Removal of impurities from copper and its alloys using ancient refining techniques
Antik çağlara ait saflaştırma teknikleri kullanılarak bakır ve alaşımlarındaki istenmeyen elementlerin giderilmesi
- Tez No: 76450
- Danışmanlar: PROF. DR. HADİ ÖZBAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
VI ÖZET Bu çalışmanın amacı saf olmayan bakır metalin tarih öncesi dönemlerde kullanılan ilkel yöntemlerle saflaştırılmasıdır. Çalışmanın ilk bölümü demir içeren kalay kullanılarak hazırlanan bronzdan demiri uzaklaştırılması ile ilgilidir. İkinci bölümde ise, polimetalik bakır filizlerinin izabesi sonucu oluşan ve kurşun, demir, çinko ve antimon gibi elementler içeren bakırın basit yöntemler ile saflaştırılmasına çalışılmıştır. Demir filizleri içeren kasiteritin izabesi sırasında kalayın yanı sıra kalay-demir bileşikleri de (hard-head) oluşur. Kalay- demir bileşiklerinden kalayın ayrıştırılması imkansızdır ve bir miktar kalay böylece kaybolur. Yüzde 80 kalay yüzde 20 demir içeren kalay-demir boncukları 1200 °C lik fırınlarda hazırlandı. Elde edilen kalay-demir boncukları daha sonra kül fırınında 1200 °C de eritilmiş bakıra ilave edildi. 1200 °C sıcaklığın üzerinde bütün Sn-Fe bileşikleri elementlerine ayrışır. Soğutma sırasında kalay bakıra karışarak bronz oluştururken bakırda çözünmeyen demir dışlanır. Daha sonraVII dışlanan demir ortama katılan maddeler ile veya hava üfleme yolu ile oksitlendirilerek cüruflaştırılır. Uygun maddeler kullanılarak yapılan deneyler sonucunda kalay-demir boncuklarından yüzde 85 oranında demirin uzaklaştırılabildiği ve bronzdaki demir miktarının yüzde 0.5 düzeyine indiği gözlenmiştir. Kalay kaybı ise sadece yüzde 20 mertebesindedir. Sonuç olarak saflaştırılamayan kalay-demir alaşımının bronz üretiminde ekonomik olarak kullanılabileceği anlaşılmıştır. Sülfitli bakır filizleri genelde değişik oranda Fe, Pb, As, Ni, Sb ve Zn gibi metalleri içerir. Antik çağlarda bu tür polimetalik bakır filizlerinin izabe edildiğini gösteren birçok kanıt vardır. İzabe sonucunda Pb, Zn, Sb, Ni ve Fe içeren kalay elde edilir. İçerisinde bu tür elementler bulunan bakır kullanılmadan önce iyice saflaştırılması gerekir. Bu amaçla içinde yüzde 20 Pb, yüzde 5 Zn, yüzde 5 Sb, yüzde 2 Ni ve yüzde 3 Fe içeren bakır külçeler hazırlanmıştır. Daha sonra grafit potalar içinde eritilen alaşım üzerine hava üfleme metoduyla saflaştırmalarına çalışılmıştır. Deneyler sonucunda sadece hava üfleyerek külçelerdeki tüm Fe ve Zn yok edilirken, Pb, Sb ve Ni metallerinde de yüzde elli oranında azalma görülmüştür.
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT There were two major objectives of this study both related to purification of impure copper metal using primitive refining techniques believed to have been used in antiquity. First part of the study was to remove iron impurity from bronze that is introduced when iron containing tin (hard-head) is used as source of tin. In the second part, simple refining methods are applied to highly impure copper metal obtained by smelting polymetallic copper ores.“Hard-head”which is a mixture of iron-tin compounds are biproduct of tin smelting process where cassiterite is contaminated with iron ores. It was not possible to remove all of the tin held in hard-head and some tin is inevitably lost. Hard-head prills were prepared composed of 20 per cent iron and 80 per cent tin under controlled conditions, in clay crucibles. The hard-head prills were then added onto the molten copper metal in the muffle furnace at 1200 °C. Since all compositions of Sn-Fecompounds decompose at 1 200 °C and Cu and Fe does not make an alloy, tin is expected to be extracted by copper while rejecting the iron from the medium. The iron was then oxidized selectively either by the addition of natural fluxes (powdered marble and sand) or by fire-refining method. Experiments were carried out and it showed that, under addition of suitable fluxes, it was possible to remove over 85 per cent iron present in hard-head, leaving the concentration of iron in bronze under 0.5 per cent. The loss of tin, however was less than 20 per cent. It is concluded that unrefinable hard-head can be economically used in the production of bronze. Most primary copper ores are polymetallic in character and contains iron, lead, arsenic, nickel, antimony and zinc in varying amounts. There is ample evidence that such ores were smelted together in antiquity yielding highly impure copper metal containing Pb, Zn, Sb, Ni, and Fe. To use such copper, it must be excessively refined. Fire refining methods were applied on the purification of impure copper that contains 20 per cent Pb, 5 per cent Zn, 5 per cent Sb, 2 per cent Ni, and 3 per cent Fe. Without any flux and using only air blast on the molten alloy, it was possible to remove about all of iron and zinc, and up to 50 per cent of the Pb, Sb, and Ni.
Benzer Tezler
- Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile yeni ve özel alaşımların üretimi ve geliştirilmesi
Investigation of new and noble alloys productions by self-propagating high-temperature synthesis method
MURAT ALKAN
Doktora
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
DOÇ. DR. CEVAT BORA DERİN
- Manganez bronzlarında ısıl işlemle sertleşme mekanizması ve faz dönüşümleri
The Phase transformation and hardening mechanism by heat treatment of cast manganese bronzes
ABDULLAH OTUZBİR
- Refining of copper radiator scrops
Bakır radyatör hurdalarının rafinasyonu
OKTAY UYSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NACİ SEVİNÇ
- Atık çözeltilerden solvent ekstraksiyon yöntemi ile bakır, nikel ve çinko kazanımı
Copper, nickel and zinc recovery from wastewater solutions with solvent extraction method
ALİCAN ESENBOĞA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR
- Pirit küllerinden yüksek fırına malzeme hazırlanması
Preparation of high furnace material from pyrite cinder
NURCAN BORULU
Doktora
Türkçe
2009
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABRİ ÇOLAK