Teräksen valmistuksessa syntyvien kuonien hyödyntäminen – Kaksivaiheisen prosessin testaaminen kalsiumin ja vanadiinin liuottamiseksi

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli mahdollisimman tehokas kalsiumin ja vanadiinin liuottaminen hyödyntämällä kaksivaiheista prosessia, jossa kalsium liuotetaan ammoniumkloridilla ja jäännösakan sisältämä vanadiini rikkihappo-, natriumhydroksidi-, natriumkarbonaatti- ja ammoniumkarbonaattiliuoksilla . Työ tehtiin Teknologian tutkimuskeskus VTT:llä osana Business Finlandin rahoittamaa SYMMET-projektia, jonka tavoitteena on vähentää metalliteollisuuden vaikutusta ympäristöön. Kalsiumin liuottamiseen sovellettiin X2PCC-prosessia, jossa kalsium liuotetaan ammoniumkloridiliuoksella. Liuotuskäsittelyä testattiin alle 250 µm partikkelikokoon murskatulle kuonalle. Kalsiumin liuotuksessa syntyneelle sakalle testattiin neljää liuotuskäsittelyä. Tavoitteena oli löytää mahdollisimman tehokas käsittely vanadiinin liuottamiseksi edellisessä vaiheessa syntyneestä liuotusjäännöksestä. Testatuilla ammoniumkloridiliuotuksilla pystyttiin liuottamaan jopa 40 % näytteen sisältämästä kalsiumista. Syntyneen sakan sisältämän vanadiinin liuottamisessa rikkihappoliuotus oli tehokkain, liuottaen jopa 100 % vanadiinista, tosin se liuotti huomattavasti muitakin aineita. Selektiivisin oli ammoniumkarbonaatti, sen liuottamasta kiintoaineesta noin 60 % oli vanadiinia, kun rikkihapolla vastaava luku oli noin 10 %.The aim of this thesis was to reach highest possible dissolution of calcium and vanadium using two-phase leaching treatment, where calcium is dissolved with ammonium chloride and vanadium of residual slag is dissolved using sulphuric acid, sodium hydroxide, sodium carbonate and ammonium carbonate solutions. The thesis was done in VTT Technical Research Centre of Finland as a part of the Business Finland-funded SYMMET project which aims to reduce the metal industry’s environmental impact. To dissolve calcium, X2PCC-process was applied using ammonium chloride solution as lixiviant. The leaching treatment was tested for slag sample that was crushed to particle size less than 250 µm. Four different leaching treatments were tested for residual slag from calcium leaching step. The aim was to find the most efficient treatment to dissolve vanadium from the spent slag. With the tested ammonium chloride solutions up to 40 % of samples calcium content was dissolved. To dissolve the vanadium from generated spent slag the sulphuric acid treatment was the most efficient, dissolving up to 100 % of vanadium, although it dissolved other elements in significant amounts as well. The most selective leachant was ammonium carbonate; vanadium share of total dissolved solids was 60 %, whereas the corresponding ratio using sulphuric acid was 10 %