Hydrometallurgical recovery of valuable metals from secondary raw materials

Wastes and side streams in the mining industry and different anthropogenic wastes often contain valuable metals in such concentrations their recovery may be economically viable. These raw materials are collectively called secondary raw materials. The recovery of metals from these materials is also environmentally favorable, since many of the metals, for example heavy metals, are hazardous to the environment. This has been noticed in legislative bodies, and strict regulations for handling both mining and anthropogenic wastes have been developed, mainly in the last decade. In the mining and metallurgy industry, important secondary raw materials include, for example, steelmaking dusts (recoverable metals e.g. Zn and Mo), zinc plant residues (Ag, Au, Ga, Ge, In) and waste slurry from Bayer process alumina production (Ga, REE, Ti, V). From anthropogenic wastes, waste electrical and electronic equipment (WEEE), among them LCD screens and fluorescent lamps, are clearly the most important from a metals recovery point of view. Metals that are commonly recovered from WEEE include, for example, Ag, Au, Cu, Pd and Pt. In LCD screens indium, and in fluorescent lamps, REEs, are possible target metals. Hydrometallurgical processing routes are highly suitable for the treatment of complex and/or low grade raw materials, as secondary raw materials often are. These solid or liquid raw materials often contain large amounts of base metals, for example. Thus, in order to recover valuable metals, with small concentrations, highly selective separation methods, such as hydrometallurgical routes, are needed. In addition, hydrometallurgical processes are also seen as more environmental friendly, and they have lower energy consumption, when compared to pyrometallurgical processes. In this thesis, solvent extraction and ion exchange are the most important hydrometallurgical separation methods studied. Solvent extraction is a mainstream unit operation in the metallurgical industry for all kinds of metals, but for ion exchange, practical applications are not as widespread. However, ion exchange is known to be particularly suitable for dilute feed solutions and complex separation tasks, which makes it a viable option, especially for processing secondary raw materials. Recovering valuable metals was studied with five different raw materials, which included liquid and solid side streams from metallurgical industries and WEEE. Recovery of high purity (99.7%) In, from LCD screens, was achieved by leaching with H2SO4, extracting In and Sn to D2EHPA, and selectively stripping In to HCl. In was also concentrated in the solvent extraction stage from 44 mg/L to 6.5 g/L. Ge was recovered as a side product from two different base metal process liquors with Nmethylglucamine functional chelating ion exchange resin (IRA-743). Based on equilibrium and dynamic modeling, a mechanism for this moderately complex adsorption process was suggested. Eu and Y were leached with high yields (91 and 83%) by 2 M H2SO4 from a fluorescent lamp precipitate of waste treatment plant. The waste also contained significant amounts of other REEs such as Gd and Tb, but these were not leached with common mineral acids in ambient conditions. Zn was selectively leached over Fe from steelmaking dusts with a controlled acidic leaching method, in which the pH did not go below, but was held close as possible to, 3. Mo was also present in the other studied dust, and was leached with pure water more effectively than with the acidic methods. Good yield and selectivity in the solvent extraction of Zn was achieved by D2EHPA. However, Fe needs to be eliminated in advance, either by the controlled leaching method or, for example, by precipitation. 100% Pure Mo/Cr product was achieved with quaternary ammonium salt (Aliquat 336) directly from the water leachate, without pH adjustment (pH 13.7). A Mo/Cr mixture was also obtained from H2SO4 leachates with hydroxyoxime LIX 84-I and trioctylamine (TOA), but the purities were 70% at most. However with Aliquat 336, again an over 99% pure mixture was obtained. High selectivity for Mo over Cr was not achieved with any of the studied reagents. Ag-NaCl solution was purified from divalent impurity metals by aminomethylphosphonium functional Lewatit TP-260 ion exchange resin. A novel preconditioning method, named controlled partial neutralization, with conjugate bases of weak organic acids, was used to control the pH in the column to avoid capacity losses or precipitations. Counter-current SMB was shown to be a better process configuration than either batch column operation or the cross-current operation conventionally used in the metallurgical industry. The raw materials used in this thesis were also evaluated from an economic point of view, and the precipitate from a waste fluorescent lamp treatment process was clearly shown to be the most promising.

