Examensarbetet är utfört på uppdrag av SRV Återvinning AB. SRV har en ny anläggning för att rena THS. THS är benämningen på oljehaltigt vatten från tvätthallar, gatubrunnslam och oljeavskiljare. THS är förorenat med tungmetaller. Henriksdals reningsverk är mottagare av renat vatten från SRV och har specificerat sex tungmetaller som det är önskvärt att reducera i deras tillflöde eftersom reningsverket är ReVAQ-certifierat. ReVAQ-certifieringen är till för att garantera att slammet som produceras i reningsverket håller en mycket god kvalité och kan användas för spridning på åkermark. De sex prioriterade metallerna är: bly, kadmium, krom, koppar, kvicksilver och zink. Två av reningsstegen i THS-anläggningen ingick i examensarbetets undersökning: normalisering med svavelsyra och metallutfällning med en organisk sulfid, Na3T. Faktorförsök genomfördes i THS-anläggningen för att se hur stor effekt de två undersökta reningsstegen har. Ytterligare försök genomfördes, dels för att få information om hur ett ökat THS-tillflöde påverkar reningen men även för att bekräfta att det i dagsläget inte är nödvändigt att tillsätta Na3T. Även när Na3T inte användes understeg metallhalterna i det renade vattnet Stockholm Vattens krav på processvatten från industrier. Mängden metall som släpps ut årsvis kommer, baserat på resultaten, understiga kraven från deldomen (Mål 5717-07) kungjord i miljödomstolen. Är inte Na3T behövlig tillkommer även en miljövinst genom minskade kemikalietransporter och att mindre mängd kemikalie behöver framställas. Om mottaget THS blir mer förorenat eller svårbehandlat, beroende på övrigt innehåll, än det hittills varit kan det vara nödvändigt att tillsätta Na3T för att reducera metallhalterna till önskad nivå. Normaliseringssteget fungerade inte helt tillfredsställande för alla metaller. Troligen beror det på att pH-värdet inte kan hållas tillräckligt lågt i reningssteget. Att byta doseringspumpen eller att använda mer koncentrerad svavelsyra för att kunna förbättra normaliseringssteget är inte aktuellt för SRV. Bly- och kadmiumhalterna har på renat THS-vatten flera gånger understigit kvantifieringsgränsen på 0,2 respektive 0,02 μg/l. Om kadmiumhalten i inkommande THS skulle öka drastiskt skulle eventuellt Na3T behöva tillsättas då kadmium inte bildar hydroxidfällning. Det har inte gått att påvisa att kromhalten ändras när normaliseringssteget används, men det blir en större haltändring om Na3T används. Utsläppta mängder krom per år är under kraven från miljödomstolen även om Na3T inte tillsätts. Processen behöver inte finjusteras för att fälla mer koppar eftersom haltreduktionen i alla genomförda försök har varit stor, runt 99 %. Kvicksilverhalterna har under alla försöken understigit kvantifieringsgränsen på 0,1 g per liter THS vilket är bra för alla parter (tvätthallsägare, SRV, Henriksdals reningsverk och åkermark). Zink var den, av de undersökta metallerna, som påverkades mest av ett lägre pH-värde i normaliseringssteget. Även om ett högre pH-värde används uppfyller zinkreningen nu gällande krav. Reningsresultaten stämmer även vid ett högre flöde i THS-anläggningen (8,0 m3/h). Den största arbetsmiljökonsekvensen i THS-anläggningen är exponeringsrisken för kemikalierna. Risken för att personal och obehöriga ska exponeras för använda kemikalier har begränsats men tillvägagångssättet för påfyllning av Na3T har större exponeringsrisk för kemikalien i jämförelse med övriga kemikalier. Påfyllningen av Na3T är dessutom både omständig och personalkrävande. Kemikaliekostnaden för Na3T, om den används, är cirka 100 000 kronor per år och för svavelsyran omkring 110 000 kronor, beroende på alkaliniteten hos ingående THS samt valt pH-värde i normaliseringssteget. Risken att använda kemikalierna är uppskattad till drygt 12 000 kronor årligen för Na3T respektive knappt 154 000 kronor årligen för svavelsyran. Den totala vattenvolymen till Henriksdal under 2013 var 329 000 m3 och om THS-anläggningen arbetar vid det flöde den är dimensionerad för ökar volymen med cirka 18 000 m3 per år. THS-strömmen är renare och cirka en tjugondel av de övriga strömmarna och därför blir påverkan på vattnet till Henriksdal inte speciellt stor. / This thesis is done in cooperation with SRV Återvinning AB which is a recycling company. SRV has a new plant to clean THS. THS is oily water from car