E-atıklardan ve lityum pil atıklarından kritik metallerin kazanımı
Recovery of critical metals from e-waste and lithium battery waste
Yazar: İSMAİL AĞCASULU
Danışman: PROF. DR. ATA UTKU AKÇIL
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Sürekli yenilenen ve gelişen teknoloji, elektrikli ve elektronik ürünlerin yaşam
döngülerini olukça kısaltmıştır. Aynı zamanda, hızlı pazar gelişimi ve planlı eskime,
insanların daha yüksek gereksinimlere sahip olmasına ve elektronik aygıt için daha
fazla talepte bulunmasına sebep olmuştur. Bunun sonucunda çok fazla miktarda atık
elektrikli ve elektronik ürün ortaya çıkmıştır. Bu ürünlerin üretilmesinde ihtiyaç
duyulan kaynakların sınırlı olması ve değişen arz talep dengeleri ile kimi zaman
tedarik kimi zaman da fiyat dalgalanmaları sebebi ile alternatif hammadde kaynakları
oluşturma ihtiyacı ortaya çıkmıştır. İkincil kaynak olarak adlandırılan bu kaynaklar
hem çevresel kaygıları gidermek için hem de talebi karşılamada önemli rol almaya
başlamıştır.
Günümüz ekonomi ve üretim teknolojisi eğilimlerini dikkate aldığımızda döngüsel
ekonomi, yeşil üretim ve çevresel kaygılar ile gelişen yeni yaklaşımlara adapte olma
zorunluluğu doğmuştur. Nihai ürün ve hammaddesi arasında oluşturulması gereken
halkanın önemli aşamalarından biri olan Ar-Ge faaliyetleri ise hiç önemini
kaybetmeyecek gelişim sürecidir. Bu süreçte gelecek projeksiyonu yapılarak alternatif
yöntemler oluşturulması ve zaman içerisinde de bu yöntemlerin endüstriyel ölçekte
uygulanması ve gelişen ihtiyaçlara cevap verebilecek şekilde de esnek uygulamalar
olması önemlidir. Biyohidrometalurjik süreçlerin yürütüldüğü bu çalışmada, eatıkların 
en değerli kısımlarını içeren atık baskılı devre kartları ile hızlı bir atık
döngüsüne giren lityum iyon pillerin ikincil kaynak olarak geri dönüşüm ve kazanım
olanakları incelenmiştir. Günümüz rekabetçi koşullarına uygun, çevresel etkisi en aza
indirilmiş ve ekonomik katkıları artırmaya yönelik bu çalışma sonucunda atık lityum
iyon pillerden asidofilik karma kültürler ile pilot ölçekte tek aşamalı biyoliç sonrası
0,5 pülp yoğunluğunda Li, Co, Ni ve Mg geri kazanımları, %81, %75, %93 ve %72
olurken, atık baskılı devre kartlarında ise ön fiziksel işlemler (boyut küçültme ve
yıkama) ile adapte edilmiş asidofilik kültürler ile biyoliç sonrası Cu %92 ve Zn %99
metal kazanımları sağlanmıştır.

Abstract:
Constantly innovating and developing technology has greatly shortened the life cycle
of electrical and electronic products. At the same time, rapid market development and
planned obsolescence have led people to have higher requirements and demand for
electronic devices. This has resulted in a huge amount of waste electrical and electronic
products. Due to the limited resources needed to produce these products and the
changing supply and demand balances and sometimes supply and sometimes price
fluctuations, the need to create alternative raw material sources has emerged. These
resources, called secondary resources, have started to play an important role both to
address environmental concerns and to meet demand.
Considering today's economic and production technology trends, it has become
necessary to adapt to new approaches developed with circular economy, green
production and environmental concerns. R&D activities, which are one of the
important stages of the ring that needs to be formed between the final product and its
raw material, is a development process that will never lose its importance. In this
process, it is important to create alternative methods by making future projections and
to implement these methods on an industrial scale over time and to be flexible
applications that can respond to developing needs. In this study, biohydrometallurgical
processes were carried out simultaneously, the recycling and recovery possibilities of
waste printed circuit boards, which contain the most valuable parts of e-waste, and
lithium ion batteries, which enter a rapid waste cycle, as secondary resources were
examined. As a result of this study, that are more efficient and industrially applicable
than the ongoing methods, in accordance with today's competitive conditions,
minimizing environmental impact and increasing economic contributions. Li, Co, Ni
and Mg recoveries from waste lithium ion batteries were 81%, 75%, 93% and 72% at
0.5% pulp density after one-stage bioprocessing at pilot scale with acidophilic mixed
cultures, while Cu 92% and Zn 99% metal recoveries were achieved in waste printed
circuit boards after bioprocessing with acidophilic cultures adapted from previous
experiments with pre-physical treatments (size reduction and washing).