Galvanizli Hurdalardan Çinkonun Geri Kazanımı

Abstract

Bu tez çalışmasında piyasadan sağlanan galvanizli çelik ürünlerden çinkonun (Zn) çeşitli asidik çözeltilerde sıyrılması, bu çözeltilerdeki çinko haricindeki safsızlıkların temizlenmesi ve de çözeltilerden çinkonun geri kazanılmasının şartları deneysel olarak incelenmiştir. Yapılan deneylerden elde edilen sonuçlara göre, eski galvanizli çelik ürünlerden Zn’nin sülfürik asit (H2SO4) ile pH=0,2 ‘ye kadar tamamıyla sıyrılması mümkündür. Tekrarlı sıyırmalarla 80-85 g/l’nin üzerinde Zn ve 0,2g/l’ye kadar demir (Fe) içeren çözeltiden çinko sülfat (ZnSO4) üretimi mümkündür. Tekrarlı Sıyırma ile zenginleştirilmiş ZnSO4 çözeltilerindeki Fe konsantrasyonu, pH=3’de hidrojen peroksit (H2O2) ile oksidasyon yapılarak 0,5 mg/l mertebelerine kadar indirilebilmektedir. Ancak bu götit (FeOOH) çöktürme işlemi esnasında çözeltinin kirlenmemesi için nötralizasyonun ticari çinko oksit (ZnO) ile yapılması faydalıdır. Demirden temizlenmiş çözelti, ZnO ile nötralize edildiği için nihai olarak 100g/l Zn içermektedir. pH’si 3-3,5 olan bu çözeltiye 2,5/1 oranında uçucu sıvı ilave edilerek, oda sıcaklığında, karıştırmalı şartlarda 15 dakikalık süre içerisinde %99’un üzerinde bir verimle Zn’nin bileşik halinde çöktürülmesinin mümkün olduğu deneylerle ispatlanmıştır. Çöktürülen Zn bileşiği ZnSO4.H2O’dur. Bu bileşik, %36,4 Zn ve %0,002 Fe içeren, satılabilir safiyette bir ticari hammaddedir. Zengin sıyırma çözeltisinden ZnSO4.H2O üretimi için kullanılan uçucu sıvı 78 oC’de 20 dakika süren destilasyon işleminde %90 oranında geri kazanılabilmektedir. Destilasyon ürünü, ZnSO4.H2O üretiminde tekrar kullanılabilir safiyettedir. Destilasyondan çıkan atık çözelti pH=3-3,5 ve 1 g/l’ye kadar Zn içeren bir çözeltidir. Bu çözelti asitlendirilerek sıyırma prosesine geri döndürülebilmektedir. Tez çerçevesinde deneylerle optimize edilmiş bu proses satılabilir bir ürün üreten ve çevre sorunu yaratmayan bir prosestir.

In this thesis, striping of Zn in various acidic solutions from galvanized steel product which is obtained from industry and the removal of the impurities from this solution and the conditions required for recovery of Zn were experimentally investigated. According to the results obtained through the experiments, it is possible completely to strip Zn from the used galvanized steel products by using sulfuric acid with pH value of up to 0,2. ZnSO4 that contains Zn over 80-85 g/l and Fe up to 0,2 g/l can be produced by repeated stripping. The Fe concentration of ZnSO4 solution produced by repeated stripping can be brought down to 0,5 g/l by oxidization with H2O2. But during this FeOOH precipitation process it would be useful to perform the neutralization with commercial zinc oxide in order to prevent the solution from being contaminated. Since the solution cleaned free from Fe is neutralized with ZnO the resulting Zn content of the solution increases up to 100 g/l. Through this experiments it has been proved that the addition of volatile liquid into the solution of pH value of 3-3,5 in room temperature with 15 minutes stirring time that will bring solution/liquid volume ratio to 2,5/1 allows precipitation of Zn as a compound with a efficiency rate of over 99%. The precipitated Zn compound is ZnSO4H2O. This compound contains 36% Zn and 0,002 % Fe and is a pure enough raw material suitable for commercial use. The volatile liquid used to obtain ZnSO4.H2O from Zn rich stripping solution is recovered with 90 % efficiency thorough distillation at 78oC for 20 minutes. The distillation product is pure enough to be use in production of ZnSO4.H2O. The waste solution comming from distillation contains 1 g/l Zn and has pH value of 3-3,5. After acidization this solution is returned to the stripping process. This process optimized by the experiments carried out within the frame work of the thesis allows manufacturing of sellable products and causes no environmental problems.