washes, sludges from manholes and oil separators. THS polluted with heavy metals. Henriksdals sewage treatment plant receives the cleaned THS water. It is desirable to reduce six heavy metals in this inflow. The sewage treatment plant in Henriksdal is ReVAQ certified. The ReVAQ certification is to ensure that sludge produced in a ReVAQ certified plant is of very high quality and can be used as fertilizer on arable land. The six priority metals are: lead, cadmium, chromium, copper, mercury and zinc. Two of the new treatment steps are included in this study: normalization with sulfuric acid and metal precipitation with an organic sulfide, Na3T. DOE (Design of Experiments) were conducted in the THS facility to examine the effectiveness of the two new treatment steps. Further experiments was carried out to see how an increased feed affects the purification of THS and also to confirm that it is not necessary to add Na3T. The content of the metals in the purified water was lower than the requirements stated by Stockholm Vatten for process water from industries and the annually release of metal was lower than the requirements of an adjudication proclaimed in the Swedish Environmental Court ( Case 5717-07), even if Na3T is not used. If Na3T is not used an environmental benefit is obtained due to reduced chemical transports and smaller amount of chemicals need to be made. If the received THS becomes more polluted or more difficult to treat, depending on the other content, than the so far received THS, it may be necessary to add Na3T to reduce the metals to the desired level. The normalization step was not working satisfactory, probably due to that the pH-value cannot be kept low enough in the purification step. To replace the dosage pump or to use more concentrated sulfuric acid in order to improve the normalization step is not seen to be worth the effort. The concentrations of lead and cadmium in the purified water from THS have several times been below the limit of quantification, LOQ, (0.2 μgPb / l and 0.02 μgCd / l). Na3T can be needed if the cadmium content of incoming THS would increase drastically because cadmium does not form a hydroxide precipitation. It was not possible to prove that the normalization step contributed to a reduction of the chromium content in the THS-water, but the DOE showed that the amount of chromium was decreased if Na3T is used. The chromium content in the outgoing THS-water is below the requirements although no Na3T is added. In the experiments the purification of copper was good, the change in concentration was around 99 % and therefore the process does not need to be fine-tuned to reduce the amount of copper. The concentrations of mercury in all experiments have been below the limit of quantification (0.1 gHg /literTHS). It is good for everybody (carwash owners, SRV, Henriksdal sewage treatment plants and arable land) that the incoming content of mercury was so low that it was not possible to quantify. Zinc was the metal which was most affected by a lower pH in the normalization step. Although a higher pH was used the content of zinc in outgoing THS-water fulfilled the current requirements. The greatest working environmental risk for the workers in the plant is the risk of being exposed by chemicals. The risks for being exposed to chemicals in the THS-facility have been reduced and emergency equipment is easily accessible in the facility. The filling of Na3T was done in a different way than for the other bulk chemicals. The procedure increases the risk of chemical exposure and is both problematic and requires more staff. The chemical costs for Na3T, if used, is about 100 000 SEK per year and the cost for sulfuric acid is about 110 000 SEK per year, depending on the alkalinity and the chosen pH value in the normalization step. The risk of using chemicals is estimated to be a bit more than 12 000 SEK annually for Na3T and just under 154 000 SEK annually for the sulfuric acid. The total volume of water sent to Henriksdal in 2013 was 329 000 m3. If the THS-facility works at its dimensioned flow rate, the volume to Henriksdal is increased by approximately 18 000 m3 per year. But since the THS-stream is cleaner and about one twentieth of the other streams a larger metal reduction could be achieved by treating the other water streams more efficient.