Kiuruveden tilan parantaminen : Säännöstelyn kehittäminen ja ravinnekuormituksen vähentäminen

Raportissa esitetään yhteenveto Kiuruveden ja Iisalmen kaupunkien alueella sijaitsevan Kiuruvesi -järven säännöstelyn kehittämiseksi sekä järven tilan parantamiseksi tehdyistä selvityksistä sekä esitetään suositukset säännöstelylle ja järven ja valuma-alueen hoitotoimenpiteille. Kiuruvettä säännöstellään Kiurujoen Saarikoskessa olevalla Runnin neulatammella. Säännöstely perustuu vuonna 1935 annettuun järvenlaskulupaan ja sen tavoitteena on maatalouden tulvasuojelu. Kiuruveden alue on maaperältään viljavaa ja ranta-alueet ovat pääosin viljelyksessä, joten järveen kohdistuu runsaasti valuma-alueen maataloudesta peräisin olevaa kuormitusta. Tämä näkyy myös järven ekologisessa tilassa, joka on tyydyttävä. Järven tilaan vaikuttavat jonkin verran myös säännöstelystä ja muusta vesirakentamisesta aiheutuneet muutokset, mutta niiden vaikutus on kuormitukseen nähden vähäinen, eikä vesistöä ole luokiteltu voimakkaasti muutetuksi. Säännöstelyn kehittämistä koskevassa osassa arvioidaan tarpeita ja mahdollisuuksia säännöstelyn parantamiseen. Kiuruveden kevättulvan alentamiseksi mallinnettiin Kiurujokeen erilaisia perkausvaihtoehtoja. Kiuruvedelle laskettiin myös useita säännöstelyvaihtoehtoja eri perkausvaihtoehdoilla sekä vertailtiin erilaisten mittareiden avulla niiden vaikutuksia vesistön tilaan ja käyttöön. Lisäksi mallinnettiin ilmastonmuutoksen vaikutuksia vesistön hydrologiaan. Vesistön käyttäjien ja sidosryhmien mielipiteitä kerättiin mm. ranta-asukkaille järjestetyllä kyselyllä sekä monitavoitearviointimenetelmää soveltaneessa työpajassa. Säännöstelyä esitetään kehitettäväksi siten, että vedenkorkeuden kevätalennuksesta luovutaan, kevättulvalle asetetaan tavoitekorkeus ja tulvan laskua jarrutetaan nykyisestä sekä määritetään vedenkorkeudelle vaihteluväli, jonka sisällä vedenpinta voi vaihdella tulva-aikaa lukuun ottamatta. Lisäksi esitetään, että Kiurujokea perataan rankkasateista aiheutuvien kesätulvien alentamiseksi. Muutosten tavoitteena on säännöstelyn hoidon helpottaminen, säännöstelystä järven tilalle aiheutuvien haitallisten vaikutusten vähentäminen sekä vesistön käyttömahdollisuuksien parantaminen. Vesistön tilan parantamista koskevassa osassa esitetään Kiuruveden tavoitetila mm. kuormituksen suhteen sekä erilaisia mahdollisuuksia tavoitteisiin pääsemiseksi. Lisäksi tarkastellaan erilaisten suoraan järveen kohdistuvien kunnostustoimenpiteiden soveltuvuutta järven tilan parantamiseen. Tarkempaan tarkasteluun valittiin ravintoverkkokunnostus ja hapetus. Ulkoisen kuormituksen vähentämisen vaikutusten arvioinnissa käytettiin mm. KUTOVA+ -laskentamallia ja maatalouden osalta VIHMA-laskentamallia. Kiuruveden vedenlaadun ja ekologisen tilan parantaminen vaatii merkittävää ulkoisen ravinnekuormituksen vähentämistä. Ravinnekuormituksen kannalta keskeisiä asioista ovat maatalouden osalta erityisesti lannoitukseen ja maanmuokkaukseen liittyvät seikat. Haja-asutuksen jätevesienkäsittely tehostuu lähivuosina hajajätevesiasetuksen vaatimusten myötä. Keskitetyn jätevedenpuhdistuksen osalta keskeistä on nykyisen puhdistustason ja toimintavarmuuden ylläpitäminen. Metsätalouden osalta keskeistä on etenkin kiintoainekuormituksen vähentäminen. Järveen kohdistuvista hoitotoimenpiteistä hapetusta ja hoitokalastusta kannattaa jatkaa. Sen sijaan varsinainen tehokalastus ei ole ajankohtainen ennen kuin ulkoista kuormitusta on saatu vähennettyä alle kriittisen tason.

