Jatkuvatoimisen liuospuhdistuksen pilot-prosessin mallinnus ja prosessikehitys

Abstract

Tiivistelmä Projektin tavoitteena on kyetä rakentamaan liuospuhdistuksen osana olevalle koboltin poistoprosessille toimiva dynaaminen malli käyttäen hyödyksi epäsuoria mittauksia ja aikaisemmissa tutkimuksissa rakennettuja malleja, sekä hyödyntää tutkimustuloksia prosessin säädössä. Raportti on osa projektia "Prosessidynamiikka toimintaolosuhteisiin mukautuvan älykkään prosessien säädön virittämisessä" (PRODYNA), joka kuuluu osana TEKES:n rahoittamaan "Älykkäät automaatiojärjestelmät" teknologiaohjelmaan (ÄLY). Kokkolan Zn-tehtaan liuospuhdistuksen tavoitteena on poistaa ennen sinkin elektrolyyttistä saostusta liuoksesta kaikki sinkkiä jalommat metallit. Tehtaalla on siirrytty panostoimisesta ajosta jatkuvatoimiseen liuospuhdistukseen. Tämä tarjoaa mahdollisuudet hallita sekä mallintaa saostusprosessia huomattavasti entistä paremmin. Jatkuvatoimisen prosessin ajotapoja on haettu ja toimintaa testattu vuoden ajan pilot-laitteistolla, josta saatua mittausdataa on käytetty mallinnuksessa. Muiden epäpuhtauksien lisäksi rautaryhmän metalli-ionit, erityisesti Co2+ ja Ni2+ kiihdyttävät elektrolyysissä kerrostuvan sinkin takaisinliukenemista, johtaen sähkövirran tehokkuuden huomattavaan laskemiseen sinkin pelkistymisessä. Co:n ja Ni:n saostamisessa pelkästään sinkkijauheen käyttö ei ole tehokasta, joten lisäksi käytetään As2O3, Cu2+-ioneja ja aikaisempaa sakkaa, jotka nopeuttavat reaktiota. Prosessin ongelmana ovat pitkät viiveet ja harvalla näytteenottovälillä saatavat analyysitulokset. Tavoitteena on ollut löytää ne tekijät, jotka vaikuttavat liuospuhdistuksen onnistumiseen ja joilla pystytään parantamaan liuospuhdistuksen tehokkuutta. Projektin jatko-osan tavoitteena on kehittää malli, jolla pystytään ennustamaan nopeusvakioiden muutokset saatavilla olevien analyysitulosten perusteella, ennen kuin ne ovat näkyvissä puhdistusprosessin tehon heikkenemisenä