Non-oxidative acid leaching of pyrrhotite from Kevitsa’s Ni-concentrate and methods to recover by-products, have been investigated. Selective dissolution of pyrrhotite (Fe1-xS, 0<x<0.25) can enrich the content of the valuable metals, such as Ni and Co, in the final concentrate and will reduce the amount of Fe and S sent to the smelters. The pyrometallurgical smelting of leached concentrate will thus give less formation of smelter by-products in form of slag and SO2. The leaching was studied through an experimental design plan with parameter settings of  38.8% to 57.8% H2SO4 and temperatures from 60 to 100°C. The best results were obtained in experiments carried out at the lower experimental range. Leaching at 60°C with an initial acid concentration of 38.8% H2SO4 was found sufficient to selectively dissolve most of the pyrrhotite; leaving an enriched solid residue. A QEMSCAN analysis of the solid residue confirmed that most of the pyrrhotite had been dissolved and showed that pentlandite was still the main Ni-mineral. Chemical assays showed that more than 95% of the Ni, Co, and Cu remained in the final residue.    The utilized leaching process generates by-products, in the form of large quantities of Fe2+ in solution and gaseous H2S. To recover Fe2+, crystallization of iron(ii) sulfate (FeSO4∙nH2O) from leach solution through cooling have been studied. The crystallized crystals were further dehydrated into the monohydrate (FeSO4∙H2O) through a strong sulfuric acid treatment (80%H2SO4). XRD analysis confirmed that FeSO4∙H2O was the main phase in the final crystals, and a chemical analysis showed a Fe content of about 30%, 1.5% Mg, 0.4% Ca, and 0.2% Ni.    The possibility to leach the concentrate by circulating the acidic solution from the crystallization stage has been tested. The recirculation of the solution showed no negative effects, as the recoveries of elements and chemical assays of the final solid residue were found to be similar to the obtained assay when the concentrate was leached in a fresh solution. / Icke-oxidativ syralakning av magnetkis från Kevitsas Ni-koncentrat har studerats samt metoder för tillvaratagande av biprodukter. Genom en selektiv upplösning av magnetkis (Fe1-xS, 0<x<0.25) kan värdefulla metaller som Ni och Co anrikas i det slutliga koncentratet. Samtidigt som mängden Fe och S som skickas till smältverken minskar, vilket också innebär att mindre biprodukter i form av slagg och SO2 erhålls vid den pyrometallurgiska smältningen av Ni-koncentratet. En experimentell design plan genomfördes för att studera lakningen där syrakoncentrationen varierades från 38.8% till 57.8%H2SO4 och temperatur från 60 till 100°C. Bäst resultat erhölls vid de lägre parameterinställningarna. Lakning vid 60°C med en initial syrakoncentration på 38.8%H2SO4 visade sig vara tillräcklig för att selektivt lösa upp merparten av all magnetkis och lämna kvar en anrikad produkt. Via QUEMSCAN bekräftades att merparten av all magnetkis hade löst upp sig och att huvudsakligt Ni-mineral fortfarande var pentlandit. Kemiska analyser visade att mer än 95% av Ni, Co och Cu stannade kvar i fasta godset.    Den tillämpade lakningsmetoden genererar biprodukter i form av stora mängder Fe2+ i lösning och H2S i gasform. För att tillvarata Fe2+ har kristallisering av laklösning som järn(ii) sulfat (FeSO4∙nH2O) studerats genom kylning. De kristalliserade kristallerna avvattnades till monohydrat, FeSO∙1H2O, genom avvattning i stark svavelsyra (80%H2SO4). XRD bekräftade FeSO∙1H2O som huvudfas i slutliga kristallerna och kemisk analys visade på ca 30%Fe med huvudsakliga orenheter i form av 1.5% Mg, 0.4%Ca och 0.2% Ni.    Möjligheten till att laka i återcirkulerad lösning efter kristallisering har undersökts. Lakning i återcirkulerad lösning visade inga negativa effekter då liknande halter och utbyten erhölls till det fasta godset.