Kiteen mekaanisten värähtelyjen vaimentaminen takaisinkytkennällä

Pulseri on laite, joka tuottaa noin 10 MHz:n taajuudella olevan sähköisen pulssin, joka ohjataan kiteeseen. Kide lähettää korkeataajuuksisen ääniaallon ja toimii samalla vastaanottimena kaikuna heijastuneille ääniaalloille. Kide ja membraanikalvo ovat vedessä. Ääniaalto heijastuu takaisin suodatusmembraanikalvosta, jolla on tarkoitus erotella epäpuhtauksia. Membraanikalvo ja kide ovat millimetrin etäisyydellä toisistaan ja ääniaalloilla kestää noin 1,3 mikrosekuntia kulkea kiteestä membraanikalvon pinnalle ja siitä kaikuna takaisin kiteeseen. Saadaksemme luotettavia tuloksia ääniaallon kulkuajasta, kiteen tulee olla värähtelemättömässä tilassa silloin, kun kaikuna palaava pulssi saapuu takaisin. Työssä keskitytään kiteen vaimentamiseen mahdollisimman nopeasti lähetetyn pulssin jälkeen ja siihen liittyviin ongelmiin.

Kone- ja laitesuunnittelupalvelun nykytilanteen kartoitus ja kehittämisen lähtökohdat muuttuvassa asiakasympäristössä

Haastattelututkimus on menetelmä, jolla voidaan kerätä yrityksen asiakaskunnalta asiakas-palaute ja tulokseksi saadaan yrityksen laatujohtamiseen kuuluva tieto asiakastyytyväisyy-destä. Asiakastyytyväisyystutkimus on yrityksen päätöksentekoa tukeva työkalu. Rejlers Oy:n tavoitteena oli selvittää mahdollisuus yritystoiminnan tehostamiseen yrityksen Itä-Suomen kone- ja laitesuunnittelun osastolla. Työssä tavoite pyrittiin saavuttamaan haastattelun kysymyksenasettelujen kohdistuessa niin yrityksen nykyiseen toimintaan kuin asiakaskunnassa mahdollisesti tapahtuviin muutoksiin. Kirjallisuuden perusteella selvitettiin asiakastyytyväisyystutkimuksen peruskäsitteitä, joita käytettiin työn suorittamisessa. Työn haastattelut suoritettiin Rejlers Oy:n asiakaskunnasta suunnittelupalvelujen volyymiin perustuen valittujen asiakkaiden luona. Haastatteluvastausten tietokoneavusteisesta analyysistä muodostettiin työssä tutkimuksen tulos. Tutkimustuloksesta todetaan, että Rejlers Oy:n nykyiseen toimintaan ei asiakaskunnassa nähdä tarvetta muutoksiin. Palvelutarpeiden mahdollisesti muuttuessa, nousi tutkimustu-loksessa merkittävimmäksi asiakaskuntaa kiinnostavaksi kehitettäväksi palveluksi cleantech-teknologian laaja-alainen osaaminen. Työssä on luotu lähtökohta Rejlers Oy:n käyttöön soveltuvalle asiakastyytyväisyystutki-mukselle. Haastattelututkimuksena suoritettavan asiakastyytyväisyystutkimuksen kehittä-misellä pyritään tehostamaan Rejlers Oy:n yritystoimintaa.

