Türkiye'de kuyumculuk sektöründe kullanılan platin banyolarının optimızasyonu
Optimization of platinum baths used in jewelry industry in Turkey
Yazar: ELİF SİMAY ERTÜRK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU DİDEM ÇORBACIOĞLU ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEHRA GÜLTEN YALÇIN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Metal kaplama = Metal coating ; Parlaklık = Brightness ; Platin = Platinum ; Renk ölçümü = Colorimetry

Özet:
Platin grubu metalleri değerli maden olması ve parlaklık, korozyon dayanımları, ısıl dayanımları, elektrik iletkenlikleri nedeniyle kuyumculuk, elektronik, sağlık gibi alanlarda oldukça fazla kullanılmaktadır. Kuyumculuk sektöründe en çok kullanılan altın ve rodyumun fiyatlarının aşırı yükselmesiyle birlikte daha uygun fiyatlı olan platin metaline yönelme başlamıştır. Bu çalışmada, platin kaplamanın en çok kullanıldığı alanlardan biri olan kuyumculuk sektöründe kullanılan banyoların optimizasyonu ele alınmıştır. Kuyumcu atölyelerinde kullanılıp atık olarak ayrılan platin banyosunun tekrar kaplama yapması için gerekli olan şartlar deneysel olarak araştırılmıştır. Kapalıçarşı'da bulunan bir kuyumcu kaplama atölyesinden atık duruma gelmiş banyo alınmış bu banyonun ICP-OES analizi ve IR Spectroscopy analizi yapılarak banyo içeriği tespit edilmeye çalışılmıştır. Daha sonra alınan bu atık platin banyosu üzerine, piyasada parlatıcı olarak kullanılan ve FTIR analizlerinde orijinal banyoyla paralel kırınım gösteren dört maddenin (Melas, Saccrete Clear, Triton-X 100 ve Fruktoz) eklenmesi ve sıcaklık, akım, süre parametrelerinin kaplamaya etkisi incelenmiştir. Pirinç kaplı plakalar üzerine parlatıcı eklenmiş atık banyo ile elektrolitik platin kaplama yapılarak PCE Instruments Colorimeter cihazı ile L*a*b değerlerinin ölçümleri yapılmıştır. Ölçüm sonuçlarının orijinal kaplamaya eş olduğu düşünülen üç kaplama ve orijinal banyo kaplamasının mikroskop görüntüsü ile kaplama kalınlıkları karşılaştırılmıştır.
Yapılan deneyler için platin banyosunun çalışma şartları göz önüne alınarak 35oC, 45oC ve 55oC olmak üzere üç sıcaklık belirlenmiş, 2,5 ve 3,5 Amperde (A) parlatıcı miktarları değiştirilerek çalışmalar yapılmıştır. İşlem süresinin kaplama L*a*b değerleri üstündeki etkisine bakılmış ayrıca atık banyo içerisine orijinal banyodan düşük miktarda ekleme yapılarak kaplama kalitesinin değişimi incelenmiştir.
Yapılan çalışmaların sonucunda Triton-X 100 ve Saccrete Clear katkılarının platin banyosunda parlatıcı olarak kullanılamayacağı açığa çıkmıştır. Melas parlatıcı olarak yeterli düzeyde etkili olamamıştır fakat farklı bir çalışma konusu olarak detaylandırılırsa kullanılabilir olacağı düşünülmektedir. Fruktoz ise orijinal banyo ile yapılan kaplamaya farklı şartlarda en çok yaklaşan parlatıcı madde olmuştur. Kuyumcu atölyelerinde belirlenen şartlarda kullanılıp, atık banyonun optimize olarak tekrar kullanılabilirliğinin görülmesi önerilmiştir.

Abstract:
Platinum group metals are used a lot in fields such as jewellery, electronics and medicine due to their precious metal status and brightness, corrosion resistance, electrical conductivity; and corrosion and thermal resistance. Stemming from the price hike in gold and rhodium, which are commonly used in jewellery, a tendency towards the relatively more affordable platinum began. In this study, the optimization of baths used in the jewelry industry, which is one of the areas where platinum coating is used most, is discussed. The conditions required for the re-coating of the platinum bath, which is used and separated as waste in jewelry workshops, were investigated experimentally. A waste bath was taken from a jewelry plating workshop in the Grand Bazaar, and the content of the bath was tried to be determined by ICP-OES analysis and IR Spectroscopy. Several substances (Melas, Saccrete Clear, Triton-X 100, fructose), which are used as brighteners on the market and show parallel diffraction with the original bath in the FTIR analyses, were added to observe the effects of temperature, applied current and time on the coating L*a*b values were measured using a PCE Instruments Colorimeter by coating electrolytic platinum on brass-coated plates in the waste bath with the added brighteners.
Three coatings whose measurements were thought to match the original bath coating were compared using microscopy. Considering the working conditions of the platinum bath, three different temperatures (35 oC, 45 oC, 55 oC) were determined, and different studies were conducted under 2.5 A and 3.5 A by changing the added amounts of brighteners. Molasses is deemed ineffective as a brightener.
 As a result of the studies, it has been revealed that Triton-X 100 and Saccrete Clear additives cannot be used as brighteners in the platinum bath. Molasses has not been effective enough as a brightener, but it is thought that it will be usable if it is detailed as a different study subject. Fructose, on the other hand, was the brightening agent that came closest to the coating made with the original bath under different conditions. It has been suggested that the waste bath be used in the conditions determined in the jewelery workshops and the reusability of the waste bath should be optimized.