The aim of this thesis study was to extract nickel and cobalt from Sivrihisar limonitic nickel laterite ore by high pressure acid leaching (HPAL) method under most economical operating parameters. Optimizing the conditions to yield a saleable quality mixed hydroxide product from the pregnant leach solution (PLS) was also investigated. To extract high amounts of nickel and cobalt from the laterite matrix / leaching duration, leaching temperature and sulfuric acid/ore ratio were studied at fixed conditions of -850 &micro / limonitic ore particle size and 40% solids concentration. The Sivrihisar limonitic nickel laterite ore was found to be readily leachable. It was found that 95.4% of Ni and 91.5% of Co were extracted at the optimized conditions of 235oC, 0.23 acid/ore ratio in 60 minutes. The real pregnant leach solution produced at the optimized conditions of HPAL was purified in two iron removal stages under the determined optimum conditions. Nearly all of the Al and Cr were removed from the PLS in the two stages of iron removal. Then, nickel and cobalt were taken out from the PLS in the form of mixed hydroxide precipitates (MHP) in two stages. A MHP 1 product containing 33.41 wt.% Ni, 2.93 wt.% Co was obtained with a Mn contamination of 3.69 wt.% at the optimized conditions of pH=7, 50oC and 60 minutes. The MHP 1 product was also contaminated with Fe (2.83 wt.%) since it could not be completely removed from the PLS without the critical losses of nickel and cobalt during the two iron removal stages.

The purpose of this study was to investigate the process optimization of combined high pressure acid leaching (HPAL) and mixed hydroxide precipitation (MHP) route for the extraction of nickel and cobalt from &Ccedil / aldag lateritic nickel ore. In order to extract nickel and cobalt values into pregnant leach solution (PLS), several process parameters of HPAL including acid load, temperature, leaching duration and particle size were investigated in comparative manner at constant solid concentration and agitation speed. After HPAL trials, it has been found that more than one combination of parameters offered higher than 90% extraction efficiencies for both nickel and cobalt. Among them, 0.325 kg/kg acid load, 250&deg / C, 1 hour duration and 100% -1 mm particle size was selected as the optimum conditions with 94.1% Ni and 94.0% Co extractions. A stock of PLS was prepared under the stated conditions that was treated by downstream operations in order to obtain MHP. Initially by two-stage iron removal of downstream operations major impurities iron, chromium and aluminum were nearly completely removed with acceptable nickel and cobalt losses from PLS. Then, the nickel and cobalt were precipitated by two-stage mixed hydroxide precipitation. In the first step of MHP, the optimum conditions were chosen as pH=7.10, 60&deg / C and 1 hour duration. The intermediate product obtained at these conditions contained 44.3% Ni, 3.01% Co with 3.06% Mn contamination. In summary, it was found that &Ccedil / aldag nickel laterite ore was readily leachable under HPAL conditions and PLS obtained was easily treatable in order to produce saleable MHP.

