Atık alkali pillerden pirometalurjik yöntem ile ferromangan ve çinko üretimi

Elektrikli aletlerin kullanılmaya başlaması ve yaygınlaşması ile birlikte enerji ihtiyacı da artmıştır. Kullanımda olan elektrikli aletlerin taşınabilir olması ve sabit bir elektrik kaynağından bağımsız olarak çalışabilmesi düşüncesi ile piller günlük kullanıma girmiştir. Zamanla birlikte piller endüstrileşmiş, elektrikli alet kullanımı artmış ve değişik boyut ve kimyada piller üretilmeye başlanmıştır. Üretilen pillerin büyük çoğunluğunu yeniden kullanılamayan piller (primer) piller oluşturmuş ve atık pil sorunu ortaya çıkmıştır. Günümüzde ise atık pil miktarı dünya çapında milyon tonlar mertebesine ulaşmıştır. Atık pil miktarlarının yüksekliği, atık pillerin içerdiği zararlı materyaller ve atık pillerde bulunan değerlendirilebilir metal miktarı atık pillerin geri dönüştürülmesini zorunluluk haline getirmiştir. Atık piller ile ilgili olarak ülkeler düzenlemeler getirmiş, atık pillerin toplanması ve geri dönüştürülmesi veya imha edilmesi üzerine belirli düzenlemeler getirilmiştir. Avrupa Birliği bu konuda 91/157/EEC adlı düzenlemeyi yürürlüğe sokmuş sonrasında ise yeni düzenlemeler ile birlikte 2006/66/EC direktifini yürürlüğe almıştır. Bu direktifte atık pillerin toplanması, atık pil toplama hedeflerinin belirlenmesi, geri dönüşüm prosesleri, pillerin içerebileceği ağır metal miktarları bulunmaktadır. Ülkemizde de Atık Pil ve Akümülatörlerin Kontrolü Yönetmeliği yayınlanmıştır. Kullanımı gittikçe artan alkali pillerin geri dönüştürülmesi ve geri dönüşüm prosesinin bilimsel olarak incelenmesi için bu çalışma yürütülmüştür. Yapılan çalışmada pillerin içerdiği metallerin geri kazanımı, geri kazanım şartları incelenmiştir. Bu çalışma doğrultusunda atık alkali pillerin değerlendirilmesi için bir proses önerilmiştir. Proseste ilk olarak mekanik yollarla pillerin parçalanması ve dış kısımdaki çelik kısım ile iç kısımda bulunan, kimyasal reaksiyonların gerçekleştiği pil pastası ayrılmıştır. Daha sonrasında pil pastası suda bekletilip süzülerek içerdiği potasyum hidroksit (KOH) ayrılmış ve toz haldeki pil pastası süzülmüştür. Sonraki aşamada tasarlanan reaksiyon kabı içerisinde pil pastasında bulunan çinko uçurulmuş ve toz toplama sistemi ile tutularak çinko eldesi yapılmıştır. Son aşama olarak ilk aşamada ayrıştırılan çelik kısım ile pil pastasında kalmış olan mangan oksit redükleyici ergitme yöntemi ile ergitilerek ferromangan alaşımı elde edilmiştir.