Riistetty vapaus. Yläneen tyttökoti ja tyttöyden tulkinnat 1955-1971

Pro gradu -tutkielmassani tutkin Yläneen tyttökotia ja tyttöyden tulkintoja vuosina 1955-1971. Tutkimuksessa perehdyn siihen, minkälaista tyttöyttä Yläneen tyttökotiin sijoitetut nuoret edustivat, ja miten koulukotikasvatuksella pyrittiin muovaamaan poikkeavana pidettyä tyttöyttä. Vuonna 1943 perustettuun Yläneen tyttökotiin sijoitettiin vuosittain kymmeniä nuoria. Koulukotisijoitus perustui hallinto-oikeudelliseen vapaudenriistoon ja sen kohteeksi joutuivat epäsosiaaliseen ja -sopivaan elämäntapaan ajautuneet nuoret, joita ei enää muin lastensuojelullisin toimenpitein voitu auttaa. Yläneen tyttökodin johtaja Martti Kuusikosken toimikauden aikana vuosina 1955-1971 laitosta pidettiin erityisen sulkeutuneena ja ankarana. Historiantutkimuksen osalta suomalaisten koulukotien tarkastelu on jäänyt vähäiseksi, eikä Yläneen tyttökotia ole koskaan perusteellisesti tutkittu. Tutkielmani teoreettinen kehys rakentuu sekä tyttötutkimuksen että marginaalihistorian osa-alueille. Tutkimukseni alkuperäislähteenä käyttämiäni Yläneen tyttökodin arkiston aineistoja olen tarkastellut sekä kvalitatiivisesti että kvantitatiivisesti. Tarkemmin olen tutkinut 85 tyttökotiin sijoitetun nuoren tietoja, jolloin vuosittaiseksi otannaksi muodostuu viisi oppilasta. Työni käsittelyluvut olen jäsentänyt siten, että ensimmäisessä tarkastelen tyttöjen koulukotisijoitusta edeltävää elämää. Keskiössä ovat tyttöjen koulukotisijoitukseen johtaneet elämäntavat sekä viranomaisprosessi, jonka jokainen nuori joutui käymään läpi ennen koulukotiin päätymistä. Toisessa käsittelyluvussa siirryn varsinaiseen koulukodissa vietettyyn aikaan. Tutkin, millaiseksi arki tyttökodissa muodostui ja miten tyttöyttä pyrittiin muovaamaan koulukodissa. Viimeisessä käsittelyluvussa tarkastelun kohteena ovat koulukodista vapautuminen ja tyttöjen laitoksen jälkeiset elämänvaiheet. Yläneen tyttökoti oli tarkoitettu erityisesti siveellisesti hairahtuneille nuorille, mutta tutkimustyötä tehdessäni havaitsin, että koulukotisijoitusta edelsivät seksuaalisen holtittomuuden rinnalla myös monet muut ongelmat. Tyttöjen sijoituksista vastanneet sosiaalilautakunnat määrittelivät pitkälti, mikä ei kuulunut normienmukaiseen tyttöyteen. Yläneen tyttökoti sen sijaan huolehti oikeanlaisen tyttöyden rakentamisesta. Tiukan kurin ja järjestyksen, työnteon sekä ammattikoulutuksen avulla tytöistä pyrittiin muovaamaan yhteiskunnan normeja vastaavia ihanteellisia nuoria. Monissa tapauksissa koulukotikasvatuksella saavutettiin pysyviä tuloksia, eivätkä tytöt enää laitoksesta vapautumisensa jälkeen ajautuneet takaisin vanhoille teilleen. Joidenkin tyttöjen kohdalla pysyviä kasvatustuloksia ei kuitenkaan saavutettu, sillä tutkimusaineistossani ilmeni myös tapauksia, joissa elämä koulukodin jälkeen osoittautui ongelmalliseksi.

Päivitettyä tietoa saamelaisista... ja paljosta muustakin

Kirjallisuusarvostelu

Naantalia syvällisesti

Kirjallisuusarvostelu

Kolme kaupallista analyysiohjelmaa ekologeille

Tietokoneohjelman arvostelu.

Elintoimintojen tahdistaja

Kirjallisuusarvostelu

Tuoksuvaa kauneutta

Kirjallisuusarvostelu

Ajan haasteisiin vastaavaa laitosdiakoniaa Viipurissa ja Lahdessa

Kirjallisuusarvostelu

Paimen vailla hiippakuntaa

Kirjallisuusarvostelu