Bakır sementatların temizlenmesi ve çinko tozu ile kadmiyum sementasyonu
Purification of copper-sementates and cadmium sementation with zine powder
- Tez No: 100545
- Danışmanlar: PROF.DR. ERCAN ACMA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1999
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
BAKIR SEMENTATLARININ TEMİZLENMESİ VE ÇİNKO TOZU İLE KADMİYUM SEMENTASYONU ÖZET Bu tez çalışmasında Yurdumuzda Kayseri yöresinde bulunan Çinkur tesislerinden temin edilen ve soğuk-sıcak sementasyon tekniğiyle yapılan çözelti temizleme aşamasından elde edilen. Cd'lu ZnS04 çözeltisi ve Cu sementatı metalurjik olarak değerlendirilmiştir. Bu hammaddelerden Cu sementatının H2S04 ile liç edilerek temizlenmesi için gerekli optimal parametrelerin saptanması deneysel çalışmaların ilk bölümüdür. Cd'lu ZnS04 çözeltisine benzer olarak üretilecek yapay çözeltilerden Zn tozu ile Cd sementasyonu şartlarının optimize edilmesi ve mümkün olduğunca temiz ham bir Cd metal eldesi deneysel çalışmaların diğer hedefini oluşturmuştur. Çinkur"dan temin edilen Cu sementatının kimyasal bileşiminde %39.54 Cu, %9.25 Zn, %2.54 Cd, %0.59 As, %0.33 Ni ve %0.08 Co bulunmaktadır. Bu Cu sementatının HfeSOVle yeniden liçiyle özellikle Ni, Co, Zn ve Cd safsızlıkları bakımından oldukça yüksek bir saflaştırma sağlanmıştır. Yapılan temizleme liçinde optimal şartlar 1/3 katı-sıvı oranı, 10 g/l H2S04 konsantrasyonu, 70°C liç sıcaklığı, 0.5 saat liç süresi ve 200 dev/dak karıştırma hızı olarak tespit edilmiştir. Bu şartlarda yapılan bir temizleme liçinde Zn %93, Cd %92, Co ve Ni %100 oranında Cu kekinden giderilebilmektedir. Bu liç işlemi sırasında Cu kaybı ise sadece %0.25'tir. Optimal şartlarda temizlenmiş Cu kekinin grafit bir potada 1200°C sıcaklıkta 1 saat süreyle ve %20 soda külü (Na2C03) ilavesiyle ergitilmesi sonucunda %0.05 Si, %0.02 Na, %0.08 K, %0.06 Ca, %0.03 Mg, %0.01 Zn, % 0.02Cd, %0.07 Sb, %0.06 As, %0.01 Fe, %0.2 Al, %0.05 Pb, %0.03 Ni, %0.02 Co ve%99.20 Cu içeren ham bakır elde edilmiştir. Bu ergitmede metal kazanma verimi %99 mertebesindedir ve ham Cu blister bakır kalitesindedir. Yapay ZnS04 çözeltilerinden Cd'un Zn tozuyla sementasyonunda pH=4 için saptanan optimal deneysel sıcaklık 70°C ve deneysel karıştırma hızı 100 dev/dak'dır. Sementasyon süresi kullanılan Zn tozunun tane boyutuna bağlıdır. Zn tozunun ortalama tane boyutu 0.2 mm olduğunda 3 saatte, daha iri tane boyutlannda ise 4-6 saatte Cd'un %99'undan fazlası semente edilebilmektedir. Optimal şartlarda yapılacak Cd sementasyonunda %99'un üzerinde bir çökme verimine ulaşmak için stokiyometrik ihtiyacın 1.25 katı Zn tozu kullanmak gerekmektedir. Bu oranda Zn tozu kullanılarak Cd sementasyonu sağlandığında oluşan Cd sponçu %9.6 Zn içermektedir. Stokiyometrik oranda Zn tozu kullanıldığında %3.2 Zn, stokiyometrik oranın %75'i kadar Zn tozu ilavesinde ise %0.8 Zn içeren Cd sponçlan üretilebilmiştir. Eksik Zn tozu kullanımı oldukça saf Cd metal eldesini mümkün kılmaktadır. Yapay ZnS04 çözeltilerinden Cd sementasyonunda gelişen sementasyon reaksiyonun hızı k.t =ln (1-r) eşitliğiyle verilen 1. dereceden reaksiyon kinetik ixmodeliyle ölçülebilmiştir. Bu reaksiyon hızı kinetik modeli ve Arrhenius denklemi yardımıyla hesaplanan aktivasyon enerjisi 13.2 kJ/mol mertebesindedir. Bulunan bu aktivasyon enerjisi değerinin 21 kJ/mol'den küçük olması, Zn tozuyla Cd sementasyon sürecinin difüzyon kontrollü olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
