Atık çinko-karbon pil tozundan asidik ortamda çinko ve manganın çözündürülmesi

Abstract

Bu tezde, atık çinko-karbon pil tozundan çinko (Zn) ve manganın (Mn) sülfürik asit (H2SO4) ortamında çözündürülme şartları ve kinetiği araştırılmıştır. Deneyler karıştırma liçi yapılarak gerçekleştirilmiştir. Deneylerde karıştırma hızı (0-600 rpm), H2SO4 konsantrasyonu (0,1-0,5 M), sıcaklık (30-70°C) ve Fe+2 iyonu konsantrasyonun (0,9*10-2 - 3,6*10-2 M) Zn ve Mn'ın çözünmesine olan etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen sonuçlara göre Zn ve Mn'nin çözünmesinin; karıştırma hızı, H2SO4 konsantrasyonu, sıcaklık ve Fe+2 iyonu konsantrasyonu ile doğru orantılı olduğu belirlenmiştir. Kinetik değerlendirmeler sonucunda atık çinko-karbon pil tozundan H2SO4 ortamında Zn ve Mn'nin çözünmesinin arayüzey transfer ve ürün tabakasından difüzyon kontrollü olduğu ifade edilmiştir. Zn ve Mn'ın çözünmesi için aktivasyon enerjisi sırasıyla 28,63 kj/mol ve 71,82 kj/mol olarak hesaplanmıştır. Zn çözünmesinin karıştırma hızına bağımlılığı (kh)1,27, Mn çözünmesinin karıştırma hızına bağımlılığı (kh)1,85, Zn çözünmesinin H2SO4 konsantrasyonuna bağımlılığı [H2SO4]0,80, Mn çözünmesinin H2SO4 konsantrasyonuna bağımlılığı [H2SO4]0,65 olarak tespit edilmiştir.

In this thesis, dissolution conditions and kinetics of zinc (Zn) and manganese (Mn) from waste zinc-carbon battery powder in sulphuric acid (H2SO4) medium were investigated. The experiments were carried out by agitation leaching. The effects of the stirring speed (0-600 rpm), H2SO4 concentration (0.1-0.5 M), temperature (30-70°C) and Fe+2 ion concentration (0.9*10-2 – 3.6*10-2 M) on Zn and Mn dissolution were investigated. According to the results obtained from experimental studies, it was determined that, the dissolution of Zn and Mn was directly proportional with stirring speed, H2SO4 concentration, temperature and Fe+ 2 ion concentration. As a result of the kinetic evaluations, the dissolution of Zn and Mn in H2SO4 medium from waste zinc-carbon battery powder was expressed by interface transfer and diffusion across the product layer. The activation energy for the dissolution of Zn and Mn was calculated as 28.63 kj/mol and 71.82 kj/mol, respectively. Zn dissolution was expressed with (stirring speed)1.27 and [H2SO4]0.80, Mn dissolution was expressed with (stirring speed)1.85and [H2SO4]0.65.