Bakır İçindeki Kalıntı Gümüşün Sementasyon Sürecine Etkisi

Abstract

“Bakır içindeki kalıntı gümüşün sementasyon sürecine etkisi” isimli bu çalışmada, soy metal rafinasyonu adımlarından biri olan bakır-gümüş sementasyonunda, sementatör olarak kullanılan bakırın içinde bulunan gümüşün sementasyon hızına,verimine ve gümüş tane yapısına etkileri incelenmiştir. Deneyler, %0.5-5-10-50 Ag içeren hareketli/hareketsiz disk elektrotlarla oda sıcaklığında gerçekleştirilmiş ve bakır içindeki metalik gümüşün, sementasyon yüzeyi ile saf gümüş referans elektrodu arasındaki potansiyel değerini nasıl değiştirdiği gözlemlenmiştir. Bunun yanında, reaksiyon sırasında çözünen bakır miktarı analiz edilmiş ve redüklenen gümüş miktarı (kısa süreli verim %100 kabul edilerek) bu bakır miktarı üzerinden hesaplanmıştır. Sistemde döner disk elektrot kullanılmasının nedeni yüksek devir hızlarında da laminar akış karakterine sahip olması ve böylece türbülanslı akışın tabaka sökücü mekanik etkisinin elimine edilmesidir. Deneyler uzun ve kısa süreli olmak üzere iki türlü gerçekleştirilmiştir. Kısa süreli deneyler 10 dakika ile sınırlandırılmıştır. Reaksiyon süresinin 10 dakikayla sınırlandırılmasının nedeni, reaksiyonun başlamasıyla potansiyel farkındaki ani düşüş, sabitlenme ve sabit değerde ilerlemesinin gözlemlenmesi için yeterli olmasıdır. Uzun süreli deneyler ise süre, döner disk elektrodun hidrodinamik koşullarının bozulmaması amacıyla 2 saat olarak belirlenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, bakır içinde bulunan gümüşün reaksiyon hızını, sementasyon işleminin hareketli / hareketsiz gerçekleştiğinden bağımsız olarak düşürdüğü, ancak, hızdaki bu azalmanın,[%0.5Ag]Cu’ten [%10Ag]Cu’e kadar yavaş seyretmekte, [%10Ag]Cu’ten [%50Ag]Cu’e doğru ise aniden artmakta olduğu, saf gümüş referans elektroduna karşı alınan potansiyel farkı ölçümlerinde, farkın, 400 mV’luk başlangıç değerlerinden 15-20 mV’luk değerlere saniyeler içinde indiği, buna karşılık , gerek 10 dakikalık gerekse 2 saatlik deneylerde reaksiyonun, hızı azalarak da olsa devam ettiği, konveksiyonun , farklı bileşimdeki tüm elektrotlar için, reaksiyonun 30. dakikasına kadar hız artırıcı etkisinin olduğu, ancak 30. dakikadan başlayarak, sementasyon hızının artan devir sayılarına bağlı olarak azaldığı, sonuçlarıyla karşılaşılmıştır.

The effects of the remaining silver in the cementing copper on parametres like cementation rate, yield, and silver grain structure during copper-silver cementation, which is a step for refining noble metals, are studied in this thesis, named “The effect of remaining silver on the cementation process”. The experiments were conducted at room temperature with rotating and stationary electrodes containing 0.5-5-10-50% Ag and the effect of metallic silver in copper on the potential difference between the cementation surface and the reference silver electrode was investigated. In addition to this, dissolving copper is analysed and by using this amount the silver reduced is calculated, assuming that the short term yield is 100%. Rotating disc electrodes are chosen to be used in the system because they have laminar flow characteristics even in high rotation rates, eliminating the mechanic layer removal effect of the turbulent flow. The experiments are held for either long and short periods. Short experiments are limited with ten minutes, because the sudden decrease in the potential difference at the beginning of the reaction is sufficient for stabilization and investigation of the stabile progress. Long experiments are held for 2 hours in order to maintain the hydrodynamic conditions of the rotating disc electrode. The following are the results of the experiments: The reaction rate decreases independent from the moving or stationary cementation because of the remaining silver in the copper, and the decrease is slow from [0.5%Ag]Cu to [10%Ag]Cu, and rapid form [10%Ag]Cu to [50%Ag]Cu.. The potential difference measured against pure silver reference electrode has an initial value of 400 mV and reduces to 15-20 mV in seconds, and both in long and short experiments the reaction rate decreases but the reaction still goes on. Convection has an increasing effect on the reaction rate until the 30th minute for all electrodes but starting form 30th minute cementation rate decreases in proportional to the number of cycles.