Zenginleştirilmiş çinko cevherinden çinko oksit üretimi için yeni bir metodun tasarımı
The design of a new method for zinc oxide production from enriched zinc ore
Yazar: SİBEL GÜRSES AKÇALI
Danışman: PROF.DR. SELAHATTİN GÜLTEKİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1999
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Çinko = Zinc ; Çinko oksit = Zinc oxide ; Üretim = Production ; Üretim yöntemleri = Production methods

Özet:
ÖZET Türkiye' de Zn üretimi %22 oranında Zn içeren Hidrozinkit (ZnCC>3.Zn(OH)2 cevherinden yapılmaktadır. Cevher, Kayseri yakınlarından çıkarılmakta ve döner firmlarda kireç taşı ve kok ile karıştırılarak, gerçekleşen reaksiyonlar sonucu %60-65 Zn içeren, Kalsin adı verilen zenginleştirilmiş cevher haline getirilmektedir. Bu prosesi, Kayseri' de bulunan ÇÎNKUR firması gerçekleştirmektedir. Burada, Kalsin, H2SO4 çözeltisinde kontrollü olarak çözündürülerek ZnSO* çözeltisi elde edilmekte, daha sonra, bu çözeltiden elektroliz yoluyla metalik saf Zn alınmaktadır. Elektroliz hücresinde, Zn metali katotlarda toplanmakta ve toplanan Zn, eritilerek kalıplanmak sureti ile elektrolitik külçe Zn haline getirilmektedir. Üretilen bu külçelerin saflığı %99.995 Zn' dur. Yeni bir üretim yöntemi tasarlanması amacı ile yapılan çalışmada, satın alman %60-65 Zn' luk Kalsin' in, belli bir miktar kok kömürü ile karıştırılıp, C(k)+İ02(g)^ CO(g) (1) ZnO(k) + CO(g)«± Zn(s) + C02(g) (2) reaksiyonuna göre hafifçe eğimli bir indirgeme fırınında eritilerek, içerdiği Zn' nun, fırının altından likit Zn olarak alınması üzerinde çalışılmıştır. Yapılması tasarlanan bu işlemlerle, ÇÎNKUR' un uyguladığı ZnSÜ4 çözeltisi elde etme ve elektroliz aşamaları ortadan kaldırılabilecektir. Zn' nun erime noktası 420 °C civarında olduğu için, ikinci reaksiyondaki likit Zn, cürufun altından kontrollü olarak alınabilir. Fakat doğal olarak, Kalsin' de bulunan PbO de indirgenip, Zn ile birlikte Pb da likide karışacaktır. Bunun engellenmesi için; ele geçen likide basit bir destilasyon işlemi uygulanması yeterli olacaktır. Pb ve Zn' nun kaynama noktalarının çok farklı olması sebebiyle, erimiş Zn ile birlikte bulunan Pb saf dışı bırakılarak, yaklaşık %98-99 saflıkta Zn metali elde edilebilecektir. Tasarlanan yeni yöntemle, elde edilen Zn, elektroliz yolu ile elde edilenden daha ucuza mal edilebileceği gibi, üretilen Zn hammadde olarak kullanılarak rutin yollarla ZnO üretimi yapılabilecektir. Bu sayede, Türkiye'de geniş piyasası bulunan ve boya, seramik, lastik, cam, ilaç, kozmetik gibi sanayilerde ve ziraatta kullanılan ZnO' in maliyeti, önemli ölçüde ucuzlamış olacaktır. vm

Abstract:
ABSTRACT The Zn production in Turkey is carried out by the Hydrozincite ( ZnC03.Zn(OH)2) ore which contains 22% Zn. This ore which is digged out near Kayseri is being mixed with lime stone and coke in a rotary furnace and as a result of the reactions, an enriched mixture called "Calcine" is obtained which contains 60-65% Zn. This process is carried out by the firm "ÇÎNKUR" in Kayseri, where then Calcine is being dissolved in H2SO4 in a controlled manner, and then the solution of ZnSC>4 is electrolyzed where Zn is deposited on cathode. Then collected Zn is melted to obtain ingot Zn. The purity of these ingots are 99.995% Zn. In this study, it is aimed to design a new method to obtain ingot Zn in a cheaper way starting from Calcine. Calcine will be bought from ÇİNKUR, and then this will be mixed with certain proportion with coke in a tilted furnace where the following reaction will take place: C(k) + i02(g) £ CO(g) (1) ZnO(k) + CO(g)