Yüksek basınçta asit liçi ile üretilen nikel-kobalt hidroksit ürününden yüksek saflıkta kobalt sülfat üretimi için yöntem geliştirilmesi
Improving the method for the production of cobalt sulfate in high purity from nickel-cobalt hydroxide product produced by high pressure acid leaching
Yazar: JANSET SİNE ŞEKERCİ
Danışman: PROF. DR. ÖZKAN MURAT DOĞAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Emisyon değeri düşük, çevre dostu elektrikli araçlara olan eğilimin artması ve bu araçlardaki özel pillerin gündeme gelmesi, kobalt ve bileşiklerinin kullanımını arttıran etkenler olmuştur. Bu tez çalışmasının amacı, Manisa-Gördes bölgesinde bulunan lateritik cevherin 245-250 oC sıcaklık ve 44-46 bar basınç altında liçlenmesi ve sonrasında uygulanan saflaştırma işlemleri ile elde edilen karışık hidroksit çökeleğinden (MHP) kobalt sülfat uç ürününün elde edilmesi için yöntem geliştirilmesidir. %36-40 Ni, %1,5-3 Co içeren MHP'den özellikle batarya sektörüne hizmet edecek kobalt sülfatın üretilmesi, öncelikle MHP'nin liçlenmesi ve bünyesindeki metallerin çözeltiye alınması, çözeltinin çöktürme ve solvent ekstraksiyonu (SX) ile saflaştırılması, konsantre hale getirilmesi ve kristallendirilmesi işlemlerinden oluşmaktadır. MHP liçi sülfürik asit ile pH 2, 60 oC, % 15 katı oranı ile 1 saat yapılmış ve % 90 Ni, % 85 Co verimi gözlenmiştir. Sonrasında çözelti saflaştırma amacıyla kalsiyum hidroksit ile pH 4,6'da çöktürme yapılarak yüklü çözelti (PLS) elde edilmiştir. PLS'den DEHPA SX ile % 88 Mn, % 95 Ca, % 85 Zn vb. empüriteler uzaklaştırılmıştır. Kobaltça zengin rafinat kısım ise Cyanex 272 SX ile 45 oC'de pH 5,2'de 1/1 O/A oranında % 92 Co ektrakte etmiştir. Organiğe yüklenen Co'nun sıyrılması ise çözeltiyi konsantre edebilmek adına 10/1 O/A oranında pH 2'de gerçekleştirilmiş olup Co'nun % 96'lık kısmı sıyrılmıştır. MHP'den kobaltça yüklü çözelti elde edinceye kadar geçirilmiş olan prosesin toplamda % 60'lık Co kazanımı söz konusudur ve bu proses neticesinde % 89,2 saflıkta içerisinde % 18,7 Co içeren kobalt sülfat ürünü elde edilmiştir.

Abstract:
The increase in the tendency for low-emission, environment-friendly electric vehicles and the batteries in these vehicles becoming a current issue have been factors that increase the use of cobalt and its compounds. The aim of this thesis is to develop the method for obtaining the cobalt sulfate product from the mixed hydroxide precipitate (MHP) obtained by leaching of the lateritic ore in Manisa-Gördes region under 245-250 oC temperature and 44-46 bar pressure and subsequent purification. The production of cobalt sulphate, which will serve to the battery sector, primarily from the MHP containing 36-40% Ni, 1,5-3% Co, firstly the leaching of the MHP and the removal of the metals in the solution, purification of the solution by the precipitation and solvent extraction (SX), concentrating and crystallization. MHP leaching was performed with sulfuric acid at pH 2, 60 oC, 15% solids for 1 hour and 90% Ni and 85% Co yield was observed. Then, the leaching solution was purified by precipitation with calcium hydroxide at pH 4,6 to obtain pregnant leach solution (PLS). With the DEHPA SX from PLS, impurities were removed as 88% Mn, 95% Ca, 85% Zn, etc. The cobalt-rich raffinate with a Cyanex 272 SX extracted 92% Co in a ratio of 1/1 O / A to pH 5.2 at 45 °C. In order to concentrate the solution, the stripping of the loaded CO was carried out at 10/1 O/A at pH 2, and 96% of the Co was stripped. The process through which the process has been passed from MHP until cobaltic-laden solution has a 60% Co gain and as a result of this process, cobalt sulphate product containing 18,7% Co in 89,2% purity was obtained.