Bakır konverter curuflarından renkli metallerin geri kazanımı
Coloured metal recovery from copper converter slags
Yazar: HAYRİYE ELVAN EKİZ
Danışman: PROF. DR. CÜNEYT ARSLAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Bakır cürufu = Copper slag

Özet:
Endüstriyel çağın başlangıcından beri, cevherden metal üretiminin vazgeçilmez yan ürünlerinden olan curuflar, son yıllara kadar fabrika sahalarında depolanmaktan başka bir işlem görmemekte ve atık olarak tanımlanmaktadır.Bu çalışmanın amacı, Eti Bakır A.Ş Samsun İzabe Tesislerinden alınan bakır konverter curuflarından asitte pişirme yöntemi ile en yüksek oranda bakır, kobalt ve çinko geri kazanımı ve demir giderilmesinin gerçekleştirilmesidir.Tasarlanan sistemde, curuf üzerinde farklı asit/katı oranları kullanımı ve hidrojen peroksit ilavesi ile bir ön işlemden geçirilmesi, oluşan şiddetli reaksiyon sayesinde curuf yapısını oluşturan kararlı silikat ve ferrit bileşiklerinin içerisine hapsolmuş metallerin serbest kalması hedeflenmiştir. Numune daha sonra pişirilerek, renkli metallerin sülfat bileşiklerine dönüşmesi sağlanmış ve çözümlendirme işlemi metaller geri kazanılmıştır.Elde edilen deney sonuçlarına göre, bakır konverter curuflarından sülfatlayıcı kavurma prensibine dayalı asitte pişirme yöntemi ile metal geri kazanımının mümkün olduğu görülmüştür. Yapıya eklenen hidrojen peroksit, kararlı silikat ve ferrit yapısının parçalanmasını ve curuf bünyesindeki hapsolmuş metallerin serbest kalmasını sağlamaktadır.Pişirme sıcaklığı arttıkça, metal çözünürlüklerinde azalma gözlenmiştir. Pişirme süresinin artışı, metal çözünürlüklerini önemli oranda etkilemezken; asit/katı oranlarındaki artış, demir dışındaki metallerin çözünürlüklerini olumlu yönde etkilemiştir. Asit/katı oranı arttıkça yapıdaki hidrojen peroksit miktarı da arttığından, demirin hematit olarak çökmesi ve sistemden uzaklaştırılması teşvik edilmiştir.Çalışma sonunda, geri kazanılan bakır, çinko ve kobalt değerlerinin yüksek, demir geri kazanımının ise düşük olduğu deney koşulları optimum parametre olarak seçilmiştir. Buna göre, optimum koşullar; 250 °C pişirme sıcaklığı, 2 saat pişirme süresi ve 3/1 asit/katı oranıdır. Bu koşullarda; % 50,7 Cu, / 38,7 Fe, % 69,2 Zn ve % 72,1 Co geri kazanımı sağlanmıştır.

Abstract:
Since the beginning of the industrial era; slags, the inevitable side-products of pyrometallurgical extraction of metals from ores, hasn?t been processed but dumped at plant areas and considered as waste until recent years.This research aims to recover coloured metals from copper converter slags, which are obtained from Eti Bakır A.Ş, by acid baking method. For this aim; copper, cobalt and zinc recoveries have been investigated at baking temperatures between 150-450?C, acid/slag ratios of 1/1, 2/1, 3/1 and baking times between 1-3 hours. Additionally, the distortion of silicate and ferrite phases by using hydrogen peroxide is objected in the designed system.According to the results, recovery of metal from copper converter slags by acid baking method is possible. Addition of hydrogen peroxide, helps the distortion of silicate and ferrite phase and releases the metals entrapped in the slag.The increase on the baking temperature decreases the amount of metal dissolution. A significant effect is not observed when the baking time increases while the increase on the acid/slag ratio effects the metals solubility positively. Since the amount of hydrogen peroxide increases when the acid/slag ratio increases, the precipitation of iron in the slag in hematite form is encouraged.High copper, zinc and cobalt recovery with low iron recovery is necessary for the determination of the optimum parameters. Therefore, 250?C baking temperature, 2 hours of baking time and 3/1 acid/slag ratio are chosen as the optimum parameters. Under these conditions, 50.7 % Cu, 38.7% Fe, 69.2% Zn and 72.1% Co are recovered.