Düşük ve yüksek tenörlü çinko içeren atık ve cevherlerden katodik külçe çinko üretimi
Cathodic ingot zinc production from low and high grade zinc containing waste and ore
- Tez No: 1000313
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜNSAL AÇIKEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Kimya Mühendisliği, Maden Mühendisliği ve Madencilik, Metallurgical Engineering, Chemical Engineering, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Atık arıtma, Hidrometalurji, Kimyasal arıtma, Kimyasal çözeltiler, Liç artığı, Liç çözeltisi, Liçing, Pirometalurji, Sülfürik asit çözeltileri, Waste treatment, Hydrometallurgy, Chemical treatment, Chemical solution, Leach residue, Leach solutions, Leaching, Pyrometallurgy, Sulfuric acid solutions
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında gün geçtikçe değer kazanan ve hammadde kaynakları sürekli azalan veya değişen çinko metalinin farklı hammaddelerden ve yöntemlerle üretilmesi incelenmiştir. Artan çinko ve maden fiyatları sebebiyle düşük çinko içerikli hammadde ve atıkların kullanımı ve geri-dönüşümü gittikçe popülerleşmiştir. Benzer çalışmalar geçmişte yapılmasına rağmen, bu çalışmanın ışığında daha önce yapılmamış olan fabrika boyutunda büyük ölçekte üretim çalışmaları denenmiştir. Hammadde olarak %10-12 ve %65-75 Zn içerikli hammaddeler ayrı olarak veya karışımları kullanılarak 0,8-2,5 pH aralığında çözümlendirme işlemleri uıygulanmış ve sonrasında arıtma işlemleri yapılarak elektrolitik çinko çözeltisi üretilmiştir. Tüm hammaddeler Kayseri Çinkom A.Ş.'den tedarik edilmiştir. Çalışmalar başarılı olmuş ve başlangıçta yaklaşık olarak 20 ton /gün kapasite olarak çinko külçeleri üretilmiştir. Çalışmada 3 farklı hammadde kullanılmıştır. Bunlardan birincisi yaklaşık %11 Zn içeren Çinkur liç işlemi sonrası atık olarak çıkan çinko sülfat artık bileşiğidir. Düşük Zn içeren ikinci hammadde yine ortalama %11 Zn içeren çinko karbonat cevheridir. Üçüncü hammadde ise %65-75 oranında yüksek Zn içeren çinko kalsinesidir. Çözümlendirme (liç) işlemi için sülfürik asit kullanılırken, pH'ın yükseltilmesi amacı için %30 (a/a) kireç çözeltisi kullanılmıştır. Çözeltide bulunan Fe+2 iyonlarının Fe+3 iyonları olarak yükseltilmesi için H2O2 ve KMnO4 yükseltgenlerinden faydalanılmıştır. Liç işlemi sonucu elde edilen çözelti özelliklerinden yola çıkılarak; optimum pH aralığı, sıcaklık, katı/sıvı (pulp) oranı ve çözünme süreleri bulunmuştur. Liç artığındaki çözünebilir çinkonun çözümlendirilmesi için optimum şartlar; 400 g katı/L çözelti pulp oranında 25-40 oC sıcaklık, pH=2-2,5 aralığı ve reaksiyon süresi 2 saat olarak bulundu. İkinci hammadde olan karbonatlı cevher için bu değerler katı/sıvı pulp oranı = 400 g katı/L çözelti, sıcaklık=70-75oC, pH=1,2-1,5 ve reaksiyon süresi= 2 saat olarak bulundu. Kalsine içinse optimum çözündürme şartları 200 g katı/L çözelti pulp oranında 75 oC sıcaklık, pH=1,5-1,8 aralığı ve reaksiyon süresi 4-6 saat olarak bulundu. Özellikle pH değerlerinin bu aralıkların dışına çıkması ve pulp oranının artması ciddi verim düşmelerine yol açmaktadır. Yine çözünmemiş çinko kaçaklarını minimuma düşürmek için liç işlemi sonrası katı kekin tekrar yıkanması gerekmektedir. Bu çalışmaların sonucunda Çinkur Fabrikasında (şimdiki ismi Çinkom A.