G2 Master’s thesis, polytechnic Master’s thesis
Staattisen neutraloimispotentiaalin määritysmenetelmän kehittäminen Euroopan Unionin standardimenetelmäksi kaivosjätteiden happaman valuman ennakoinnissa
Authors: Tammelin Mira
Publisher: University of Turku
Publishing place: Department of Geology
Publication year: 2008
Abstract
Tutkielma tukee eurooppalaisen standardoimisjärjestön alaisuudessa tehtävää standardoimistyötä, jonka tavoitteena on staattinen testimenetelmä Euroopan Unionin kaivannaisteollisuuden jätehuolto-direktiivin soveltamista varten. Menetelmän kehittäminen aloitettiin Lawrencen ja Wangin modifioidusta ABA:sta (1997), jonka neutraloimispotentiaalin määritysmenetelmästä pyrittiin kehittämään yksiselitteinen ja toistettava. Tutkimus suoritettiin 14 eurooppalaiselle kaivosnäytteelle, joista viisi oli sulfidikaivosten sivukiviä, neljä sulfidikaivosten, kolme volframikaivoksen sekä kaksi kivihiilikaivoksen rikastushiekkoja. Neutraloimispotentiaalien lisäksi näytteistä määritettiin sekä kemialliset, mineralogiset että raekoostumukset, karbonaattineutraloimispotentiaalit, haponmuodostuspotentiaalit, neutraloimispotentiaalit sekä neutraloimispotentiaalisuhteet. Kehitystyön tuloksena päädyttiin CEN-menetelmäehdotukseen, jossa modifioidun ABA:n happolisäysten määrittämiseen käytetty havaitsijasta riippuva Fizz-testi korvattiin näytteen karbonaattineutraloimispotentiaalilla. Myös kokeessa tehtävien happolisäysten suuruudet muutettiin niin, että ne laskettiin stoikiometrian perusteella olettaen yhden moolin kalsiumkarbonaattia neutraloivan kaksi moolia vetyioneja. Lisäksi kokeen viimeiselle happolisäykselle annettiin yläraja, joka kuitenkin aiheutti joillakin näytteillä uusintakokeen tarpeen. Muuten tehdyt muutokset olivat onnistuneita, ja kehitetyllä menetelmällä saadut tulokset eivät pääasiassa poikenneet paljoa modifioidulla ABA:lla saaduista tuloksista. Näytteen raekoon ja säilytysajan sekä yhteensä tehdyn happolisäyksen suuruuden havaittiin vaikuttavan saatuihin neutraloimispotentiaaliarvoihin. Kokeiden toistoilla tutkittiin menetelmän toistettavuutta, joka todettiin verraten hyväksi tilastollisen tarkastelun perusteella. Saadut tulokset olivat rohkaisevia, ja niistä päätellen Fizz-testin korvaamisessa karbonaattineutraloimispotentiaalilla onnistuttiin. Näytteiden määrä oli kuitenkin vähäinen, joten menetelmää kannattaa jatkossa tutkia laajemmalla aineistolla.
Tutkielma tukee eurooppalaisen standardoimisjärjestön alaisuudessa tehtävää standardoimistyötä, jonka tavoitteena on staattinen testimenetelmä Euroopan Unionin kaivannaisteollisuuden jätehuolto-direktiivin soveltamista varten. Menetelmän kehittäminen aloitettiin Lawrencen ja Wangin modifioidusta ABA:sta (1997), jonka neutraloimispotentiaalin määritysmenetelmästä pyrittiin kehittämään yksiselitteinen ja toistettava. Tutkimus suoritettiin 14 eurooppalaiselle kaivosnäytteelle, joista viisi oli sulfidikaivosten sivukiviä, neljä sulfidikaivosten, kolme volframikaivoksen sekä kaksi kivihiilikaivoksen rikastushiekkoja. Neutraloimispotentiaalien lisäksi näytteistä määritettiin sekä kemialliset, mineralogiset että raekoostumukset, karbonaattineutraloimispotentiaalit, haponmuodostuspotentiaalit, neutraloimispotentiaalit sekä neutraloimispotentiaalisuhteet. Kehitystyön tuloksena päädyttiin CEN-menetelmäehdotukseen, jossa modifioidun ABA:n happolisäysten määrittämiseen käytetty havaitsijasta riippuva Fizz-testi korvattiin näytteen karbonaattineutraloimispotentiaalilla. Myös kokeessa tehtävien happolisäysten suuruudet muutettiin niin, että ne laskettiin stoikiometrian perusteella olettaen yhden moolin kalsiumkarbonaattia neutraloivan kaksi moolia vetyioneja. Lisäksi kokeen viimeiselle happolisäykselle annettiin yläraja, joka kuitenkin aiheutti joillakin näytteillä uusintakokeen tarpeen. Muuten tehdyt muutokset olivat onnistuneita, ja kehitetyllä menetelmällä saadut tulokset eivät pääasiassa poikenneet paljoa modifioidulla ABA:lla saaduista tuloksista. Näytteen raekoon ja säilytysajan sekä yhteensä tehdyn happolisäyksen suuruuden havaittiin vaikuttavan saatuihin neutraloimispotentiaaliarvoihin. Kokeiden toistoilla tutkittiin menetelmän toistettavuutta, joka todettiin verraten hyväksi tilastollisen tarkastelun perusteella. Saadut tulokset olivat rohkaisevia, ja niistä päätellen Fizz-testin korvaamisessa karbonaattineutraloimispotentiaalilla onnistuttiin. Näytteiden määrä oli kuitenkin vähäinen, joten menetelmää kannattaa jatkossa tutkia laajemmalla aineistolla.
UTU Research Portal