Hidrometalurjik yöntemlerin uygulanmasıyla malahit cevherinden metalik bakır üretilmesinin incelenmesi
Study of production of copper from malachite ore by application on hydrometallurgical methods
- Tez No: 502628
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NİZAMETTİN DEMİRKIRAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 238
Özet
Bu çalışmada, hidrometalurjik yöntemlerin oksitli bakır cevherlerinden biri olan malahit mineraline uygulanmasıyla metalik bakır kazanımı incelenmiştir. Hidrometalurjik yöntemlerin ilk basamağı liç işlemidir. Malahit (CuCO3.Cu(OH)2) mineralinin perklorik asit çözeltilerinde liç edilmesi ve liç kinetiği incelenmiştir. Çalışmalarda, perklorik asit derişimi (C), parçacık boyutu (PB), katı/sıvı oranı (K/S), karıştırma hızı (KH) ve reaksiyon sıcaklığı (T) değişken parametreler olarak seçilmiştir. Liç işlemi üzerine perklorik asit konsantrasyonu, katı boyutu, karıştırma hızı, katı/sıvı oranı ve sıcaklık değişken parametre olarak seçilmiştir. Katı boyutu ve katı/sıvı oranının azalması, reaksiyon sıcaklığı, perklorik asit konsantrasyonu ve karıştırma hızının artması ile liç hızının arttığı belirlenmiştir. Cevherdeki demirin çözünürlüğünün asit derişiminden oldukça etkilendiği gözlenmiştir. Reaksiyon koşullarının kontrol edilmesiyle çözelti ortamına geçen bakır miktarının yüksek, demir miktarının ise düşük seviyelerde tutulabileceği belirlenmiştir. Liç proses hızının karışık kinetik modelle temsil edilebileceği görülmüştür. Aktivasyon enerji değeri 34.69 kJ/mol olarak bulunmuştur. Sonuç olarak liç işleminde kullanılan parametreleri içeren kinetik denklem aşağıdaki gibi bulunmuştur. [1-(1-X_Cu )^(2/3) ]^2= 0.00014.(C)^0.643.(PB)^(-1.554).(K⁄S)^(-0.842).(KH)^2.155.exp((-4172)⁄T)t İkinci işlem basamağı solvent ekstraksiyonudur. Liç çözeltisinden Acorga M5640 ekstraktantı kullanılarak bakırın solvent ekstraksiyonu ile kazanımı ve kinetiği incelenmiştir. Solvent ekstraksiyon deneyleri için, sulu çözelti başlangıç pH, Cu(II) derişimi (C), sıcaklık (T), karıştırma hızı (KH) ve organik faz oranı (RH) değişken parametreler olarak seçilmiştir. Solvent ekstraksiyon hızının karıştırma hızı, sıcaklık ve başlangıçtaki bakır konsantrasyonunun artmasıyla arttığı belirlenmiştir. pH 1 değerinde seçimli olarak bakırın kazanılmasında etkin olduğu gözlenmiştir. Solvent ekstraksiyon prosesinin kinetik modeli aşağıdaki gibi elde edilmiştir. Ekstraksiyon prosesi için aktivasyon enerjisi 50.04 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. pH>1 için, -In(1-Y_Cu)=〖9.5.10〗^9 (RH)^1.069 〖(C)〗^(-13.949) 〖(pH)〗^0.518 〖(KH)〗^2.157 exp((-6018.8)⁄T)t pH5 cm için n= -2.319 metalik bakır birikim kesri yaklaşık Xe < 0.6 için w= 1.295 Xe > 0.6 için w= 0.875 Elektroliz prosesi için aktivasyon enerjisi 28.46 kJ/mol olarak hesaplanmış ve prosesin difüzyon kontrollü olduğu belirlenmiştir. Elde edilen verilere göre, ayırma ve saflaştırma tekniklerinden biri olan solvent ekstraksiyonu ile düşük tenörlü oksitli bakır cevherlerinden liç, solvent ekstraksiyonu ve elektroliz yöntemleriyle bakır üretiminin mümkün olabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the production of copper was examined by applying hydrometallurgical methods to malachite mineral which is one of the oxidizied copper ores. The first step of the hydrometallurgical methods is leaching. The leaching and kinetics of malachite (CuCO3.Cu(OH)2) ore were investigated using perchloric acid solutions. In the runs, the perchloric acid concentration (C), the particle size (PB), the solid to liquid ratio (K/S), the stirring speed (KH) and the reaction temperature (T), have been chosen as variable parameters. Perchloric acid concentration, solid size, stirring speed, solid/liquid ratio and temperature were chosen as variable parameters on leaching