Geri Dön

Kobaltın alumina içeren fayalitik curuflardaki çözünürlüğünün incelenmesi

The Salubility of cobalt in alumina containing fayalitic slags

  1. Tez No: 100564
  2. Yazar: C. BORA DERİN
  3. Danışmanlar: DOÇ.DR. ONURALP YÜCEL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1999
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 51

Özet

KOBALTIN ALUMINA İÇEREN FAYALİTİK CURUFLARDAKİ ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNÜN İNCELENMESİ ÖZET Metal dışı proseslerinde cüruftaki metal kayıpları günümüz metalurjistleri için ilgi odağıdır, özellikle günümüz cevherlerinin metal konsantrasyonlarının azalması ve büyük miktarlarda biriken cüruf yığınları buna nedendir. Bakır curuflanndaki kobalt kayıplarının üretim aşamasında azaltılması, ayrıca üretim sonrası oluşan cüruflardan kobaltm kazanımı için bu metalin özelliklerinin ve yapısının, fayalitik cüruflarla olan davranışlarının bilinmesi gereklidir. Özellikle kobaltın Fe-Co-Cu-S alaşımı ile alumina içeren fayalitik cüruf arasındaki dağılımına etki eden parametreler ne ulusal ne de uluslararası alanda yeterli değildir. Bu çalışmada bilimsel araştırmalara temel oluşturabilmek için farklı miktarlarda kobalt içeren bakır alaşımlarının alumina içeren fayalitik cüruflarla belli atmosfer ve sıcaklık koşullarında dengeye getirilerek kobalt oksidin cürufta çözünme mekanizması araştırılmıştır. Bu çözünme mekanizması kobaltın hem alaşımdaki hem de curufdaki aktivite katsayıları ve aktivite değerlerinin ölçünmesiyle belirlenmiştir. Deneysel çalışmalara öncelikle saf malzemelerden hareketle Cu-Co alaşımları ve FeO-Si02-Aİ203 cürufları hazırlamadan başlanmıştır. Dengeye ulaşmak için gerekli süreyi belirlemek amacıyla % 3.2 Co içeren bakır alaşımları cürufla 1673 K sıcaklık 1.125xl0“8 atm. ve 4.536xl0”10 atm. kısmi oksijen basınçlarında 240 dakikaya kadar reaksiyona sokulmuştur. Optimum süre 120 dak. olarak belirlendikten sonra değişik miktarlarda kobalt içeren bakır alaşımları (% 0.5 - 7 Co) fayalitik cürufla 1673 K sıcaklık ve 1. 125x1ü“8 atm., 2.396xl0”9 ve 4.536xl0"10 atm. kısmi oksijen basınçlarında 120 dak. reaksiyona tutulmuşlardır. Dengeleme deney sonuçlarından faydalanılarak kobalt oksidin cüruftaki aktivite ve aktivite katsayıları hesaplanmış ve cüruftaki kobalt oksit mol oranının aktivite katsayısına karşılık, ycoo = -12.277 Xcoo + 3. 1137 (1) şeklinde ifade edilebileceği saptanmıştır. Bu eşitlikte, çarpan durumundaki mol oranı kobalt oksit aktivite katsayısı üzerinde değer olarak ihmal edilebilir seviyelerde olduğundan (% 4.28 CoO'e kadar) aktivite katsayısı mol oranından bağımsız olarak YcoO = 2.83 ±0.283 (2) şeklinde ifade edilmiş ve sabit değer olarak gösterilmiştir. Elde edilen kobalt oksit aktivite katsayısı literatürdeki daha düşük sıcaklarda yapılan çalışmalarla kıyaslanmıştır. Bu çalışmadaki sonuçlardan yola çıkılarak kobaltın cüruftaki çözünürlük artışının ortamdaki oksijen basıncının ve/veya alaşımdaki kobaltın vııaktivitesinin artışına bağlı olduğu gösterilerek (%Co) = 0. 1 167xP021/2.aco x 106 (3) eşitliği elde edilmiştir. Bu çalışma 1573 K'de yapılmış bir başka çalışmasıyla karşılaştırılarak, kobaltın cüruftaki çözünme artışının kobaltın aktivite ve/veya oksijen basıncıyla arttmakta olduğu fakat sıcaklıkla azaldığı ispat edilmiştir. vııı

