Galvaniz tesislerinde oluşan sıvı atıkların metalurjik olarak değerlendirilmesi

Abstract

GALVANİZ TESİSLERİNDE OLUŞAN SIVI ATIKLARIN METALURJIK OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ ÖZET Bu tez çalışmasında sıcak daldırma metoduyla galvanizlerine yapan bir tesisten alınan atık pickling çözeltisinin metalurjik değerlendirilmesine yönelik deneysel çalışmalar yapılmıştır. Deneylerde 110-145 g/l demir, 130-180 g/l çinko, 5-10 g/l hidroklorik asit ve ppm mertebesinde Cu, Ni, Pb Cd, Cr, Mn gibi ağır metal iyonları içeren ve pH değeri 0.72 olan bir çözelti kullanılmıştır. Bu çözeltinin değerlendirilmesinde uygulanan yöntem; götit çöktürme, çinko karbonat çöktürme, çökeleklerin kullanılabilir ürünler haline getirilmesi ve nihai çözeltinin deşarj edilmesi kademelerinden oluşmuştur. Yapılan deneylerde bu yöntem kademelerini optimize edecek parametreler incelenmiştir. Yapılan analizlere göre çözeltideki demirin yaklaşık %90'ı Fe2+ iyonu halindedir. Çözeltideki demirin tamamı oda sıcaklığında, gerekli miktarın 1.8 katı H202 ilavesiyle, 800 dev.dak`1 karıştırma hızında ve 10 dakika gibi kısa bir sürede Fe3`1` iyonlanna oksitlenebilmektedir. Oksidasyon sırasında Pt-SCE elektrot çifti ile ölçülen potansiyel 0.72 V'tur ve bu potansiyel değeri %100 oksidasyona karşılık gelmektedir. Oksidasyondan sonra pH değerinin NaOH ile 2.5'e sürekli nötralizasyonu ile yine oda sıcaklığında demirin tamamıyla p-götit olarak çöktürülebilmesi için 800 dev.dak`1 karıştırma hızında, 10-15 dakikalık süre yetmektedir. Dolayısıyla çözeltideki demirin tamamıyla giderilmesi için gerekli toplam süre 20-25 dakikadır. Oluşturulan götit çökeleğindeki absorblanan çinko miktan, tespit edilen optimum şartlarda %0.4 değeri olan en düşük seviyede kalmaktadır. San renkli p-götit 250°C sıcaklıkta dehidrate edildiği zaman kırmızı renkli a-Fe203'e dönüştürülmektedir. Her iki ürün de pigment olarak kullanılabilecek karakterdedir. Demiri giderilmiş çözeltiden çinkonun gerekli miktann 2.5 katı Na2C03 ilavesiyle 60°C'de ve 3 saat süre içinde 600 dev.dak`1,lık bir karıştırma hızında tamamıyla çöktürülebileceği tespit edilmiştir. Çöktürülen ürün ZnCXVtir ve bu ürünün 300°C'de 30 dakika süre ile kalsine edilmesiyle oldukça saf bir ZnO elde edilebilmektedir. Demir ve çinko giderme işlemlerinden çıkan çözelti pH değeri 8-8.5 olan ve ppm olarak 2.94 Cu, 2.08 Co, 2.84 Ni, 3.44 Pb, 0.34 Cd, 0.44 Cr, 0.50 Mn, 1.32 Fe, 1.18 Zn, 2.7 Ca, 0.36 (S04)` ve de 200-250 g/l NaCI içeren bir çözeltidir. Bu çözeltinin içerdiği NaCl'ün tuz veya kimyasallar olarak değerlendirilmesi gerekmektedir. vıı

METALLURGICAL EVALUATION OF PICKLE LIQUOR WASTES CONSTITUTED IN GALVANIZING PLANTS SUMMARY In this study, treatment of waste pickling liquor which was taken from hot dip galvanizing process was investigated. In experiments, solution which contains 110-145 g/l of iron, 130-180 g/l of zinc, 5-10 g/l of hydrochloric acid and heavy element ions such as copper, nickel, lead, cadmium, chromium and manganese. pH value for this solution is 0.72. Steps of the process that was used for the treatment of this solution are goethite precipitation, zinc carbonate precipitation, production of useful products from precipitates and decharging of final solution. In experiments, optimal parameters of these process steps was investigated. According to the analysis, 90% of iron is in Fe2+ form. All of iron can be oxidized to Fe3+ by the addition of stochiometrically 1.8 times of H202, stirring rate of 800 rpm during 10 seconds of reaction time at the room temperature. Potential of the oxidation reaction which was measurad by the Pt-SCE electrode couple was 0.72 V during oxidation and this value is equivalent of the 100% of oxidation. After the oxidation, by the NaOH neutrallization to the pH degree of 2.5, stirring rate of 800 rpm, 10-15 seconds of reaction time can be sufficient for the complete precipitation of the iron to the goethite at the room temperature. Consequently requirred total time for the complete precipitation of the iron is 20-25 seconds. Absorbtion rate of zinc by the goethite precipitate is 0.4% for the optimal goethite precipitation conditions. Yellow colored p-goethite was converted to the <x-Fe203 by the dehidratation of 250°C reaction temperature. Both product that has a characteristic properties can be used as pigment. From the iron eliminated solution, it was established that zinc can be precipitated completely by the addition of stochiometrically 2.5 times of Na2C03, by 3 hrs of reaction time and stirring rate of 600 rpm at 60°C. Precipitated product is ZnC03 and quite pure ZnO can be produced by the calcination of this product during reaction time of 0.5 hrs at 300°C. After the iron and zinc precipitation processes pH value of the remaining solution was measured as 8-8.5 and this solution consists of 2.94 ppm of Cu, 2.08 ppm of Co, 2.84 ppm of Ni, 3.44 ppm of Pb, 0.34 ppm of Cd, 0.44 ppm of Cr, 0.50 ppm of Mn, 1.32 ppm of Fe, 1.18 ppm of Zn, 2.7 ppm of Ca, 0.36 ppm of (S04)` ve de 200-250 g/l NaCI. This content of NaCI must be evaluated as salt or chemical component. VIII