Çinko ekstraksiyon atığı döner filtre kekinden NaOH liçi ile çinko-kurşun kazanımı

Karbonatlı cevherlerden hidrometalurjik yöntemle çinko üretim prosesinde, cevherin içermiş olduğu çinko sıcak sülfürik asit çözeltisiyle ekstrakte edilirken, özellikle kurşun ve çinko olmak üzere önemli miktarlarda değerli metalleri içeren ekstraksiyon artığı açığa çıkar. Yüksek metal içeriğinden dolayı bu artık kurşun, çinko, gümüş ve altın gibi bazı değerli metaller için bir kaynak olarak düşünülebilir. Bu nedenle uygun bir şekilde değerlendirilmesi gerek çevresel ve gerekse de ekonomik açıdan büyük bir önem arz etmektedir.Bu çalışmada; ana bileşen olarak anglezit (PbSO4) kristal yapısında ve % 15.14 oranında Pb ile franklinit (ZnFe2O4) kristal yapısında ve % 7.98 oranında Zn içeriğine sahip çinko ekstraksiyon artığı döner filtre kekinden kurşun ve çinkonun NaOH liçiyle ekstraksiyonu incelenmiştir. Artık içerisindeki manyetik özelliğe sahip frankliniti (ZnFe2O4) ayırıp kurşunu zenginleştirmek için, artığa manyetik ayırma işlemi uygulandı. Ancak, artığın çok küçük partikül boyutuna sahip olması nedeniyle tatminkar ayırma verimi elde edilemedi. Bu nedenle deneylerde artık doğrudan kullanıldı. Çalışmada; artıktan kurşun ve çinko ekstraksiyon verimi üzerine etkin olan NaOH derişimi, temas süresi, karıştırma hızı, sıvı/katı oranı ve sıcaklık gibi parametrelerin etkileri incelendi. Elde edilen sonuçlar heterojen tepkime denklemlerine uygulanarak liç kinetiği ortaya koyuldu. Maksimum kurşun ekstraksiyonunun elde edildiği şartların % 15 (w/v) NaOH derişimi, 30 dk temas süresi, 300 rpm karıştırma hızı, 5 sıvı/katı oranı ve 25°C sıcaklık olduğu, çinko için ise % 15 (w/v) NaOH derişiminin, 300 rpm karıştırma hızının, 5 sıvı/katı oranının, 85°C sıcaklığın ve bu sıcaklıkta 180 dk temas süresinin maksimum çinko ekstraksiyonu için optimum şartlar olduğu belirlendi. Bu şartlarda kurşun ve çinko ekstraksiyon verimlerinin sırasıyla % 85.55 ve % 29.83 olduğu tespit edildi.Çinko ekstraksiyon artığından kurşunun liç kinetiğinin düşük sıcaklıklarda daha çok katı tanecik yüzeyinde cereyan eden kimyasal reaksiyon kontrollü azalan çekirdek modeline uyduğu, ancak yüksek sıcaklıklarda kimyasal reaksiyonla birlikte, sıvı film ve kül filmi difüzyonlarının kurşun liç reaksiyonunun hızını kontrol ettiği tespit edildi. Çinko çözünürlüğünün ise kül film difüzyonuyla kontrol edildiği belirlendi. Kurşun ve çinko liçine ait aktivasyon enerjileri sırasıyla 31.19 ve 22.59 kJ/mol olarak hesaplandı.