Çinko klinkerinden değerli metallerin çözeltiye alınması ve çözeltiden kazanılması

Abstract

Kayseri Çinkom işletmesinde Waelz prosesi ile üretilen klinkerden H2SO4 asit liçi ile elde edilen çinko çözeltilerinden solvent ekstraksiyon ile çinkonun yanında bakır, nikel, kobalt ve kadmiyum'un CYANEX 272, LIX 984NC ve DEHPA organiklerini kullanarak seçimli olarak kazanılması araştırmaları bu tezin konusunu oluşturmaktadır.Öncelikle, Çinkom'dan gelen numunenin kimyasal ve minerolojik özellikleri belirlenmiştir. Alınan waelz numunesinin optimum liç çalışmaları için çeşitli deneyler yapılıp optimum koşullar belirlenmiştir. Optimum liç koşullarında, klinkerden solvent ekstraksiyon deneylerinde kullanılmak üzere 41,40 g/L çinko, 656 mg/L kadmiyum, 27 mg/L kobalt, 29 mg/L nikel, 42 mg/L bakır ve 124 mg/L demir içeren bir ana çözelti hazırlanmıştır. CYANEX 272, LIX 984NC ve DEHPA organiklerinin çinko, bakır, nikel, kobalt, kadmiyum, magnezyum, kalsiyum, indiyum ve demir metallerinin denge pH'ına bağlı olarak yükleme izotermleri sentetik çözeltiler kullanılarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında liç çözeltisinde bulunan yaklaşık 124 mg/L olan demir'in çözeltiden uzaklaştırılması gerektiği anlaşılmıştır. Demir uzaklaştırma işleminin optimum koşullarının belirlenmesi için hazırlanan liç çözeltisinin pH'ının NaOH ve CaO ilavesiyle ayarlanıp demir'in çöktürülmesi çalışmaları yapılmıştır. Optimum koşullarda hazırlanan ve demiri tamamen uzaklaştırılmış yeni ana çözeltiyle çeşitli akım şemaları geliştirilmiş ve sonuçlar ortaya konmuştur.Yüklü organikteki safsızlıkların giderilmesi için scrubbing çalışmları yapılmıştır. Sulu faz olarak saf yüksek derişimdeki çözelti kullanılmıştır. Scrubbing işlemini takiben safsızlıklardan giderilmiş olan yüklü organik sıyıra işlemine tabi tutulmuştur.Anahtar Kelimeler: Waelz klinker, Asit liçing, Cyanex 272, Lix 984NC, DEHPA, Çinko ekstraksiyonu

The topic of this thesis is the selective recovery of copper, nickel, cobalt and cadmium with zinc by using solvent extraction from zinc solution that was produced by H2SO4 leaching of Cinkom zinc clinkers. The clinkers are produced by waelz process in Kayseri Cinkom Zinc plant. After chemical and minerological charecterization of waelz samples taking from Cinkom, several experiments have been done to determine the optimum leaching conditions. At optimum leaching conditions, a pregnant stock leach solution, which contains 41,40 g/L zinc, 656 mg/L cadmium, 27 mg/L cobalt, 29 mg/L nickel, 42 mg/L copper ve 124 mg/L iron has been prepared to be used for the solvent extraction experiments. With respect to equilibrium pH values of zinc, copper, cobalt, cadmium, magnesium, calcium, indium and iron metals, charged isotherms have been described. As a result of experiments, it can be concluded that iron which is approximately 183 mg/l in the leach solution, should be removed from the solution. Therefore studies have been done to remove iron from the leach solution at optimum conditions via precipitating by adjusting the pH of leach solution with the addition of NaOH and CaO.Scrubbing studies was carried out in order to remove impurities from loaded organic phase. Aqouase solutions, which contain pure high metal concentration, were used for scrubbing experiments. After the scrubbing works, stripping experiments were carried out at 5/1 O/A ratio. Consequently, by using the stock solution prepared at leaching optimum conditions, flow diagrams have been accomplished for selective recovery of zinc, cadmium, cobalt, copper, nickel be solvent extraction and the results have been presented.Keywords: Waelz clinkers, asidic leach solutions, Cyanex 272, Lix 984NC, DEHPA, zinc extraction