Alüminyum siyah curuflarındaki alüminyumun ve bileşiklerinin hidro ve pirometalurjik yöntemler ile geri kazanılması

Ülkemizde ikincil alüminyum üretimi gün geçtikçe artmaktadır. Bunun sonucu olarak da ikincil alüminyum ergitilmesi işlemi sonrasında, azot ve argon gazları yardımıyla curuf oluşumu ve temizlenmesi adımları sırasında alüminyum siyah curufu oluşumu da artmaktadır. Alüminyum siyah curufu içerisinde % 15 – 60 metalik alüminyum, tuz (NaCl, KCl, CaF2), alüminyum oksit ve diğer metal oksitler bulunmaktadır. Alüminyum siyah curufundan metalik alüminyum geri kazanılması sırasında tuzlu alüminyum curufu (curuf keki – metalik olmayan kısım) oluşmaktadır. Bu curuf yapısı içerisinde % 5 – 10 tuz (NaCl, KCl, CaF2), % 10 – 20 metalik alüminyum, % 30 – 60 Al2O3 ve % 5 – 10 diğer metal oksit ve bileşikler bulunmaktadır. Dünya' nın birçok ülkesinde alüminyum tuzlu curufunun çevreye, berteraf edilmeden veya geri dönüşümü yapılmadan gömülmesi yasaktır. Konuyla ilgili sivil toplum örgütleri ve devlet kurumları tarafından yapılan baskılar sonucunda önemli yasalar çıkartılmıştır. Ayrıca bu atığın bertaraf edilmesi yerine işlenip birçok sektöre hammadde kaynağı olacağı farkedildiği için yüksek teknoloji sahibi ülkeler tarafından kurulmuş büyük geri dönüşüm şirketleri bulunmaktadır. Bu çalışmada geri dönüşüm belgesine sahip alüminyum siyah curufu geri dönüşümü yapan özel bir firmadan alınan 15 kg' lık alüminyum siyah curufunun boyut kontrolünün yapılması, ön işlemlerden geçirilmesi, içerisindeki tuzun, metalik alüminyumun ve alüminyum oksitin çözeltiye alınması amacıyla deneyler yapılmıştır. Metalik alüminyumun sodyum hidroksit liçine tabi tutularak çözeltiye alınmasının sağlanması ve alüminyum hidroksit olarak geri kazanılması, buradan da alüminyum oksit (% 99,85), alüminyum sülfat (% 99) üretimleri gerçekleştirilmesi üzerine çalışılmıştır. Geriye kalan yapı içerisinde bolca bulunan alüminyum oksit (% 78) yapısının eritiş işlemine tabi tutulup, su ile çözündürülüp, çözeltiye geçmesi sağlanmıştır. Ayrıca çıkan tüm sonuçlar atomik absorpsiyon spektrometre ile okunup, elde edilen katı yapıların ve çözeltilerin kimyasal analiz işlemleri yapılmış ve XRD sonuçları belirlenip incelenmiştir. Metalik olmayan kısım içerisinde bulunan tuzların (NaCl, KCl) ülkemiz şartlarında curuf giderimi sırasında, argon (Ar) gazı pahalı olduğu için azot (N2) gazının kullanılmasından kaynaklanan ve % 10 – 12 aralığında yapıda bulunan AlN yapısının giderilmesinin sağlanması için su ile liç deneyleri, deney grubunun başlangıcında yapılan deneylerdir. Tuzların gideriminin % 99 oranında sağlanırken AlN yapısının giderilmesi % 86,4 olarak sağlanmıştır. Metalik alüminyumun çözeltiye alınması için yapılan NaOH ile liç deneyleri iki set grubu halinde incelenmiştir. Birinci set grubu deneylerin NaOH konsantrasyonu ve süre incelenirken, ikinci set deneylerde ise NaOH konsantrayonu ve katı/sıvı oranları incelenmiştir. Metalik alüminyum çözeltiye alınma verimi yaklaşık % 100 olarak sağlanmıştır. Çözümlendirme işlemleri sonrasında kalan yapı içerisindeki alüminyum oksitin (% 78 Al2O3) çözeltiye alınması için yüksek sıcaklıklarda ( 300 – 700°C ) NaOH ile eritiş deneyleri yapılmış, elde edilen yapılar su içinde çözündürülüp, alüminyumun çözeltiye alınma verimi % 96,7 olarak belirlenmiştir.