Harvinaiset maametallit akuissa

1. Antti Porvali
Metallifoorumi III 13.12.2016
Porin yliopistokeskus
Harvinaiset maametallit akuissa
1

2. Nikkelimetallihydridiakku
• Sisältää suuren määrän harvinaisia
maametalleja (REE), nikkeliä ja kobolttia
• Edellisessä Metallifoorumissa esiteltiin:
– Seulotun akkumurskeen liuotusta
– Alustavasti REE talteenottoa
Antti Porvali Metallifoorumi III 13.12.2016
Ni
(mg/g)
Co
(mg/g)
Fe
(mg/g)
Al
(mg/g)
Mn
(mg/g)
La
(mg/g)
Ce
(mg/g)
Pr
(mg/g)
433,8 55,1 17,6 8,4 27,4 40,0 41,3 13,3
2

3. Aikaisemmat liuotustulokset
• Liuotuksessa harvinaisten maametallien
(La+Ce+Pr+Y) saannot olivat karkeasti:
• 50 – 75%
• Ni, Co, Mn, Al, … saannot:
• 80 – 100 %
• Haasteina murskatun materiaalin koostumus
Antti Porvali Metallifoorumi III 13.12.2016
3

4. Metallifoorumi II:n lopputulema
• Päätettiin jatkaa liuotus- ja talteenottokokeita
• REE:n talteenotossa on potentiaalia
Antti Porvali Metallifoorumi III 13.12.2016
4

5. REE-prosessi Suomeen
• Liiketoimintamahdollisuus:
– Harvinaisia maametalleja jätteestä
– Hyödynnetään teollista symbioosia
– Uutta osaamista Suomeen
Antti Porvali Metallifoorumi III 13.12.2016
http://www.lwwpservice.com/rare-earth-elements.html
5

6. REE-prosessin liiketoiminta
• Primäärituotteita
– Mischmetal
– Ce(OH)x  CeO2
• Sivuvirta
– Nikkelirikas liuos
Antti Porvali Metallifoorumi III 13.12.2016
6

7. REE-prosessin kehittäminen
• Pyrimme Aallolla
kehittämään
hydrometallurgista
talteenottokokonaisuutta
REE:lle
Antti Porvali Metallifoorumi III 13.12.2016
7

8. REE-talteenottokokeet
• Hyvä selektiivisyys saavutettu harvinaisten
maametallien ryhmän osalta
• REE-saostussaannot parhaimmillaan >95%
• Osasta sakoista löytynyt epäpuhtauksia:
– Cd: 0.05 mg/g
– Fe: 0.15 mg/g
• Talteenottoa kehitettävä edelleen
Antti Porvali Metallifoorumi III 13.12.2016
8

9. Teollinen talteenottokoe
• Harjavallassa järjestettävä
• Kuutioluokan koossa
• Yhdistelmä liuotusta ja talteenottoa
• Tavoitteena tuottaa sakkaa jatkokokeita
varten
• Osoittaa menetelmän soveltuvuuden
murskeelle
9

10. Cerium dioksidia sakasta
• Ceriumin erottaminen ja
puhdistus
• 1000 kg NiMH-murskaa
– 16 kg ceriumia
• Käyttökohteita:
– Kiillotuspulverit (20 – 300 €/kg)
– Katalyytit
Antti Porvali Metallifoorumi III 13.12.2016
Alkuperäinen sakka Prosessoitu sakka
0
50
100
150
200
250
300
Pitoisuus(mg/g)
La
Ce
Pr
Cd
Fe
10

11. Haasteet
• Liuotuksen REE-saannoissa on optimoitavaa
• Raaka-aineen esikäsittely ja koostumus
• Sivuvirran käsittely
• Kadmiumin talteenotto liuoksesta
– Kadmiumia L/S = 10 liuoksessa ~70 mg/L
– Perinteiset kadmiumin poistomenetelmät eivät sovellu
suoraan puhdistukseen
– Ionisista nesteistä vastauksia?
Antti Porvali Metallifoorumi III 13.12.2016
11

12. Jatkosuunnitelmat
1. Iso liuotus- ja talteenottokoe Harjavallassa
2. HSC Sim: taseiden arvioiminen
3. CeO2 valmistaminen
4. Neste-nesteuuttokokeita
Antti Porvali Metallifoorumi III 13.12.2016
12

13. Kiitos!
antti.porvali@aalto.fi
Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu
Materiaalitekniikan laitos