Elektronik atıklardan metallerin fiziksel ve hidrometalurjik yöntemlerle geri kazanımı
Recovery of metals from electronic wastes using physical separation and hydrometallurgical methods
Yazar: ERSİN YENER YAZICI
Danışman: DOÇ. DR. HACI DEVECİ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık yönetimi = Waste management ; Ağır ortam = Heavy media ; Baz metaller = Base metals ; Kıymetli madenler = Precious metals ; Liçing = Leaching ; Manyetik ayırma = Magnetic separation ; Yeniden kazanma = Recycling ; Çevre = Environment

Özet:
Bu tez kapsamında, önemli miktarda temel/değerli metal içeren atık baskılı devre kartlarının (ABDK) karakterizasyonu ve metallerin, fiziksel ve hidrometalurjik yöntemlerle geri kazanımı araştırılmıştır. ABDK'ların, zararlı atık konumunda olduğu ve içerdiği özellikle kurşun gibi ağır metaller nedeniyle su kirliliğine sebep olabileceği belirlenmiştir. Fiziksel ayırma testlerinde (ağır ortam, manyetik ve elektrostatik ayırma), nispeten yüksek metal kazanımlarına karşın, özellikle değerli metal kayıplarının yüksek olduğu bulunmuştur. Ağır ortam testleri, metallerin 1-1,4 mm'nin altında büyük ölçüde serbestleştiğini (?%97 Cu) göstermiştir. Fiziksel ayırma işlemlerinde, ince tane boyutlarında (<75-106 ? m) ayırma etkinliğinin önemli oranda azaldığı gözlenmiştir. ABDK'lardan metallerin kazanımı için sülfat (oksitleyici olarak H2O2 veya Fe3+) ve klorür (oksitleyici olarak Cu2+ veya H2O2) esaslı liç sistemleri irdelenmiştir. Peroksit katkılı sülfat liçi ile bakır, değerli metallerden (Au, Ag ve Pd) seçimli olarak, yüksek verimlerle (>%99) kazanılmıştır. Katkı maddelerinin (etilen glikol ve polikarboksilat esaslı karışım) ilavesi ile hidrojen peroksit sarfiyatında 1,2-9 kat azalma ve bakır kazanımında da %34'e varan artış sağlanmıştır. Klorür ortamında, yüksek metal kazanımları için Cu2+'nin hava/oksijen ilavesi ile yerinde üretilmesi gerektiği bulunmuştur. Hava/oksijen varlığında (1 L/dk) bakır kazanımında %67, gümüş ve paladyum kazanımında da %72-81 artış sağlanmıştır. Klorür liçinde, yüksek altın kazanımı için H2O2 ilavesinin gerekli olduğu belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Atık elektrikli ve elektronik eşyalar, atık devre kartları, manyetik ayırma, elektrostatik ayırma, hidrometalurji, liç, geri kazanım

Abstract:
In this thesis, the characterisation of waste printed circuit boards (WPCBs) with a high base/precious metal content and their treatment by physical and hydrometallurgical methods for the recovery of contained metals was investigated. WPCBs were found to be hazardous waste in that they may cause water pollution due to their heavy metal content, Pb in particular. In the heavy media, magnetic and electrostatic separation tests, high recoveries for metals were obtained at the expense of relatively high copper and precious metal losses. Heavy media tests indicated the extensive liberation of metals (?97% Cu) at <1-1.4 mm. In the physical separation processes, separation efficiency was observed to decrease remarkably at <75-106 ? m. Sulphate (H2O2 or Fe3+ as oxidants) and chloride (Cu2+ or H2O2 as oxidants) leaching systems were investigated for the extraction of metals from WPCBs. In the peroxide assisted sulphate leaching tests, copper was selectively extracted over precious metals (Au, Ag and Pd) from WPCBs at high recoveries (>99%). The additives (ethylene glycol and polycarboxylate mixture) were determined to reduce the peroxide consumption by 1,2-9 fold and increase the extraction of copper by up to 34%. In the chloride media, the in-situ regeneration of Cu2+ by air/oxygen was required to achieve high metal recoveries. In the presence of air/oxygen (1 L/min) the extraction of copper and silver/palladium increased by 67% and 72-81% respectively. The addition of H2O2 was necessary for high gold extractions in the chloride leaching.Key Words: Waste electrical and electronic equipments, waste circuit boards, magnetic separation, electrostatic separation, hydrometallurgy, leaching, recycling