Özet (Çeviri)

SOLUBILITY OF COBALT IN ALUMINA CONTAINING FAYALITTC SLAGS SUMMARY Cobalt is the 30th most abundant element on earth and comprises approximately 0.0025% of the earth's crust. Cobalt, a transition series metal with atomic number 27, is a metallic element that is similar to silver in appearance. It occurs in mineral form as arsenides, sulphides, and oxides; trace amounts are also found in other minerals of nickel and iron as substitute ions. Cobalt minerals are commonly associated with ores of nickel, iron, silver, bismuth, copper, manganese, antimony, and zinc. The world's largest cobalt reserves are Zaire, Zambia, Morocco, Canada, and Australia. Together the ores of these countries contain well over one-half of the world cobalt supply. The richest deposits are in Zaire and Zambia. The reserves of Canada and Australia comprise approximately one-fourth of the world supply. Smaller but commercially practical ore bodies also exist in the Russia, Finland, Uganda, and the Philippines. Cobalt is a strategic metal and is a key component in products that require high levels of strength and resistance to heat and corrosion. The largest use for cobalt is superalloys used, for example, to make jet engine parts and gas turbines for pipeline compressors. Consumption of cobalt in the rechargeable battery sector has increased dramatically with the boom in notebook computers and cellular phones. Another large consumer is the chemical industry which uses cobalt for numerous applications such as catalysts for petroleum and chemical processing; drying agents in paints and inks; ground coats for porcelain and enamel; and pigments for ceramics, paints, and plastics. Magnetic alloys require cobalt as do cutting and wear resistant materials such as cemented carbides. The non-ferrous smelting industry is undergoing dramatic changes in order to offset increased production costs and as a result of increasingly stringent regulations governing emission to the atmosphere and the working environment. This has resulted in the development of new processes for the smelting of copper, nickel and lead concentrates, which in the majority of cases require some form of slag cleaning. Process development has been most active in the copper and nickel industry however, significant changes can he expected in the lead industry over the next few years in response to environmental concerns. Metal losses in slags during non-ferrous extractive metallurgical process are of great concern to the metallurgist, especially today as the ores relatively rich in metals are diminishing and large volumes of slags are involved each day in smelting practice. In our country copper extractive slags have a quantity of cobalt depends on ore and/or extractive techniques. IXThe behaviour of cobalt is of economic importance during copper smelting and refining because cobalt enters the smelting circuit and represents a potentially valuable by product. However, the recovery of cobalt can be as low as 45 pet and rarely exceed 60 pet. The recovery depends on the distribution of cobalt between matte and discard slag in the smelting stage and an important factor affecting this distribution is the activity coefficient of cobalt oxide in slag. The cobalt distribution can be used also as a practical indicator of the extent of oxidation within a smelting furnace. A significant proportion of cobalt usually reports in primary matte from a copper or nickel-smelting furnace but is extensively slagged off during the subsequent converting operation, cobalt being more easily oxidised and slagged than nickel and particularly copper. Consequently, cobalt tends to concentrate in converter slag, particularly in slag formed towards the end of the converter cycle, due to the oxidation and slagging (silicate formation) of the metals present in the matte. The standard free energy curves and starts with oxidation of Fe show the sequence of oxide formation clearly, then Co, Ni and finally Cu. Converter slag can be reduced in electric furnaces with coke or coke breeze, to give an alloy or low sulphur matte containing Cu, Ni, Co, Fe and S. Sulphide addition in the form of nickel or copper concentrates, or as pyrrhotite or pyrite assists in collecting the byproduct metal values and also helps form a matte with higher sulphur content which has a lower melting point and is therefore more easily tapped from the electric slag treatment furnace. Typically cobalt may be present in converter slag at levels ranging from 0.3 to 3 %, Co. depending on the ore smelted and on whether all or only the final converter slag is treated, and is reduced to less than 0.2 %, Co in the waste slag. Cobalt recovery increases with the amount of reductant added and with the reduction time in the electric furnace, but iron reduction increases at the same time so that high cobalt recovery is usually combined with high Fe content in the matte or alloy tapped from the electric furnace. This matte or alloy must then the treated usually hydrometallurgically to recover the cobalt. In order to minimize the loss of cobalt at production stage or recycle the cobalt from slag, it is necessary to determine its form and origin. There has been a wide divergence of opinion on the subject of the form of copper slags and there is little data about behaviour of cobalt at copper slags. Aim of this study is to satisfy the lack of data about the solubility of cobalt oxide in slags. Not only this, but also these experiments will be useful for recovery of cobalt from copper smelting slags in our country. The distribution of cobalt between slag and alloy has been previously studied. Smith and Masson equilibrated cobalt silicate melts with Pt-Rh-Co alloys at controlled oxygen pressures and reported an average cobalt oxide activity coefficient of 1.2 relative to the solid, for melts containing around 0.6 mole fraction of CoO at both 1723 and 1773 K. Wang et al equilibrated silica-saturated iron silicate slags with liquid Co-Au and Co-Cu alloys, respectively, and reported the cobalt content of contiguous alloys and slags for temperatures of 1523, 1573, and 1623 K and oxygen pressures of between 10 and 10"10 atm. Activity coefficients for cobalt oxide were calculated from these data by Grimsey and Toguri and summarized by the followingrelationship: Ycoo=l,94 + 0. 123 x (wt per Co) (1) Reddy, equilibrated alumina-saturated iron silicate slags (Fe/SiC