The removal of electrostatic precipitator (ESP) ash by solving the ash in water constitutes an environmental problem if heavy metals, such as cadmium, present in the ash remain in the outgoing effluent streams. The ESP ash solution is alkaline, meaning cadmium is present as the insoluble salt Cd(OH)2, cadmium hydroxide. The aim of this work is to reduce the amount of cadmium released to water recipients from pulp mills by investigating different precipitation mechanisms in ESP ash/ water solutions. Solutions with different concentrations, pH and added process chemicals were prepared and the Cd content in the supernatant measured with atomic absorption spectroscopy. The Cd removal through precipitation reached the highest values when ESP ash concentrations were >150 g/l, pH was above 11.5 and the ash solution was allowed to precipitate for 24h. The addition of polymers was found to reduce needed precipitation time. The effect of concentration on Cd removal could be caused by maximum solubility for the Cd2+ ion being reached at roughly 100 g/l ash concentration. The need for higher pH values could be caused by Cd forming complex ions with other solutions at pH<11 and theoretical maximum Cd2+ ion concentration decreasing from pH 10 to pH 13. / Uttag av elfilteraska där askan löses i vatten utgör ett miljöproblem om tungmetaller i elfilteraskan, till exempel kadmium, finns kvar i det avloppsvatten som lämnar systemet. Elfilteraskan är basisk, vilket innebär att kadmium bildar det olösliga saltet kadmiumhydroxid, Cd(OH)2 när askan löses i vatten. Målet med detta examensarbete är att reducera mängden kadmium som släpps ut till vattenrecipienter från massabruk genom att undersöka fällningsmekanismer i vattenlösningar av elfilteraska. Lösningar med olika koncentration, pH och fällningstid förbereddes och kadmiumhalten i klarfasen mättes genom atomabsorptionsspektroskopi. Avskiljningsgraden för kadmium var som störst när koncentrationen >150 g/l, pH var över 11,5 och fällningstiden för hydroxidsalterna var 24h. Polymertillsats visades reducera nödvändig fällningstid. Koncentrationens påverkan på kadmiumhalt i klarfasen kan tänkas bero på att maximal koncentration för Cd2+-jonen nås vid ungefär 100 g/l koncentration. Högre pH-värden kan leda till att komplexbildning med andra joner i asklösningen, vilket sker vid pH<11, undviks. Den teoretiskt maximala lösligheten för Cd2+-jonen minskar från pH 10 till pH 13, vilket kan förbättra avskiljningsgraden.

<p>Landfill leachate contains a variety of contaminants and is created when rainwater percolates the landfill. For landfill management the leachate is the main issue that can cause problems to the environment. At the landfill of Fläskebo, Renova AB treats the leachate in a local treatment plant. The treatment consists of a chemical treatment step with chemical precipitation, flocculation, sedimentation and filtration, and a final step with a carbon and peat filter. Renova has to ensure that the condition of the leachate reaches the regulation set for the landfill before it is released to the recipient. This regulation has not yet been established and a final suggestion will be given to the county administrative board in spring 2006.</p><p>In this master thesis the chemical treatment of Fläskebo is optimized. A comparison between the control program and the regulation was made to estimate the contamination of the leachate. Also the effectiveness of the two steps is evaluated. For optimization, the leachate was first tested in a laboratory with different coagulants and flocculants.</p><p>The purpose was to increase the precipitation of particles and metals; arsenic, cadmium, chromium, mercury, lead, copper, nickel and zinc through sweep floc coagulation and hydroxide precipitation. After the laboratory tests the precipitation was tested in the treatment plant with higher pH and coagulant. Also the process control for sodium hydroxide was examined.