Anot çamuru liç solüsyonlarından metal geri kazanımı ve uygulamaları

Bu çalışmada, bünyesinde bulundurduğu kıymetli metallerin (Au, Ag ve Cu) miktarı sebebiyle değerli endüstriyel atık sınıfına giren bakır anot çamurlarından bu metallerin liçi için geleneksel liç reaktiflerine göre üstün kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip imidazolyum temelli iyonik sıvıların ve düşük ötektik noktalı çözücülerin kullanımı araştırılmıştır. Bakır anot çamurunun fiziksel, kimyasal ve mineralojik karakterizasyonu çeşitli yöntemlerle ortaya konularak geçmiş çalışmalarla kıyaslanmıştır. Liç işlemlerinde 1-bütil-3-metil imidazolyum tetrafloroborat (BmimBF4) ve 1-bütil-3-metil imidazolyum klorür (BmimCl) iyonik sıvıları ile birlikte farklı kompozisyonlarda hazırlanmış düşük erime noktalı çözücüler (DES) kullanılmıştır. İncelenen liç reaktifleri için optimum liç şartları Taguchi yöntemi ile belirlenmiştir. Ayrıca, liç işlemlerinden sonra sementasyon yöntemi kullanılarak iyonik sıvı liç çözeltilerinden bakırın geri kazanımı araştırılmıştır. Kimyasal analiz sonuçlarına göre, bakır anot çamurunun ana yapısını Cu, Sn ve Pb elementlerinin oluşturduğu ve kayda değer oranda altın ve gümüş metallerini içerdiği tespit edilmiştir. Bakır anot çamurunun mineralojik analizine göre, Cu2O, PbSO4 ve SnO2 bileşiklerinin ana fazlar olduğu belirlenmiştir. DES ile yapılan liç işlemlerinden sonra bakır liçi için optimum liç şartları DES kompozisyonu: ChCl-üre, liç sıcaklığı: 95 ºC, liç süresi: 4 saat ve katı/sıvı oranı: 1/25 g/mL olarak tespit edilmiş ve bu şartlar altında %97 bakır liç verimi elde edilmiştir. Aynı çözelti ile altın liçi elde edilemezken, %91,02 gümüş liç verimi ChCl-üre DES kompozisyonu, 95 ºC liç sıcaklığı, 48 saat liç süresi ve 1/10 g/mL katı/sıvı oranı liç şartlarında elde edilmiştir. BmimBF4 iyonik sıvı kullanarak yapılan deneylerde seçici bakır liçi için optimum liç şartları tetrafloroborik asit (HBF4) varlığında; %40 BmimBF4 iyonik sıvı konsantrasyonu, 95 ºC liç sıcaklığı, 12 saat liç süresi ve 1/25 g/mL katı/sıvı oranı olarak belirlenmiş olup bu şartlar altında bakır liç verimi %98,36 olarak elde edilmiştir. BmimCl iyonik sıvısı ile yapılan liç işlemlerinden sonra bakır liçi için optimum çalışma şartları iyonik sıvı konsantrasyonu: %80, liç sıcaklığı 95 ºC, liç süresi: 2 saat ve katı/sıvı oranı: 1/25 g/mL olarak belirlenmiştir. Bu şartlar altında, bakır liç verimi %83,50 olarak elde edilmiştir. BmimCl iyonik sıvısı kullanarak altın liçi için optimum şartlar; %80 iyonik sıvı konsantrasyonu, 50 ºC liç sıcaklığı, 1 saat liç süresi ve 1/20 g/mL katı/sıvı oranı olarak tespit edilmiştir ve bu şartlar altında %63,34 altın liç verimi elde edilmiştir. BmimCl iyonik sıvısı ile gümüş liçi gerçekleştirilememiştir. Liç deneylerinden sonra DES liç çözeltisinden kurşun levha kullanılarak 95 ºC'de yapılan 120 dakikalık sementasyon deneyi ile %98,10 oranında bakır geri kazanımı sağlanmıştır. DES ile yapılan çalışmalar sonucunda, bakır anot çamurundan belirlenen şartlar altında %95 oranında bakır geri kazanımı elde edilmiştir. Bakır yüklü BmimBF4/HBF4 liç çözeltisi ile 45 oC'de yapılan 120 dakikalık sementasyon deneylerinde sonra %93,33 bakır geri kazanımı elde edilmiş olup toplam bakır geri kazanım oranı %98,20 olarak hesaplanmıştır. Yukarıda verilen sonuçlara göre, bakır anot çamurundan değerli metallerin geri kazanımı için iyonik sıvılar ve DES'lerin kullanılabilirliği ortaya koyulmuştur.