Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Topi Tirronen/ Pyrometallurgia ja termodynamiikka

383 views

Published on

METYK -metallialan ympäristö- ja kiertotalous
METYK IV -seminaari 28.2.2017

  • Login to see the comments

  • Be the first to like this

Topi Tirronen/ Pyrometallurgia ja termodynamiikka

  1. 1. Topi Tirronen Metallifoorumi IV, 28.2.2017 Porin yliopistokeskus Pyrometallurgia ja termodynamiikka
  2. 2. Lopulliset tulokset akkuhivenaineiden jakautumisesta kuparin sulatuksessa Topi Tirronen Metallifoorumi IV 28.2.2017
  3. 3. Projektin kulku • Metallifoorumi I – Yleiskatsaus pyrometallurgisiin menetelmiin akkujen ja paristojen kierrätyksessä • Metallifoorumi II – Tutkimusmenetelmien esittely sekä alustavat testit – Li-ion ja NiMH hivenaineiden jakautuminen eri faasien välillä • Metallifoorumi III – Ensimmäisiä tuloksia tarkoilla analyysilaitteilla – Viimeisten testien optimointi • Metallifoorumi IV – Yhteistyötä GTK:n kanssa EPMA ja LA-ICP-MS analyysien kanssa – Datan yhdistäminen ja käsittely sekä lopulliset tulokset Topi Tirronen Metallifoorumi IV 28.2.2017 1
  4. 4. Tutkimuksen tarkoitus Ni Co Ag Nd Mn Li Li-ion NiMH Hopeanappi Topi Tirronen Metallifoorumi III 13.12.2016 2 • Fokuksena kuparin konvertoinnin loppuvaihe – Hapettumiselle herkät elementit häviää kuonaan -> ei saada talteen • Hyvin vähän dataa jakautumisesta prosessiolosuhteista – Ag, Ni ja Co jakautumista tutkittu aikaisemmin – Li, Mn, Nd ei ollenkaan – Magnetiittiin (Fe3O4) jakautuminen
  5. 5. Kuparin valmistusprosessi Lähde: SIMP-projekti 3
  6. 6. Koemenetelmä Topi Tirronen Metallifoorumi IV 28.2.2017 4
  7. 7. Topi Tirronen Metallifoorumi IV 28.2.2017 Näytteiden mikrorakenne 5
  8. 8. Hivenaineiden pitoisuus kuonassa 1200 1225 1250 1275 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Metalliapaino-%kuonassa Lämpötila (C) Li Mn Co Ni Ag Nd Topi Tirronen Metallifoorumi IV 28.2.2017 6
  9. 9. 1200 1225 1250 1275 1E-4 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000 Ni Cu Co Ag Nd Mn Jakautumiskerroin(metalli/kuona) Lämpötila (C) Metalli/Kuona jakauma Topi Tirronen Metallifoorumi IV 28.2.2017 𝐽𝑎𝑘𝑎𝑢𝑡𝑢𝑚𝑖𝑠𝑘𝑒𝑟𝑟𝑜𝑖𝑛 = 𝑝𝑎𝑖𝑛𝑜 − % 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙𝑙𝑖𝑓𝑎𝑎𝑠𝑖𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑎𝑖𝑛𝑜 − % 𝑘𝑢𝑜𝑛𝑎𝑓𝑎𝑎𝑠𝑖𝑠𝑠𝑎 7
  10. 10. Topi Tirronen Metallifoorumi IV 28.2.2017 8 1200 1225 1250 1275 0,1 1 10 Ni Cu Co Ag Nd Mn Jakautumiskerroin(Metalli/kivi) Lämpötila (C) Metalli/Kivi jakauma 𝐽𝑎𝑘𝑎𝑢𝑡𝑢𝑚𝑖𝑠𝑘𝑒𝑟𝑟𝑜𝑖𝑛 = 𝑝𝑎𝑖𝑛𝑜 − % 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙𝑙𝑖𝑓𝑎𝑎𝑠𝑖𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑎𝑖𝑛𝑜 − % 𝑘𝑖𝑣𝑖𝑓𝑎𝑎𝑠𝑖𝑠𝑠𝑎
  11. 11. 1200 1225 1250 1275 0,1 1 10 100 1000 Ni Cu Co Ag Nd Mn Li Jakautumiskerroin(Kuona/Magnetiitti) Lämpötila (C) Kuona/Magnetiitti jakauma Topi Tirronen Metallifoorumi IV 28.2.2017 𝐽𝑎𝑘𝑎𝑢𝑡𝑢𝑚𝑖𝑠𝑘𝑒𝑟𝑟𝑜𝑖𝑛 = 𝑝𝑎𝑖𝑛𝑜 − % 𝑘𝑢𝑜𝑛𝑎𝑓𝑎𝑎𝑠𝑖𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑎𝑖𝑛𝑜 − % 𝑚𝑎𝑔𝑛𝑒𝑡𝑖𝑖𝑡𝑡𝑖𝑓𝑎𝑎𝑠𝑖𝑠𝑠𝑎 9
  12. 12. Yhteenveto • Kaikki hivenaineet vahvasti läsnä kuonassa, paitsi Ag joka jakautuu melkein täysin kupariin tai kiveen • Karkeasti hieman yli puolet Nikkelistä päätyy metallifaasiin ja jäljellä jäävästä osuudesta suurin osa selkeästi magnetiittifaasissa • Koboltti jakautuu tasaisesti kuonan ja magnetiitin välille • Mn, Li ja Nd vahvasti kuonafaasiin Topi Tirronen Metallifoorumi IV 28.2.2017 10
  13. 13. Tulevaisuus • Ni, Co ja Cu tehokkaaseen talteenottoon vaaditaan oma primääri uuni ja lämpötila 1450 ºC • Kuparin sulatuksessa talteenotto kuparin lisäksi hopealle ja osittain nikkelille. Mikäli magnetiitti erotellaan kuonasta ja käsitellään -> Nikkelille parempi saanti • Harvinaiset maametallit, Mn ja Li jäävät akkujen primääri- ja sekundääriprosessoinnissa kuonaan • Koboltti päätyy kuparin prosessoinnissa kuonaan/magnetiittiin Topi Tirronen Metallifoorumi IV 28.2.2017 11
  14. 14. Kiitos! topi.tirronen@aalto.fi Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu Kemian tekniikan ja metallurgian laitos

×