Mermer kesme endüstrisinde kullanılan hurda elmas esaslı kesici takım uçlarından elmas ve bakırın geri kazanımı

Sentetik elmas esaslı kesici takım uçları doğal taşların işlenmesi, asfalt kesme, asfalt kaldırma, beton delme, karot alma, cam matkap uçları, sondaj delici uçları gibi birçok endüstriyel uygulamada kullanılmaktadır. Ülkemizde de yaygın olarak kullanılan bu sentetik elmas kesici takım uçları ömürlerini tamamladıktan sonra herhangi bir şekilde kazanılmamaktadır. İçerisinde yüksek miktarda sentetik elmas içeren bu kesici takım uçları kobalt, demir, bronz, bakır ve kalay tozlarının sentetik elmasla karıştırılması ve sıcak presle sinterlenmesiyle üretilmektedir. %1-3 oranındaki sentetik elması tutan matrisin bileşiminde; %30-50 demir (Fe), %20-50 bakır (Cu veya CuSn) ve %10-30 oranında kobalt (Co) esas olarak kullanılıp bunun yanı sıra nikel, grafit, tungsten karbür, kalay tozları istenilen kesici takım özelliğine göre katkı olarak eklenmektedir. İçerisinde yüksek oranda elmas ve metal içeren bu kesici uçlar her yıl yüksek miktarda hurda olarak birikmektedir. Bu tez çalışmasında, hurda durumundaki elmas esaslı kesici takımlarından ekonomik olarak geri kazanılabilecek malzemelerin elde edilmesine yönelik deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda öncelikle hurda soketlerde bulunan elmasların kazanılması hedeflenmiştir. Bu amaçla hurda soketler uygun asitler yardımıyla bir çözümlendirme işlemine tabi tutularak ve matris kısmı oluşturan metaller çözeltiye alınarak saf sentetik elmas parçalar kazanılmıştır. Çözümlendirme deneylerinde kullanılan asit miktarları, katı/sıvı oranı, süre, sıcaklık gibi parametreler incelenerek en uygun şartlar belirlenmiştir. Literatürde atık kesici takımların asit ile çözümlendirmesiyle elmasların geri kazanımıyla ilgili incelemeler yapılmış olsa da çözeltiye alınan metal matris kısmının geri kazanımıyla ilgili çalışmalara rastlanmamıştır. Bu nedenle tez çalışması kapsamında çözümlendirme işlemi sonrası elde edilen çözelti içerisinden değerli metallerin geri kazanımı üzerine deneyler yapılmıştır. Sentetik elmas esaslı hurda kesici uçların çözümlendirme işlemi kral suyu ve belirli oranlarda nitrik asit ve hidroklorik asit içeren çözeltiler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çözeltiye alınan hurda soketlerden çözünmeden kalan elmas taneleri katı-sıvı ayrımı ile çözeltiden ayrıldıktan sonra kalan çözelti atomik absorbsiyon spektrofotometresi ile analiz edilerek tanımlanmıştır. Çözümlendirme sonrası elde edilen çözeltide bulunan metallerin kazanılmasıyla ilgili deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Yüksek oranda Cu, Ag, Ni ve belirli oranda Fe, Co, Zn, Mn içeren karmaşık yapıdaki çözeltide bulunan bakır, iki farklı organik kullanılarak solvent ekstraksiyon tekniği ile ayrıştırılmaya çalışılmıştır.