Elektrolikit bakır çözeltisinin değerlendirmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada kullanılan elektrolitik bakır çözel tisi » daha. önce `Ergani bakır işletmelerinden` temin edilen rafine bakırın laboratuvar ımı zda elektrolizi sonucu elde edilmiştir. Bu işlem süresince bazı elementler elektrolite geçerken bir kısım elementler de anot çamuruna geçmektedir. Elektrolite geçen elementler Bi-3, Cd-2, Sb*3, As*3., Ni-2, Co-2, Fe-2 gibi iyonları oluşturmaktadı r. Laboratuvar çalışmalarında kullanılan elektrolitik bakır çözeltisinin bir litresinde Cu*2=7.85 g, Ni-2=3.97 g, Fe-2=1.89 g, Zn-2=0.73 g, Co-2=5. 17. lO-2 g, Bi-3=4.8. 10~3 g ve Cd-2=6.6. 10-* g olarak bulunmuş, çözeltinin pH'ıda 0.45 olarak ölçülmüştür. Bu çözelti, ilk önce bakırın ayrılması için Pt elektrotlar kullanarak 2.95 voltluk sabit potansiyel altında yaklaşık 0.4 amperlik bir akımla elektrolize tabi tutulmuştur. Elektroliz süresince katotda toplanan bakır çeşitli zaman aralıklarında HN03 ile çözülüp analizi yapıldığında bakırdan başka elementin bulunmadığı saptanmıştır. Bu işleme katotda bakır toplanmayıncaya kadar devam edilmiştir. Bundan sonra ele geçen çözeltiden H^S geçirilerek eser miktarda geriye kalan Cu-2 ve diğer katyonlardan Cd-2, Bi-3, As-3 ve Sb-3 gibi katyonların sülfürleri şeklinde çöktürülmesine çalışılmış ve çözeltinin.analizi yapıldığında bu elementlerin tamamen çözeltiden ayrıldığı saptanmıştır. Daha sonra bu çözelti ısıtılarak çözücü buharlaştırılmış ve 110oC de 24 saat süreyle kurutulmuştur. Geriye kalan katı atık içinde sülfat bileşikleri şeklinde bulunan elementlerden Ni s 7.8.59, Fe: %2.i.2ns '/.I. 15, Co: y.6.57. 10-2 olduğu saptanmıştır. Bu katı numune 90 mesh7 e öğütülerek 550* C, 600* C, 650* C, 700* C, 750* C ve 800* C de çeşitli sürelerde kavurma işlemine tabı tutuldu. Sülfatlar içeren çökelek 600* C de 1 saat süreyle kavrularak demir sülfatın, Fe^Os'e dönüşerek ayrılması sağlandı. Ortamda NiSO*, CoSCU ve ZnSCU kaldı. Bu çökelekten yaklaşık 20 g alınarak 20 mi su da çözüldü ve bu çözelti ısıtılarak süzüldü. Süzüntü 10 mi su ile yıkandı. 30 mi süzüntü 15 mi çözelti kalıncaya kadar buhar 1 aş tın İdi ve yavaş yavaş soğumaya bırakıldı. Çökeleğin analizi yapıldığında nikelin yanında çinkonun ve kobaltın çökeleğe geçmediği saptandı. Daha sonra 15 mi lik çözelti 5 mi saf suyla. 20 mi 'ye getirilip tekrar buharlaştırmaya tabi tutuldu. 10 mi kalıncaya kadar buharlaştırı İdi ve yine çökeleğin analizi yapıldığında nikelin yanında çinko ve kobaltın çökmedigi saptandı. Çökelek 5 mi saf suyla yıkanıp 15 mi lik çözelti 7,5 mi kalıncaya kadar buharlaştırı İdi.Çökelek analizi yapıldığında ortama çinkonun da geçtiği anlaşıldı. Bu sebepten dolayı kristal lendirmeye son verildi. Nikelin kristal lendirme sonucu %86,2:'sinin ortamdan ayrıldığı saptandı. Ayrıca sülfürler halinde bulunan CuS, CdS, BiaSs, As2Ss ve SbsîSîs'ün HNOs'de çözünüp analizi yapıldığında Bis %7.8, Cds 7.0.42 Sbs %4.1,_ Cus %0.7 olarak bulunmuştur. Bundan sonra sülfür lü bileşiklerde bizmut ve kadmiyumun ayrılması için ilk önce örnekten yaklaşık 0.2 g alıp değişik konsantrasyonlarda Na2S çözelti ler iyle 50* C ve 1 saat süreyle ekstrakte edildi. Burada Sb`1`3 ile As*3:,ün en çok çözeltiye geçipBi*3 ile Cd*ffl:,nin en az çözeltiye geçtiği koşullar belirlendi. Bu. çalışmadan sonra az bir miktarda olsa bizmut ve kadmiyum çözeltiye geçtiği için daha değişik bir yöntem denendi. Bunun için örnek numune 600° C de 3 saat süreyle kavruldu» Kavrulan numune çözünür leştir i 1 ip çözeltiye alınarak analizi yapıldığında çökelekdeki bakırın CuSGU halinde çözeltiye geçtiği bizmut ve kadmiyumun oksitleri halinde çökelekte kaldığı, arsenik ve antimonun ise uçarak ortamdan ayrıldığı analizler sonucu anlaşıldı. Bu çökelek (Bİ2O3 ve CdO içeren) çeşitli konsantrasyonlardan HaSCU ile 50° C de 1 saat süreyle ekstrakte edildi. Elde edilen karışım süzüldü ve süzüntü analizi yapıldı. Farklı ağırlıklarda alınan örnekler, 0,3 M sülfürik asit ile yine 50° C de 1 saat süreyle ekstrakte edildi. Daha sonra 0.2 g maddenin 0.3 M ve 0.5 M sülfürik asitli ortamda Cd?nin %95, yasinin CdSCU halinde çözeltiye geçtiği bizmutun ise %3.2 oranında çözeltiye geçtiği analiz sonucu anlaşıldı. Bizmutun çözünürlüğünü azaltmak ve varsa çökelekteki CdS'ün çözünürlüğünü artırmak için ortama. Hs0a ilave edildiğinde kadmiyumun 7.96.87 'sinin çözeltiye geçtiği bizmutun ancak 7.0. 4 'ün geçtiği saptandı. Böylece elektrolitik bakır çözel tisindeki kadmiyumun CdSCU halinde çözeltiye alınırken bizmut BiaeOs halinde çökelekte kaldığı saptandı.