process. It was determined that the leaching rate increased with increasing perchloric acid concentration, temperature and agitation speed, as well as decreasing particle size and solid-to-liquid ratio. It was observed that the dissolution of iron in the ore was substantially affected from acid concentration. By controlling of the reaction conditions, it was found that the amount of copper passing to the solution medium can be high and the amount of iron can kept at low levels. It was found that the leaching reaction followed the mixed kinetic control model. The activation energy of this leaching process was calculated to be 34.69 kJ/mol. As a result, the kinetic expression including the reaction parameters used in this leaching process can be written as follows: [1-(1-X_Cu )^(2/3) ]^2= 0.00014.(C)^0.643.(PB)^(-1.554).(K⁄S)^(-0.842).(KH)^2.155.exp((-4172)⁄T)t Second process step is the solvent extraction. The winning and kinetics of solvent extraction of copper from leach solution were examined by using Acorga M5640 extractant. Initial pH of aqueous solution, (C) concentration of Cu(II), temperature (T), stirring speed (KH) and the organic phase ratio (RH) were chosen as variable parameters for solvent extraction experiments. It was determined that the solvent extraction rate increased with increasing stirring speed, organic phase ratio and temperature. It has been observed that the pH 1 value is effective in selectively recovering copper. Kinetic model of the solvent extraction process were as follows. The activation energy of the extraction process was estimated to be 50.04 kJ/mol. for pH>1, -In(1-Y_Cu)=〖9.5.10〗^9 (RH)^1.069 〖(C)〗^(-13.949) 〖(pH)〗^0.518 〖(KH)〗^2.157 exp((-6018.8)⁄T)t for pH5 cm metalic copper deposition fraction about h= 1.295 for Xe < 0.6 h= 0.875 for Xe > 0.6 The activation energy of electrolysis process was calculated 28.46 kJ/mol and the process was determined to be diffusion controlled. The obtained data is low-grade copper oxide ore leaching, solvent extraction and electrolysis process with the production of copper have shown that it is possible.
Benzer Tezler
- Atık lityum demir fosfat (LiFePO4) bataryalardaki değerli metallerin hidrometalurjik yöntem ile geri kazanımı
Recovery of valuable metals in spent lithium iron phosphate (LiFePO4) batteries by hydrometallurgical method
GİZEM AVCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALP ÖZDEMİR
- Elektronik atıklardan metallerin geri kazanımı için yeni hidrometalurjik yöntemlerin araştırılması
Investigation of new hydrometallurgical processes for recovery of metals from electronic waste
BOULAMA OMAR YACINE LAWAN IBRAHIM
Doktora
Türkçe
2022
Maden Mühendisliği ve MadencilikKaradeniz Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACI DEVECİ
- Atık baskılı devre elemanlarından hidrometalurjik yöntem ile değerli metal geri kazanımının değerlendirilmesi
From waste printing circuit elements by hydrometalurgical method assessment of precious metal recovery
MEHMET NAZIM ÖZDEMİRCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SALİM ÖNCEL
- Küre/Kastamonu bakırlı pirit cevherinden azotlu bileşiklerle katalizlenmiş oksidatif basınç liçi ile bakırın kazanımının araştırılması
An investigation on the extraction of copper from Küre/Kastamonu pryitic copper ore with nitrogen species catalyzed oxidative pressure leaching
ABDULLAH GÖRKEM ÇİÇEKLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Maden Mühendisliği ve MadencilikDokuz Eylül ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE İLKNUR CÖCEN
- Laboratuvar tipi elektrik ark fırını tasarımı ve e-atıktan öğütülebilir alaşım üretimi
Design of laboratory scale electrical arc furnace and production of grindable alloy from e-waste
RIDVAN ORMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR