Atık rodyum kaplama çözeltilerinden rodyum geri kazanımı

Abstract

Rodyum kaplama çözeltisi veya teknik tabiriyle rodaj; yüzük, küpe, bileklik ve kolye gibi çeşitli takı ürünlerinin kaplanmasında kullanılmaktadır. Ticari bir ürün olan rodaj; içerisinde 10-20 g/L rodyum metali ihtiva etmekte olup litrede 2g olacak şekilde seyreltilerek kullanılmaktadır. Bu banyolar, genellikle sülfat bazlı [Rh2(SO4)3] banyolardır.Gerçekleştirilen bu tez çalışmasında; rodyum iyonlarını içeren atık durumundaki çözeltilerden rodyum metalinin %100'e varan verimlerle en uygun parametreler seçilerek, çevre dostu, ucuz, basit ve endüstriyel uygulamalarda yer alabilecek şekilde geri kazanılması, saflaştırılması ve katma değerli ürün üretimi için gerekli ana hammadde üretimi amaçlanmaktadır. Sülfat iyonları ile kompleks halde bulunan rodyum çözeltilerinden metalik rodyum geri kazanımı için sodyum bor hidrür ve etil alkol kullanılmıştır. Geri kazanım deneylerinde, kimyasal miktarı, reaksiyon süresi ve sıcaklık deney parametreleri olarak incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda Rh ihtiva eden kaplama banyo çözeltilerinden değerli Rh metali kimyasal çöktürme yoluyla %99+ safiyetinde rodyum siyahı elde edilmiştir. Elde edilen bu ürün rafinasyon işlemini müteakip Rh sülfat banyolarının hazırlanmasında kullanılabilir. Yukarıda belirtilen indirgeyici ajanlar vasıtasıyla rodyum metalinin geri kazanımı ile ilgili literatürde çeşitli bilgiler bulunmasına rağmen çöktürme şartları hakkında yeterli bilgi bulunmamaktadır. Gerçekleştirilen bu tez çalışması çerçevesinde rodyum kimyası hakkında eksik veya bilinmeyen hususları aydınlatmak suretiyle bilim dünyasına katkıda bulunmak ve ülkemize katma değer sağlayacak ürün üretimi hedeflenmektedir.

Rhodium plating solutions are employed in the plating of jewelry items such as ring, earring, wristband, pendant, etc. Rhodium plating solutions, a commercially available product, contain 10-20 g/L rhodium metal, prior to usage they are diluted to 2 g per liter. These plating solutions are generally sulfate based baths. In this thesis study, it has been investigated to recover rhodium with almost 100% efficiency from spent rhodium plating solutions using best combination of parameters, in an environmentally friendly and inexpensive way and subsequently to purify it and finally to produce highly added value product which can be directly employed in various industrial applications. In order to recover rhodium which is complexed with sulfate ions present in the solution: sodium borohydride and ethanol have been employed. For the recovery experiments, the amount of reagents, reaction time and temperature have been selected as variable reaction parameters. The experimental results have demonstrated that it is possible to recover the valuable Rh metal from Rh-containing plating baths. A fine Rh black powder has been produced using chemical agents. The purity level of the produced metal is above 99 %. The product may be used for the preparation of fresh Rh sulfate plating solutions, after a simple refining procedure. It may then be re-used to plate items for decorative purposes.Even though there are some reports on rhodium recovery via reducing agents in the scientific literature, conditions regarding its precipitation are not explained in these reports. The main goal of this thesis work, besides contribution to scientific literature by investigating rhodium chemistry in detail, has been to produce value added product.