Benzer Tezler

  1. Tez No

    50486

    Development of coprecipitated cobalt-alumina catalyst for the production of C1-C4 hydrocarbons by carbon monoxide hydrogenation

    Karbon monoksit hidrojenasyonu ile C1-C4 hidrokarbonlarının üretimi için birlikte çöktürme yöntemi kullanılarak kobalt alumina katalizörlerinin geliştirilmesi

    AYŞE NİLGÜN AKIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1996

    Kimya MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    PROF.DR. Z. İLSEN ÖNSAN

  2. Tez No

    419059

    High temperature wear performance of alloyed and carbide reinforced stellite 12 coatings

    Alaşımlandırılmış ve karbür takviyeli stellite 12 kaplamaların yüksek sıcaklıkta aşınma davranışı

    AMIR MOTALLEBZADEH

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU

    DOÇ. DR. ERDEM ATAR

  3. Tez No

    152561

    Low temperature oxidation of carbon monoxide over a pt-CeO2-Co3O4/Al2O3 catalyst in H2-rich streams

    Pt-Ceo2-Co3O4/Al2O3 katalizörü üzerinde hidrojence zengin ortamda düşük sıcaklıkta karbon monoksit oksidasyonu

    TUĞBA İNCE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    Kimya MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RAMAZAN YILDIRIM

  4. Tez No

    751784

    Seçili pestisitlerin, ilaç etken maddelerinin ve inorganik analitlerin spektroskopik ve kromatografik tayinlerine yönelik yenilikçi analitik yöntemlerin geliştirilmesi

    Development of novel analytical methods for the spectroscopic and chromatographic determination of selected pesticides, drug active compounds and inorganic analytes

    SÜLEYMAN BODUR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    KimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE

    PROF. DR. NURAY ATEŞ

  5. Tez No

    341576

    Saf kobaltın borlama özelliklerinin incelenmesi

    Boriding properties of pure cobalt

    FERHAT ÜNÜVAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Teknik EğitimSüleyman Demirel Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ADNAN ÇALIK

Geri Dön