Hybridimenetelmän käyttö kaivosvesien sulfaatin poistossa

• Main Author: Niskanen, M. (Mikko)
• Format: Dissertation
• Language: Finnish
• Published: University of Oulu 2014
• Subjects: Chemistry
• Online Access: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201411041958; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:fi:oulu-201411041958

Pro gradu -tutkielman tarkoituksena oli tutkia kemiallisen saostuksen ja adsorption hyödyntämistä kaivosvesien sulfaatin poistossa. Tutkielmassa perehdyttiin kaivosprosesseissa vapautuviin sulfaattipäästöihin ja sulfaatinpoistossa hyödynnettävään hybridipuhdistusmenetelmään alan kirjallisuuden ja tutkimusartikkeleiden pohjalta. Hybridipuhdistusmenetelmällä tarkoitetaan vaiheittaista sulfaatinpoistomenetelmää, jonka ensimmäisessä vaiheessa hyödynnetään kemiallista saostusta ja toisessa vaiheessa adsorptiota. Hybridipuhdistusmenetelmässä kaivosveden korkea sulfaattipitoisuus lasketaan veden jatkokäsittelyn kannalta sopivalle tasolle bariumhydroksidi- tai kalkkisaostuksella. Saostuksen jälkeen jäteveden sulfaattipitoisuutta voidaan laskea ja vedenlaatua parantaa edelleen adsorptiomenetelmällä. Tutkielmassa tutustuttiin lyhyesti myös hybridipuhdistusmenetelmän toimivuuteen ja tehokkuuteen liukoisten raskasmetallien: nikkelin, arseenin ja antimonin poistossa. Kemiallisella kalkkisaostuksella saavutetaan suuri sulfaattireduktio, noin 10 g/l lähtöpitoisuudesta 1,5 g/l pitoisuuteen. Bariumhydroksidisaostuksella saavutetaan suurempi sulfaattireduktio, mutta menetelmän hyödyntämistä haittaa myrkyllisen bariumin käyttö saostuskemikaalina. Hybridimenetelmään kuuluvan sulfaattiadsorption toimivuutta ei pystytty arvioimaan kirjallisuuden eikä tutkimusartikkeleiden pohjalta. Sulfaatin poistosta ei ole julkaistu aikaisempaa adsorptiotutkimusta. Tästä johtuen tutkielmassa perehdyttiin adsorptioon yleisesti kemiallisena ja fysikaalisena ilmiönä sekä yleisenä jätevesien puhdistusmenetelmänä. Tulosten perusteella hybridipuhdistusmenetelmä on lupaava kaivosvesien sulfaatinpoistomenetelmä. Sulfaattiadsorptiosta on kuitenkin tehtävä kokeellista tutkimusta. Kokeellisessa tutkimuksessa tulee selvittää sulfaattiadsorptioon soveltuvia erilaisia adsorbenttimateriaaleja ja adsorbenttimateriaalien aktivointimenetelmiä. Lisäksi sulfaattiadsorptiota tulee tutkia adsorptiokinetiikan ja adsorptioisotermien avulla.