E-atıkların liçinden elde edilen çözeltilerden bakırın elektroliz ve çöktürme ile kazanımı
The recovery of copper from leach solutions derived from e-waste by precipitation and electrolysis
Yazar: ARMAN EHSANİ
Danışman: PROF. DR. HACI DEVECİ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu çalışmada, atık baskılı devre kartlarının (ABDK, e-atık) liçinden elde edilen yüklü liç çözeltilerinden ve sentetik bakır çözeltilerinden (YLÇ/SBÇ: 27-30 g/L Cu2+) bakırın, elektro-kazanım ve çöktürülerek kazanılması araştırılmıştır. Elektroliz testlerinde safsızlıkların (Cl-, Fe3+ ve Co2+), organik (tiyoüre ve jelatin) ve inorganik polioksometalat (amonyum meta tungsten hidrat; AMTH) katkı maddelerinin bakır elektrolizine etkisi irdelenmiştir. SBÇ ve YLÇ'de yapılan elektroliz deneyleri sonucunda akım randımanında sırasıyla %12'lik (SBÇ: %96-YLÇ: %84) düşüş saptanmıştır. Co2+ (35 mg/L), jelatin ve tiyoüre ilavesinin katot morfolojisini olumlu yönde etkilediği belirlenmiştir. Fe3+ (2,5 g/L) ve Cl- (100 mg/L) ilavesi ile katot kalitesi (< %99,8 Cu) ve morfolojisinde olumsuz etki ve akım randımanında %4-8'lık bir düşüş belirlenmiştir. AMTH ilavesi (50-100-200 mg/L) elektroliz kinetiğini sırasıyla 0,04-0,05 g/saat katotta Cu birikimi olarak artırmıştır. Bakır, etanol ile bakır sülfat (CuSO4.5H2O) ve sodyum sülfit (Na2SO3) ile Chevreul tuzu (Cu2SO3.CuSO3.2H2O) olarak çöktürülmüştür. YLÇ'den (27 g/L Cu) bakır, etanol kullanılarak %99,9 verim ile çöktürülmüştür. Bakırın Chevreul tuzu olarak çöktürülmesinin gerçekleştirildiği testlerde SBÇ (30 g/L Cu2+, 2,5 g/L Fe3+, 1 M H2SO4) kullanılarak pH ve SO3/Cu (molar) oranının çöktürme üzerine etkileri araştırılmıştır. pH, 2,5'dan 4'e ve SO3/Cu oranı 1'den 1,6'ya çıkarıldığında bakır çöktürme verimi de artmıştır, fakat verimli (max. %62) bir bakır kazanımı için yeterli olamamıştır.

Abstract:
In this thesis, the recovery of copper by electro-winning (EW) and precipitation, from a synthetic and pregnant leach solution (SLS/PLS: 27-30 g/L Cu) derived from the leaching of e-waste was investigated. The effects of impurity ions (Co2+, Fe3+ and Cl-), inorganic additives (thiourea, gelatine) and organic ammonium meta tungstate hydrate (AMTH) additive on the EW of Cu were studied. The current efficiency was decreased 12% in the EW of Cu from the PLS (84% vs 96%) than from the SLS presumably due to the presence of impurities in the former. The presence of Co2+ (35 mg/L) has a beneficial effect on the corrosion of lead anod and increases the current efficiency by 3%. The presence of Fe3+ and Cl- result in poor chatod quality (<99.8%Cu) and significant decrease (4-8%) the current efficiency. The presence of AMTH (50-100-200 mg/L) increases the rate of copper deposition by 0.04-0.05 g/hour respectively. Copper was precipitated using ethanol as copper sulphate (CuSO4.5H2O) and using sodium sulphite (Na2SO3) as Chevreul's salt (CS; Cu2SO3•CuSO3•2H2O). About 99.9% of copper was precipitated using ethanol from the PLS (27 g/L Cu). In the tests where the precipitation of copper as CS was investigated, SLS (30 g/L Cu2+, 2.5 g/L Fe3+, 1 M H2SO4) were used and the effects of pH and SO3/Cu (molar) ratio on the precipitation process were studied.