Atık devre kartlarından bakırın biyoliç ve kimyasal liç yöntemleriyle geri kazanımı
Recovery of copper from waste circuit boards by bioleaching and chemical leaching methods
- Tez No: 309796
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HACI DEVECİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: E-atık, Biyoliç, Nitrik Asit Liçi, Bakır, Box-Behnken, E-waste, Bioleach, Nitric Acid Leaching, Copper, Box-Behnken
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
En hızlı artış gösteren atık türü olan elektrik-elektronik atıklar (E-atıklar), içerdikleri değerli ve baz metaller bakımından potansiyel bir ikincil kaynak durumundadırlar. Bu atıkların değerlendirilmesinde yaygın olarak kullanılan pirometalurjik yöntemler, yüksek tenörlü atıklar için uygun, pahalı ve baca gazı/tozu emisyonları nedeniyle bazı çevresel sorunlara neden olan yöntemlerdir. Özellikle düşük tenörlü metal içeriğine sahip atıklardan metallerin geri kazanımı için çevreye dost, düşük maliyetli ve etkin yöntemlerin geliştirilmesine yönelik çalışmalar giderek önem kazanmaktadır.Bu çalışma kapsamında, atık TV (ADK-TV) ve masaüstü bilgisayar kartlarından (ADK-PC) bakırın biyoliç ve nitrik asit liçi ile geri kazanımı araştırılmıştır. Yapılan kimyasal analizlerde atık devre kartlarının (ADK) demir içeriğinin düşük olduğu (ADK-TV: %0,04 Fe ve ADK-PC: %2 Fe) belirlenmiştir. Biyoliç deneylerinde, ortamdaki çözünmüş demir konsantrasyonunun oldukça önemli olduğu görülmüş ve başlangıç Fe(II) konsantrasyonu 8 g/L'ye çıkarıldığında bakır kazanımının %35'ten %90'a yükseldiği bulunmuştur. Atık devre kartlarının düşük demir içeriği ve asit tüketimi göz önüne alınarak biyoliç deneylerinde, demir ve sülfür kaynağı olarak pirit ilavesi araştırılmıştır. Pirit miktarı arttıkça (5-50 g/L) bakır kazanımının (örneğin ADK-TV için %24'den %84'e) arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, piritin oksitlenmesi asit üreten bir tepkime olduğundan, Fe(II) ilave edilen deneylere göre asit tüketimi (%50) azaltılmıştır. Aşı oranı artışının (%10-50) bakır biyoliçini hızlandırdığı (21. saatte %7'den %44,5) bulunmuştur. Box-Behnken Tasarımı uygulanan nitrik asit liçi deneylerinde, nitrik asit konsantrasyonu ve sıcaklık artışının, bakır verimini olumlu etkilediği, katı oranının ise olumsuz etkilediği sonucuna ulaşılmıştır. Yüksek nitrik asit konsantrasyonlarında (2-5 M; 70°C) yüksek bakır kazanımlarına (%88,5-99,9) ulaşılmıştır. Aynı koşullarda gümüşün %32,1-68'i çözünmüştür. Bu çalışmada, biyoliç ve nitrik asit liçi ile bakırın atık devre kartlarından yüksek verimle kazanılabileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Electric-electronic waste (E-waste), which is the fastest growing type of waste stream is an important secondary resource of metals as it contains appreciable amounts of precious and base metals. Pyrometallurgical processes, which are extensively used for the treatment of e-waste, are high cost processes with their suitability only for high grade e-waste and with potential environmental problems associated with flue gas/dust emmissions. In this regard, the studies on the development of cost-effective, environmentally friendly and effective processes, particularly for the treatment of low grade e-waste have been increasingly important.In this study, the extraction of copper from waste circuit boards of TV (WCB-TV) and PC (WCB-PC) by bioleaching and nitric acid leaching was investigated. Chemical analysis of both wastes have shown their low content of iron (0.04% and 2% Fe for WCB-TV and WCB-PC, respectively). Initial concentration of soluble iron was found to be of prime importance for the extraction of copper. In this respect, as the initial addition of Fe(II) increased to 8 g/L, copper extraction increased from 35% to 90%. Due to low Fe contents of WCB-TV (0.04% Fe) and WCB-PC (2% Fe) and acid consumption in the bioleaching process, the addition of pyrite as a source of iron and sulphur was also investigated. Copper recovery was observed to enhance from 24% to 84% with an increase in the concentration of pyrite (5-50%). A significant decrease (50%) in the consumption of acid was noted to occur in the presence of pyrite added owing to the generation of acid by the oxidation of pyrite within the bioleaching environment. The extraction rate of copper was also shown to significantly enhance (from 7% to 44.5% in 21.hours) with increasing the size of inoculum from 10% to 50% (v/v%). In the nitric acid leaching tests, which were designed using Box-Behnken Statistical Design, increasing the concentration of HNO3 (0.2-1 M) and temperature (30-70°C) have a positive effect on the extraction of copper. However, an increase in pulp density (2-10% w/v) adversely affected the dissolution of copper. High copper extractions (88.5-99.9%) were readily achieved at high concentrations of HNO3 (2-5 M) and 70°C under which 32.1-68% of silver was also extracted. This study has shown that copper can be readily extracted by bioleaching and HNO3 leaching from waste circuit boards.
Benzer Tezler
- Investigation of nickel recovery by biogranules tailored for metal recovery through biomineralization
Biyomineralizasyon yoluyla metal geri kazanımına yönelik üretilen biyogranüllerle nikel geri kazanımının incelenmesi
KADİR ŞEKERCİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
MikrobiyolojiHacettepe ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF ÇAĞATAY ERŞAN
- Elektronik atıklardan metallerin geri kazanımı için yeni reaktif sistemlerinin araştırılması
Investigation of new reagent systems for recovery of metals from electronic wastes
ELİF YILMAZ
Doktora
Türkçe
2023
Maden Mühendisliği ve MadencilikKaradeniz Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACI DEVECİ
- E-atıkların liçinden elde edilen çözeltilerden bakırın elektroliz ve çöktürme ile kazanımı
The recovery of copper from leach solutions derived from e-waste by precipitation and electrolysis
ARMAN EHSANİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Maden Mühendisliği ve MadencilikKaradeniz Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACI DEVECİ
- Atık baskılı devre kartlarından hidrometalurjik yöntemle değerli metallerin (Ag, Pd, Ni) eldesi
Recovering precious metals (Ag, Pd, Ni) from waste printed circuit boards by hydrometallurgical method
ZEYNEP GÜLÇİN SEÇKİN
Doktora
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU DİDEM ÇORBACIOĞLU
- Atık baskı devre kartlarından metallerin farklı yöntemlerle ayrıştırılmaları
Separation of metals from waste printed circuit boards with different methods
DUYGU HAZAL AKÇALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAL BEKTAŞ