Atık/kullanılmış çinko-karbo ve alaki pillerden çinko ve managnın geri kazanılması

Abstract

Bu tezde, kullanılmış atık çinko-karbon ve alkali pillerden çinko ve manganın hidrometalurjik yöntemle geri kazanılması uzerinde calışmalar yürütülmüstür. Çalısmanın literature bölümlerinde; atık pillerin geri dönüştürülmesiyle ilgili gelişmiş ülkelere ait bazı sayısal veriler, pil türleri, pillerin sınıflandırma işlemleri, tasınabilir pillerin ve atıklarının kullanımında dikkat edilecek hususlar ve pillerin geri kazanılmasıyla ilgili günümüzde uygulanan prosesler hakkında bilgi verilmektedir. Deneysel çalışmaların ilk bölümünde cevher hazırlama teknikleriyle kullanılmış atık çinko-karbon ve alkali pillerin demontaj işlemi gerceklestirilmiştir. Elde edilmiş pil tozu; kağit, demir, plastik vs. gibi kısımlarından ayrılmıstır. Daha sonra bu pil tozu 15 ve 30 dakika bilyalı değirmende ögütülerek lazer difraksiyonu makinasıyla elek analizi yapılmıştır. Uygun olan parça boyutu belirlendikten sonra numunenin tamamı bilyalı değirmende ögütülmüstür. Ögütülmüş olan 6 kg. numune riffle'dan geçirilmiştir. Daha sonra bu numunelere konileme-dörtleme yöntemi uygulanarak hidrometalurjik işlemler için 10 g. lik numuneler hazırlanmıştır. Hazırlanan bu numuneler, deneysel calışmanın ikinci bölümünde yer alan su ile dogal liç işleminde kullanılmıştır. Doğal liç işlemi için uygun parametreler belirlendikten sonra sülfürik asit liç işlemiyle farklı parametreler kullanarak çalışmalar yapılmıştır. Kullanılan asidin çinko ve manganın çözünmesi üzerindeki etkileri araştırılmıstır. Deneysel calışmalarda çinkonun çözünme işleminin sülfürik asit ile kolay gerçekleştiği fakat manganın çözünmesinin sülfürik asitle tek aşamada mümkün olmadığı görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Atık pil, çinko-karbon pil, alkali pil, geri kazanım, liç, oksalik asit, hidrometalurji, çinko, mangan

In this study, recovery of zinc and manganese from used zinc-carbon and alkaline battery powder mixtures were studied using a hydrometallurgical process. In the literature section of the study, some values related to recovery of used batteries at developed countries, portable battery types, sorting process, precautions for portable batteries, their waste while using them and current battery recovery/recycle processes were given in the introduction part. In the first part of the experiment studies, batteries were dismantled using mineral processing techniques to obtain powder samples. The battery powders were ground using a ball mill for 15 and 30 minutes and their particle size distrubition were analysed by particle size analyzer. After determination of suitable particle size, all of the samples were ground by ball milling. Ground samples were separated into small representative sizes by a John Riffle. Then, the samples were reduced up to 10 g. by applying coning and quartering for hydrometallurgical tests. Prepared samples were used in natural leaching step by water, which was a part of hydrometallurgical flowsheet. After test conditions were determined for natural leaching, acid leaching step was carried out at different operating parameters. Effects of acid concentration, mixing speed in rpm etc. were investigated on manganese and zinc dissolution. Experiments pointed out that all of zinc was dissolved completely with sulphuric acid, however, it was not possible to dissolve all of manganese with sulphuric acid alone.Key words: spent battery, zinc-carbon battery, alkaline battery, recovery, leach, oxalic acid, hydrometallurgy, zinc, manganese