Ş.) yığın üretime geçilerek bu hammaddelerden ve karışımlarından 20-80 ton/gün arasında külçe çinko üretimi yapılabilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis examines the production of zinc metal, which is gaining value day by day and whose raw material sources are constantly decreasing or changing, from different raw materials and methods. Due to the increasing zinc and mineral prices, the use and recycling of raw materials and wastes with low zinc content has become increasingly popular. Although similar studies have been conducted in the past, this study has led to attempts at large-scale, factory-level production, which have not been done before. With raw materials containing 10-12% and 65-75% Zn as raw materials, separately or using a mixture of these, resolution processes were carried out in the pH range of 0.8-2.5, and then electrolytic zinc solution was obtained by purification processes. All raw materials were supplied from Çinkom A.Ş./ Kayseri. The studies were successful, and initially, zinc ingots were produced at a capacity of approximately 20 tons/day. Three different raw materials were used in the study. The first of these is zinc sulfate residue, which is a byproduct of the zinc leaching process and contains approximately 11% Zn. The second raw material with low Zn content is zinc carbonate ore, which also contains an average of 11% Zn. The third raw material is zinc calcined, which contains a high percentage of Zn, 65-75%. While sulfuric acid was used for the leaching process and 30% (w/w) lime solution was used to raise the pH. H2O2 and KMnO4 oxidants were used to increase the Fe+2 ions in the solution to Fe+3 ions. Based on the solution properties obtained as a result of the leaching process; optimum pH range, temperature, solid/liquid ratio and dissolution times were found. Optimum dissolution conditions for calcine are found to be 75 oC temperature, pH=1.5-1.8 and reaction time 4-6 hours at 200 g solids/L solution pulp ratio, while optimum conditions for dissolving soluble zinc in leach residue are; At 400 g solids/L solution pulp ratio, 25-40 oC temperature, pH=2-2.5 range and reaction time of 2 hours and for carbonate ore these values are solid/liquid (pulp) ratio = 400 g solid/L solution, temperature= 70-75 oC, pH=1.2-1.5, reaction time=2 hours. In particular, pH values deviating from these ranges and an increase in the pulp ratio lead to significant yield reductions. Furthermore, to minimize undissolved zinc leakage, the solid cake needs to be washed again after the leaching process. As a result of these studies, the Çinkur Factory (now Çinkom A.Ş.) has started mass production, enabling the production of 20-80 tons/day of zinc ingots from these raw materials and their mixtures.
Benzer Tezler
- Kolon flotasyonu performansının seçimlilik problemi olan bir cevherde incelenmesi
Investigation of column flotation performance on an ore having selectivity problem
BAHADIR AKSANI
Doktora
Türkçe
1997
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİM DEMİREL
- Effect of aeration and SO2 in the flotation of Harköy low grade complex copper ore
Başlık çevirisi yok
EMİN ULU
Yüksek Lisans
İngilizce
1989
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF. DR. GÜLHAN ÖZBAYOĞLU
- Koyulhisar bakır-çinko kurşun kompleks cevherinin zenginleştirilmesi araştırmaları
Başlık çevirisi yok
HİKMET SEZENER
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Maden Mühendisliği ve MadencilikCumhuriyet ÜniversitesiDOÇ.DR. MEHMET CANBAZOĞLU
- Demir yüksek fırını baca çamuru tozlarından iyonik sıvılarla çinko metalinin uzaklaştırılması
Removal of ionic liquids and zinc ores from the dust of the mud of iron blast furnace pipe
MEHMET DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Maden Mühendisliği ve MadencilikSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVZAT ASLAN
- Hematit karakterli demir cevherinden ve yüksek fırın baca tozundan sünger demir üretilebilirliğinin araştırılması
Investigation of hematite iron ores and blast furnace dusts's availability in the sponge iron production
GÖKHAN DOĞANTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAYRETTİN AHLATCI