
• Online Access: http://www.theseus.fi/handle/10024/87661

Työn arkoituksena oli selvittää kobolttirikasteen optimaaliset liuotusolosuhteet Norilsk Nickel Harjavalta Oy:n prosessiin. Työssä tutkittiin kobolttirikasteen liuotusta rikkidioksidikaasun ja rikkihapon yhteisvaikutuksella. Laboratoriossa tehtiin rikasteen liuotuskokeita eri syöttöparametreilla optimaalisten olosuhteiden löytämiseksi. Kobolttirikasteelle tulisi löytää taloudellinen liuotusprosessi. Työn keskeisenä tavoitteena oli löytää optimaaliset syöttöparametrit rikkidioksidikaasulle ja rikkihapolle. Samalla tutkittiin myös reaktioviivettä ja kiintoaineen ja lämpötilan vaikutusta reaktionopeuteen. Tavoitteena oli selvittää myös rikasteen liukenemisolosuhteet. Työssä tutkittiin myös vaihtoehtoista ns. pulppausliuosta. Työn kokeellinen osuus tehtiin NNH:n tutkimuslaboratoriossa Harjavallassa. Työssä rikaste liuotettiin lasireaktorissa. Työssä tarkasteltiin reaktion etenemistä näköhavainnoin ja näytteitä ottamalla reaktion eri vaiheista tietyin aikavälein. Tutkimuslaboratorion henkilökunta analysoi näytteet. Opinnäytetyössä saatujen tulosten perusteella optimaaliset syöttöparametrit olivat rikkidioksidille 0,11 g SO2 / g kuiva rikaste ja rikkihapolle 0,7 g H2SO4 / g kuiva rikaste. Kokeita tehdessä huomattiin, että rikkihapon määrän tulisi olla loppusuodoksessa vähintään 20 g / L, jotta reaktio olisi käynyt loppuun. Reaktioviiveeksi saatiin tulosten perusteella 1 – 1.5 h reaktiolämpötilassa 80 °C. Parhaaksi pulppausliuokseksi osoittautui anolyytti, joka toisi säästöjä vesi ja rikkihappokustannuksissa huomattavasti. Tulosten perusteella suunniteltiin reaktoriliuotus osaksi liuottamon prosessia. Parhaaksi sijoituspaikaksi löydettiin toisen vaiheen atmosfäärireaktori. The purpose of this thesis was to study and design a cobalt concentrate leaching process in Norilsk Nickel Harjavalta production plant. In this study the cobalt concentrate was leached with combined effect of sulfur dioxide gas and sulfuric acid. The research was done in a laboratory, where the concentrate was leached with different feed parameters to find the best possible way to leach this concentrate. Purpose of this thesis was to find out optimum leaching parameters. This thesis was done to find the most cost-effective leaching method. Optimum feed parameters to sulfur dioxide and sulfuric acid were found. In this study, also reaction time was studied. The effects of solid matter and temperature on the reaction time were studied. The goal was to find out proper dissolving conditions. Also an alternative pulping solution was studied. The experimental part of this thesis was done in the research laboratory in NNH production plant. The cobalt concentrate was leached in a glass reactor. During the experiments the progress of the reaction was observed and studied by taking samples after specific time intervals. The samples were analyzed by the laboratory staff. The results of the research indicated the optimum parameters of sulfur dioxide to be 0,11 g SO2 / g dry concentrate and that of sulfuric acid 0,7 g H2SO4 / g dry concentrate. It was noticed that reaction needed at least 20 g / L of free sulfuric acid in the final solution to ensure the perfect leaching. Reaction time was found to be between 1 and 1.5 h at 80 °C reaction temperature. The results showed that the best pulping solution would be anolyte, because it would bring considerable savings concerning water and sulfuric acid costs and it wouldn’t have to be heated. With these results the leaching of cobalt concentrate was planned as part of NNH- process. The best location in the process would be in the second stage atmosphere reactor.