Yüklü nikel çözeltilerinin saflaştırılması: Sülfatlı ortamda seçimli demir giderimi
Purification of nickel loaded pls: Selective removal of iron content at sulfate media
- Tez No: 855838
- Danışmanlar: PROF. DR. HAYATİ TÜRKMEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mühendislik Bilimleri, Chemical Engineering, Mining Engineering and Mining, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Havacılık ve uzay sanayileri gibi kritik alanlarda yaygın olarak kullanılan çok çeşitli nikel bazlı alaşımlar son derece yüksek sıcaklıklara, korozyona ve sürekli aşınmaya dayanma yetenekleri ve manyetik özellikleri dolayısıyla kritik öneme sahiptirler. Bu kapsamda, nikel metal uç ürünleri, kullanım alanları ve yukarıda bahsedilen avantajları dolayısıyla sektörel anlamda da büyük bir öneme sahiptir. Bu çalışmada Nikel Sülfat (NiSO4) çözeltisinin elektroliz prosesi sonrası elde edilecek metal ürün üretimi öncesinde, çözeltide bulunan Fe safsızlığının katı fazda çöktürülerek sistemden uzaklaştırılması için optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Manisa Gördes'te, META Nikel Kobalt Madencilik A.Ş tarafından HPAL (Yüksek basınç asit liçi) yöntemi ile üretimi yapılan MHP (Karışık Hidroksit Çökeleği) ara ürününden yüksek safiyete sahip metalik Ni ve Co ürünlerinin elde edilmesi amacıyla bir dizi proses işlemleri yürütülmüştür. MHP ürününün içerisinde bulunan Ca ve Mg gibi safsızlıkların uzaklaştırılması adına zayıf asidik ortamda MHP yıkama, akabinde H2SO4 ile MHP liçi, pH kontrollü olarak safsızlık giderimi, solvent ekstraksiyon ve iyon değiştirme proses adımları uygulanmıştır. Çalışmalar sonunda içerisinde 42,7 g/L Ni içeren NiSO4 çözeltisi elde edilmiştir. Nikel içeriği zengin NiSO4 çözeltisinin içerisinde 223 ppm Co,145 ppm Mn,22 ppm Zn ,20 ppm Fe ve 16 ppm Cr majör safsızlıkları bulunmaktadır. Bilindiği üzere, demir, kobalt, krom ve çinko gibi elementler elektroliz sırasında metalik ürüne safsızlık olarak yansımaktadır. Bu minvalde üretilecek metalik nikel ürünün saflığı %99,95 üzerinde hedeflendiği durumlarda, sistemde işlenen yüklü solüsyonunun safsızlık içeriği de kritik önem taşır hale gelmektedir. Bu bilgiden yola çıkarak başlangıç çözeltisinin içerisinde bulunan safsızlıkların giderilmesi gerekmektedir. NiSO4 çözeltisinin içerisinde bulunan Fe safsızlığının katı fazda çöktürülerek viii sistemden uzaklaştırılması için uygun süre, sıcaklık ve ilave edilecek H2O2 kimyasal miktarının belirlenmesi için optimizasyon çalışmaları yürütülmüştür. Çalışma kapsamında, NiSO4 çözeltisinin içerisinde bulunan Fe safsızlıklarının giderilmesi adına Fe+2 iyonlarının H2O2 kimyasal ajanı (oksidasyon özelliğinden yararlanılarak) ile Fe+3 formuna getirilerek sistemden uzaklaştırılması hedeflenmiştir. Yapılan çalışmalar sonrasında elde edilen ICP-OES analiz sonuçları ve hesaplanan çöktürme verimlerine göre, optimum koşullar, 60℃ sıcaklıkta, 90 dakika süresince teorik olarak ilave edilmesi gereken H2O2 miktarının 25 kat fazlası olarak belirlenmiştir. Belirlenen parametreler neticesinde çözelti içerisindeki Fe iyonlarının tamamı giderilebilmiş, hedeflendiği üzere yüksek safiyette metalik nikel uç ürünü elde edilebilmiştir.
Özet (Çeviri)
There are a wide variety of nickel-based alloys commonly used in the aerospace and defence industry. These alloys are critical in terms of their ability to withstand extremely high temperatures, corrosion and sustained wear, and their superior magnetic properties. It is clear that nickel-based alloys are indispensable for the industry due to many advantages of them. In this study, optimization studies were carried out to remove the Fe impurity selectively from the pregnant leach solution, by precipitating it in the solid phase before producing the metal product obtained after the electrolysis process of Nickel Sulfate (NiSO4) solution. A series of processes have been carried out in order to obtain high purity metallic Nickel and Cobalt products that can be used in many industries at high quality, from the MHP (Mixed Hydroxide Precipitate) intermediate product which is produced by META Nikel Kobalt Minig Company. MHP is produced from the HPAL (High Pressure Acid Leaching) method. In order to remove impurities such as Ca and Mg in the MHP product, MHP is washed in a weak acidic solution, followed by MHP leaching with H2SO4, pH-controlled impurity removal, solvent extraction and ion exchange process steps. As a result of the studies, NiSO4 solution containing 42.7 g/L Ni have obtained. Nickel-rich NiSO4 solution contains major impurities of 223 ppm Co, 145 ppm Mn, 22 ppm Zn, 20 ppm Fe and 16 ppm Cr. Elements such as iron, cobalt, chromium, and zinc rapidly transform into metal form during electrolysis. In order to obtain a high purity metallic nickel, the impurity of the metallic nickel product to be produced must be above 99.95% purity. In light of these, it is necessary to remove impurities prior to electrolysis. Optimization studies were carried out to determine the appropriate time, temperature and the amount of H2O2 chemical to be added to remove the Fe impurity contained in the NiSO4 solution from the xi system by precipitating it in the solid phase. In order to remove Fe impurities in the NiSO4 solution, the main objective is to remove Fe+2 ions from the system by converting them into Fe+3 form with the H2O2 chemical agent (using its oxidizing feature). According to the ICP-OES analysis results and calculated precipitation efficiencies obtained after the studies, the optimum conditions have determined as 25 times the theoretical amount of H2O2 that should be added for 90 minutes at 60°C. Based on the performed tests, it was seen that all of Fe ions in solution could be removed selectively. It is clearly stated that H2O2 chemical agent would be used to remove Fe impurity in NiSO4 liquor.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of mesoporous nickel oxide and nickel cobaltite thin films
Mezogözenekli nikel oksit ve nikel kobalt oksitince filmlerin sentezi ve karakterizasyonu
ASSEL AMIRZHANOVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER DAĞ
- Preparation of metal/graphene composites for ammonia decomposition reaction
Başlık çevirisi yok
BERTİ MANİSA
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
EnerjiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. UĞUR ÜNAL
- Interfecial studies in water in oil microemilsion systems
Başlık çevirisi yok
FEYZA ATADİNÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
1994
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. N. ZEYNEP GÜNEYMAN
- Karaçam lateritik nikel cevherinin H2SO4, HCl VE HCl-C2H5OH-H2O ortamlarındaki çözünme davranımı
Dissolution behaviour of karaçam lateritic nickel ore in H2SO4, HCl ve HCl-C2H5OH-H2O medias
ELİF UZUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL GİRGİN
- Karaçam lateritik nikel cevherinin sülfürik asit-hidrojen peroksit sistemindeki çözünme davranımı
Dissolutiton behaviour of Karaçam lateritic nickel ore in sulphuric acid-hydrogen peroxide system
ÇİSEM TUBA GÜRER
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL GİRGİN