Piritik atıklardan kobalt kazanımı

Abstract

Kobalt, jet motorları, süper alaşımlar, şarj edilebilir piller gibi özellikle ileri teknoloji ürünlerinde kullanılan bir metaldir. Avrupa Komisyonu (AB) tarafından yüksek ekonomik önemi ve temin riski göz önüne alınarak "kritik hammadde" olarak tanımlanmıştır. Bu nedenle, kobaltın ikincil kaynaklardan kazanımı daha da önemli hale gelmiştir. Bu çalışmada, bir flotasyon tesisinde üretilen piritik atıklardan hidrometalurjik yöntemlerle kobalt kazanımı değerlendirilmiştir. Liç testlerinde farklı reaktif sistemleri (H2SO4-H2O2, HCl-H2O2, HNO3, H2SO4-NaNO3) ile kobalt kazanımı araştırılmıştır. Asidik peroksit liçi testlerinde düşük kobalt verimleri (≤%22,1 Co) elde edilmiştir. Nitrik asit liçi testlerinde asit konsantrasyonu, sıcaklık ve ince öğütmenin kobalt kazanımına etkileri araştırılmıştır. Sıcaklık ve asit konsantrasyonundaki artışın liç performansını arttırdığı, ince öğütmenin ise özellikle liç kinetiği üzerine olumlu etkisi olduğu belirlenmiştir. Nitrik asit liçinde, uygun koşullarda (2 M HNO3-HNO3) kobaltın tamamı kazanılmıştır. Kobalt ve demir çözünme verimleri arasındaki gözlenen yüksek korelasyon (r=%99,5), kobaltın piritin kristal yapısı içinde izomorf olarak bulunduğunu göstermiştir. Oksitleyici olarak sodyum nitratın kullanıldığı (H2SO4-NaNO3) testlerde, farklı parametrelerin kobalt kazanımına etkisi ön testler ile belirlendikten sonra nitrat konsantrasyonu, ince öğütme ve sıcaklığın etkileri deney tasarımı yöntemleri ile detaylı olarak incelenmiştir. Kobalt kazanımını etkileyen en önemli parametrelerin sırasıyla sıcaklık ve nitrat konsantrasyonu olduğu bulunmuştur. İnce öğütmenin etkisi istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır. H2SO4-NaNO3 liçi ile uygun koşullarda %100 kobalt kazanımına ulaşılmıştır. Elde edilen sonuçlar, piritik atıklardan yüksek kobalt kazanımı için kuvvetli oksitleyici koşulların/reaktiflerin (HNO3/NaNO3 gibi) kullanılması gerektiğini göstermiştir.