Vanadyum ve nikelin atık kül ve kullanılmış endüstriyel katalizörlerden kazanımı
Recovery of vanadium and nickel from boiler ash and spent industral catalyst
Yazar: ASLIHAN TUBA ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. ATA UTKU AKÇIL
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Bölümü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Kimyasal işlem = Chemical treatment ; Liçing = Leaching ; Nikel = Nickel ; Vanadyum = Vanadium ; Çevre = Environment

Özet:
Çevresel sorunlar ve zararlı atıkların çevre ile olan etkileşimlerini azaltmaya yönelik çıkarılan yeni yasalar ilgili sektörlerdeki kuruluşların kendi zararlı atıkları için yeni tedbirler almalarını gerektirmektedir. Temel metalleri (V, Ni, Co, Mo, vb.) içeren bazı endüstriyel atıklardan metallerin kazanımı bu atıkların faydalı hale dönüştürülmesinde ekonomik bir çözüm olarak değerlendirilebilmektedir.Bu tez çalışmasında, atık kül ve kullanılmış katalizör numunelerinden V ve Ni metallerinin kazanılabilmesi için H2SO4 ya da NaOH liçi gibi iki farklı sürecin araştırılarak Ni ve V kazanımlarına yaptıkları etkilerin karşılaştırılması sonucunda laboratuar çapta hidrometalurjik bir süreç geliştirilmiştir. Reaktif konsantrasyonu (H2SO4, NaOH), liç sıcaklığı ve pulp konsantrasyonu gibi çeşitli faktörlerin Ni ve V kazanımına etkileri araştırılmıştır. H2O2 kullanımının kavurmaya alternatif olarak kullanılabilirliğinin araştırılması ve kavurma için uygun sıcaklığın belirlenebilmesi amacıyla H2O2 konsantrasyonu ve kavurma sıcaklığı faktörlerinin kazanıma olan etkileri de araştırılmış ve bu etkilerinin belirlenmesi için Yates işaretleme yöntemi ile ANOVA (Analysis of Variance) analitik yöntemi kullanılmıştır. Belirlenen hidrometalurjik süreç Super Pro Designer programı ile simule edilmiş, uygulanan ekonomik analiz verileri ışığında bu sürecin uygulanabilirliği tartışılmıştır. Kimyasal analiz sonuçlarına göre, katalizör numunesinde %3.5 V, %0.63 Ni ve %7.9 Fe; atık kül numunesinde ise %25 V, %13 Ni ve %14.6 Fe içerikleri tespit edilmiştir. H2SO4 ile yapılan deneyler sonucunda katalizör numunesinden max. %69 V ve %96 Ni, atık kül numunesinden ise %88 V ve %96 Ni kazanımları elde edilmiştir. NaOH ile yapılan deneyler sonucunda ise katalizör numunesinden max. %91 V, atık kül numunesinden ise %93 V ve %4.3 Ni kazanımları elde edilmiştir.

Abstract:
Increasing environmental concerns and the new obligations regarding the disposal of hazardous residues is forcing companies that are in related sectors to take new precautions for their own hazardous wastes. Recycling of some industrial waste containing base metals (such as V, Ni, Co, Mo etc.) is estimated as an economical opportunity in the exploitation of these wastes.In this thesis research for recovering V and Ni from spent catalyst and boiler ash residues; a hydrometallurgical process is developed as a result of comparement between 2 different leaching methods (H2SO4, NaOH) with calculating the effects of these methods on V and Ni recovery. The effects of concentration of reactors (H2SO4 or NaOH), leaching temperature and pulp concentration to the V and Ni recovery are determined. As H2O2 is considered as an alternate to the roasting process and to determine the effect of roasting, the roasting temperature and H2O2 concentration are studied and to determine the effects of all these factors to the Ni and V recovery, Yates notation and Analysis of Variance (ANOVA) methods are used. Selected hydrometallurgical process is simulated by using Super Pro Designer and under the light of economic analysis this process?s applicability is deliberated. Chemical analysis showed that catalyst was included 3.5% V, 0.63% Ni ve 7.9% Fe while boiler ash was included 25% V, 13% Ni ve 14.6% Fe. As a result of leaching with H2SO4 max. %69 V and %96 Ni recovered from catalyst and %88 V and %96 Ni were recovered from boiler ash. After leaching with NaOH, max. %91 V is recovered from catalyst and %93 V and %4.3 Ni were recovered from boiler ash.