PURIFICATION OF COPPER SEMENTATES AND CADMIUM SEMENTATION WITH ZINC POWDER SUMMARY In this study, ZnS04 solution with Cd content and Cu sementate, which are provided from Çinkur plant and obtained from solution purification step done by cold-hot sementation technique, are evaluated metallurgically. Determination of optimal parameteres in purification of Cu sementate by leaching with H2S04 is the first step of experimental study. Optimization of Cd sementation conditions with Zn powder by using synthetic solutions similar to ZnS04 solution with Cd content and quite pure Cd production is the other object of experimental studies. Chemical composition of Cu sementate provided from Çinkur consists of %39.54 Cu, 9.25% Zn, 2.54% Cd, 0.59% As, 0.33%Ni and 0.08% Co. By leaching of Cu sementate with H2S04, especially Ni, Co, Zn and Cd were quite purified. Optimal conditions in purification leaching were established as 1/3 of S/L ratio, 10 g.l“1 of H2S04 concentration, 70°C of leaching temperature, 0.5 h of leaching time and 200 rpm stirring rate. 93% Zn, 92% Cd, 100% Co and Ni can be removed in those conditions by using purification leaching. During leaching process Cu lose is only 0.25%. As a result of Cu cake melting which was purified in optimal optimal conditions by the addition of 20% of Na2C03 in graphite crucible at 1200°C during 1 h, raw Cu was produced consisting of 0.05% Si, 0.02% Na, 0.08% K, 0.06% Ca, 0.03% Mg, 0.01% Zn, 0.02% Cd, 0.07%Sb, 0.06% As, 0.01% Fe, 0.2% Al, 0.05% Pb, 0.03% Ni, 0.02% Co, 99,20% Cu. Output of this process is approximately 99% and raw Cu is in blister Cu quality. Optimal temperature and stirring rate of Cd sementation with Zn powder from synthetic ZnS04 solutions for pH=4 are 70°C and 100 rpm, respectively. Sementation time depends on Zn powder grain size used in experiments. When avarage grain size is 0.2 mm, sementation time is 3 h. However, in higher grain sizes, sementation goes on 4-6 h. Under these conditions 99% of Cd can be sementated. To reach over 99% of precipitation output in Cd sementation by using optimal conditions, 1.25 times of Zn powder of stochiometric necessity must be used. After the Cd sementation by using appropriate Zn powder, formed Cd sponge consists of 9.6% of Zn. With the addition of stochiometrical and 75% of stochiometrical Zn, Cd sponge consist of 3.2% and 0.8% Zn, respectively. By using less Zn powder, it is possible to obtain quite raw Cd. In Cd sementation from synthetic ZnS04 solutions sementation reaction rate clarified by k.t = In (1-r) equation which is first degree reaction kinetic model. Calculated activation energy by using this kinetic model and Arrhenius equation is 13.2 kj.mol”1. Less than 21 kj.mol'1 of activation energy represents that Cd sementation process with Zn powder is diffusion controlled. XI
Benzer Tezler
- Bazı metal kombinasyonlarının tavuk embriyolarında teratojenik etkileri: Bakır, molibden ve kadmiyumun etkileri
Teratogenic effects of combined some metals on chick embryos: Effects of copper, molybdenum and cadmium
ŞENOL YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiFarmakoloji ve Toksikoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİNE BAYDAN
- Production of Cu-based shape memory alloys by powder metallurgy
Bakır esaslı şekil bellekli alaşımların toz metalurjisi yöntemiyle üretimi
ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLGEHAN ÖGEL
- Recovery of copper and zine from copper converter flue dust
Bakır konverteri baca tozlarından bakır ve çinkonun geri kazanımı
EMRAH GERÇEKER
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET GEVECİ
- Bakır katalizli grignard eşleşme reaksiyonlarında katalitik parametrelerin reaksiyon seçiciliği ve verimi üzerine etkisi
The Effect of catalytic parameters on the reaction selectivity and the yield in the copper catalyzed grignard coupling reactions
FATMA EROĞLU
- Bakır (II) tayininde yeni titre edicilerin kullanılması
Uses of new titrants for determination of copper (II)
H. ELİF KORMALI