</p><p>The leachate had a small content of organic matter and nutrients, but had a large content of halogenated substances (AOX) and the heavy metals nickel and copper. High concentrations of contaminants were reduced better than low concentrations in the two treatment steps. The carbon and peat filter material also caused an increase of the arsenic content in the leachate after filtration. From the laboratory work the results showed a better reduction of metals with iron-chloride, PlusJÄRN and the anjonic polyacrylamid, Fennopol A. Because of the high content of chloride the iron- sulphate, PurFect was chosen for further tests. The optimal pH for the heavy metals arsenic, zinc, copper and nickel was between pH 9 and 9, 5. The precipitation in the treatment plant showed better results with sodium hydroxide and a higher pH, pH 9 in the flocculation basin. An increase of the coagulant PurFect from 202 mg/l to 225 mg/l meant only a higher chemical cost. The process control of sodium hydroxide showed an oscillating and unstable control performance, which may lead to a higher consumption of chemicals.</p> / <p>Lakvatten har varierande föroreningsgrad och karaktär och bildas då regnvatten perkolerar igenom en deponi. För en deponiverksamhet är lakvattnet den huvudsakliga påverkan på den omgivande miljön. Vid en av Renova ABs deponier, Fläskebo, utanför Göteborg sker reningen av vattnet i den lokala reningsanläggningen. Reningen består av kemisk fällning, flockning, sedimentering och filtrering samt ett kol- och torvfilter. För att få släppa ut lakvattnet har Renova just nu ett prövotidsvillkor på lakvattnets kvalité och till våren 2006 skall förslag på slutgiltiga utsläppsvillkor lämnas till Länsstyrelsen.</p><p>I detta examensarbete har den kemiska reningen av lakvattnet från Fläskebo optimerats utifrån lakvattnets karaktär. Lakvattnets föroreningsgrad bedömdes efter en jämförelse av analysresultatet inom kontrollprogrammet och riktvärdena i prövotidsvillkoret. Dessutom utvärderades effektiviteten i varje enskilt reningssteg, den kemiska reningen och kol- och torvfiltret. För optimering av den kemiska reningen testades lakvattnet först på lab med olika fällnings- och flockningsmedel. Uppgiften var att öka partikelfällningen och reducera metallerna arsenik, kadmium, krom, kvicksilver, bly, koppar, nickel och zink i lakvattnet genom svepkoagulering och hydroxidfällning.</p><p>Utifrån resultaten på lab testades sedan fällningen i full skala, pH höjdes i flockningsbassängen och så även dosen fällningsmedel till vattnet. En inledande undersökning av regleringen av lutdosering gjordes med några stegsvarsexperiment.</p><p>Lakvatten innehöll låga halter av organiskt material och närsalterna kväve och fosfor, medan de halogena ämnena (AOX) och tungmetallerna nickel och koppar var höga. De båda reningsstegen, kemisk rening och kol- och torvfiltret var generellt bra på att rena föroreningar i höga koncentrationer men var sämre vid låga. Kol- och torvfiltret ökade koncentrationen i vattnet av arsenik genom materialets interna läckage. I fällningsförsöken gav järnkloriden, PlusJÄRN och den anjoniska polyakrylamiden, Fennopol A bäst resultat i att avskilja metaller. Järnsulfaten PurFect gav näst bäst resultat och valdes istället för järnkloriden för vidare försök då kloridhalten i lakvattnet redan var högt. Optimalt pH för arsenik, zink, koppar och nickel var inom pHintervallet 9 och 9,5. Fällningen i full skala ute i verket visade ett bättre resultat vid tillsatt lut och ett högre pH (pH 9) i flockningsbassängen. Däremot betydde en höjning av fällningskemikalien från 202 mg/l PurFect till 225 mg/l enbart en ökad kemikaliekostnad och en överdosering. Det visade sig dessutom att lutregleringen var svängig och på gränsen till instabil. Regulatorn bör därför ses över så att risken för ökad kemikaliekonsumption och kostnader minskar.</p>

Landfill leachate contains a variety of contaminants and is created when rainwater percolates the landfill. For landfill management the leachate is the main issue that can cause problems to the environment. At the landfill of Fläskebo, Renova AB treats the leachate in a local treatment plant. The treatment consists of a chemical treatment step with chemical precipitation, flocculation, sedimentation and filtration, and a final step with a carbon and peat filter. Renova has to ensure that the condition of the leachate reaches the regulation set for the landfill before it is released to the recipient. This regulation has not yet been established and a final suggestion will be given to the county administrative board in spring 2006. In this master thesis the chemical treatment of Fläskebo is optimized. A comparison between the control program and the regulation was made to estimate the contamination of the