Çinko ekstraksiyon artığından çinko ve kurşunun geri kazanılması
Recovery of zinc and lead from zinc extraction residue
Yazar: M. DENİZ TURAN
Danışman: Y.DOÇ.DR. H. SONER ALTUNDOĞAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2002
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Kurşun = Lead ; Yeniden kazanma = Recycling ; Çinko = Zinc ; Özütleme = Extraction

Özet:
Ill ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ ÇİNKO EKSTRAKSİYON ARTIĞINDAN ÇİNKO VE KURŞUNUN GERİ KAZANILMASI M. Deniz TURAN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı 2002, Sayfa: 78 Karbonatlı cevherlerden liç-elektroliz yöntemiyle metalik çinko üretimi sırasında bir yan ürün olarak elde edilen ekstraksiyon artıkları, önemli oranlarda çinkonun yanında kurşunu da içerirler. Bu artıklar yüksek çinko ve kurşun içeriği nedeniyle bu metaller için kaynak olarak düşünülebilir. Benzer metalurjik artıklardan değerli metallerin hidrometalurjik yöntemlerle kazanılması yaygın olarak araştırılmaktadır. Bu çalışmada, Kayseri'de bulunan Çin-Kur tesislerinden temin edilen çinko ekstraksiyon artığından (ÇEA) çinko ve kurşunun kazanılması araştırıldı. Bu amaçla, ana bileşenler olarak % 24.64 Pb, % 1 1.30 Zn,% 8.34 Fe ve % 5.21 S içeren ÇEA'dan bir birini takip eden iki ekstraksiyon kademesinden oluşan bir işlemle, Zn ve Pb'un ekstraksiyonu için optimum şartlar belirlendi. Birinci kademede, Zn'nun çözelti ortamına alınması için ÇEA'nın konsantre sülfürik asitle kavrulmasını takip eden bir su liçi uygulandı. Optimum Zn ekstraksiyon şartlan olarak, H2SO4/ÇEA oranının 1, kavurma sıcaklığının 200 °C, kavurma süresinin 30 dk, liç sıcaklığının 25 °C ve üç süresinin 60 dak olduğu belirlendi. Bu şartlar altında, Fe ve Zn'nun sırasıyla % 46.04 ve % 86.32'si ekstrakte edilebilirken, liç çözeltisinin Pb konsantrasyonunun 8 mg/1 civarında olduğu belirlendi. Birinci kademe işlemden elde edilen katı ürün olan ikincilIV çinko ekstraksiyon artığının (İÇEA) yapılan kimyasal analizlerinde % 30.56 Pb, % 1.60 Zn, % 4.69 Fe ve % 7.3 1 S içerdiği belirlendi. Bu artık Pb'un kazanılması için klorür liçi deneylerinden oluşan ikinci kademe ekstraksiyon işlemlerine tabi tutuldu. İÇEA'nm NaCl çözeltileriyle liç edilmesiyle önemli ölçüde Pb'un ekstrakte edildiği şartlar, 20 g/l İÇEA/çözelti oranı, 200 g/l NaCl konsantrasyonu, 25 °C liç sıcaklığı ve 10 dak liç süresi olarak belirlendi. Bu şartlarda İÇEA'dan Pb ve Zn ekstraksiyon verimleri sırasıyla % 89.34 ve % 17.49 olurken liç çözeltisindeki Fe'in konsantrasyonu 1-2 mg/1 civarında olmuştur. Sonuç olarak Zn ve Pb'nun, önerilen bu iki kademeli geri kazanma işlemiyle önemli oranda ekstrakte edilebildiği ifade edilebilir. Birinci kademede elde edilen liç çözeltisinden metalik Zn'nun, takip eden bir dizi arıtım ve derişikleştirme işlemiyle, elektrolitik olarak üretilmesi mümkün görünmektedir. Diğer taraftan, İkinci kademede elde edilen çözeltideki Pb'un ise bir sülfür çöktürmesiyle, pirometalurjik olarak değerlendirilmeye uygun olan zengin bir kurşun sülfür konsantresi halinde kazanılabileceği söylenebilir. Anahtar Kelimeler: Çinko, Kurşun, Çinko ekstraksiyon artığı. Metal kazanma, Sülfatlaştırıcı kavurma, Klorür liçi

Abstract:
V ABSTRACT MASTER THESIS RECOVERY OF ZINC AND LEAD FROM ZINC EXTRACTION RESIDUE M. Deniz TURAN Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Metallurgy and Material Engineering 2002, Page: 78 Zinc production residues, obtained as a by product in production of metalic zinc by leach-electrowin process from carbonated ores, contain significant amount of lead besides zinc. These residues can be considered as a source for zinc and lead due to their high zinc and lead content. The recovery of valuable metals is extensively investigated from such metallurgical residues by means of hydrometallurgical techniques. In this study, recovery of zinc and lead from zinc extraction residue (ZER) obtained from Çin-Kur plant (Kayseri) was investigated. For this purpose, by using a process including subsequent two extraction stage, optimum conditions were determined for extraction of Pb and Zn from ZER that contains 24.64 % Pb, 11.30 % Zn, 8.34 % Fe and 5.21 % S as major components. In the first stage, ZER was roasted with concentrated H2SO4 and then subjected to leach operation by water in order to bring Zn into the solution. The optimum conditions for Zn extraction were determined as H2SO4/ZER ratio= 1, 200°C of roasting temperature, 30 min of roasting time, 25 °C of leaching temperature and 60 min of leaching time. Under these conditions, while 46.04 % of Fe and 86.32 % of Zn could be extracted, it was found that the Pb concentration of leach solution is about 8 mg/1. It was determined that the secondary zinc extraction residue (SZER), which is solid product obtained from first stage extraction, contains 30.56 % Pb, 1.60 % Zn, 4.69 % Fe and 7.31 % S by chemicalVI analyses. This residue was subjected to second stage extraction studies including chloride-leaching experiments in order to recovery of Pb. The conditions for significant Pb extraction obtained from SZER by NaCl leaching were determined as 20 g/1 of SZER/solution ratio, 200 g/1 of NaCl concentration, 25 °C of leaching temperature and 10 min of leaching time. Under these conditions, while the Fe concentration of leach solution was about 1-2 mg/1, extraction yields of Pb and Zn were 89.34 % and 17.49 %, respectively. As a conclusion, it can be stated that the significant amounts of Zn and Pb could be extracted separately by using this two-staged recovery process. The production of metallic Zn from the leach solution obtained at first stage seems possible by following subsequent cleaning and concentration treatments. On the other hand, it can be said that the Pb in the second stage leach solution could be recovered by means of a sulphide precipitation as a reach lead sulphide concentrate which is suitable for pyrometallurgical evaluation. Key Words: Zinc, Lead, Zinc extraction residue, Metal recovery, Sulphating roasting, Chloride leaching