leachate. Also the effectiveness of the two steps is evaluated. For optimization, the leachate was first tested in a laboratory with different coagulants and flocculants. The purpose was to increase the precipitation of particles and metals; arsenic, cadmium, chromium, mercury, lead, copper, nickel and zinc through sweep floc coagulation and hydroxide precipitation. After the laboratory tests the precipitation was tested in the treatment plant with higher pH and coagulant. Also the process control for sodium hydroxide was examined. The leachate had a small content of organic matter and nutrients, but had a large content of halogenated substances (AOX) and the heavy metals nickel and copper. High concentrations of contaminants were reduced better than low concentrations in the two treatment steps. The carbon and peat filter material also caused an increase of the arsenic content in the leachate after filtration. From the laboratory work the results showed a better reduction of metals with iron-chloride, PlusJÄRN and the anjonic polyacrylamid, Fennopol A. Because of the high content of chloride the iron- sulphate, PurFect was chosen for further tests. The optimal pH for the heavy metals arsenic, zinc, copper and nickel was between pH 9 and 9, 5. The precipitation in the treatment plant showed better results with sodium hydroxide and a higher pH, pH 9 in the flocculation basin. An increase of the coagulant PurFect from 202 mg/l to 225 mg/l meant only a higher chemical cost. The process control of sodium hydroxide showed an oscillating and unstable control performance, which may lead to a higher consumption of chemicals. / Lakvatten har varierande föroreningsgrad och karaktär och bildas då regnvatten perkolerar igenom en deponi. För en deponiverksamhet är lakvattnet den huvudsakliga påverkan på den omgivande miljön. Vid en av Renova ABs deponier, Fläskebo, utanför Göteborg sker reningen av vattnet i den lokala reningsanläggningen. Reningen består av kemisk fällning, flockning, sedimentering och filtrering samt ett kol- och torvfilter. För att få släppa ut lakvattnet har Renova just nu ett prövotidsvillkor på lakvattnets kvalité och till våren 2006 skall förslag på slutgiltiga utsläppsvillkor lämnas till Länsstyrelsen. I detta examensarbete har den kemiska reningen av lakvattnet från Fläskebo optimerats utifrån lakvattnets karaktär. Lakvattnets föroreningsgrad bedömdes efter en jämförelse av analysresultatet inom kontrollprogrammet och riktvärdena i prövotidsvillkoret. Dessutom utvärderades effektiviteten i varje enskilt reningssteg, den kemiska reningen och kol- och torvfiltret. För optimering av den kemiska reningen testades lakvattnet först på lab med olika fällnings- och flockningsmedel. Uppgiften var att öka partikelfällningen och reducera metallerna arsenik, kadmium, krom, kvicksilver, bly, koppar, nickel och zink i lakvattnet genom svepkoagulering och hydroxidfällning. Utifrån resultaten på lab testades sedan fällningen i full skala, pH höjdes i flockningsbassängen och så även dosen fällningsmedel till vattnet. En inledande undersökning av regleringen av lutdosering gjordes med några stegsvarsexperiment. Lakvatten innehöll låga halter av organiskt material och närsalterna kväve och fosfor, medan de halogena ämnena (AOX) och tungmetallerna nickel och koppar var höga. De båda reningsstegen, kemisk rening och kol- och torvfiltret var generellt bra på att rena föroreningar i höga koncentrationer men var sämre vid låga. Kol- och torvfiltret ökade koncentrationen i vattnet av arsenik genom materialets interna läckage. I fällningsförsöken gav järnkloriden, PlusJÄRN och den anjoniska polyakrylamiden, Fennopol A bäst resultat i att avskilja metaller. Järnsulfaten PurFect gav näst bäst resultat och valdes istället för järnkloriden för vidare försök då kloridhalten i lakvattnet redan var högt. Optimalt pH för arsenik, zink, koppar och nickel var inom pHintervallet 9 och 9,5. Fällningen i full skala ute i verket visade ett bättre resultat vid tillsatt lut och ett högre pH (pH 9) i flockningsbassängen. Däremot betydde en höjning av fällningskemikalien från 202 mg/l PurFect till 225 mg/l enbart en ökad kemikaliekostnad och en överdosering. Det visade sig dessutom att lutregleringen var svängig och på gränsen till instabil. Regulatorn bör därför ses över så att risken för ökad kemikaliekonsumption och kostnader minskar.