Asidik çözeltilerden sıvı membranlarla galyumun ayrılması ve zenginleştirilmesi

Abstract

Galyum, döner filtre keki (DFK), asidik liç çözeltisi, emülsiyon tipi sıvı membran (ETSM), galyumun ayrılması ve zenginleştirilmesi, ekstraksiyon, sıyırma, tri-n-butil fosfat (TBP), tri-n-oktil fosfın oksit (TOPO), emülsiyon parçalama. Galyum, genellikle, çinko ve alüminyum ile birlikte çeşitli minerallerin yapısında dağılmış bir halde bulunur. Galyum değerli bir metal olup; bileşikleri, ışık emisyonu yapan diyotlarda (genellikle elektronikte görüntülü sistemlerde), lazer diyotlarda, ışık dedektörlerinde ve fotoelektrik malzemelerin yapımında; yan-iletken bileşikleri, fiber optikte ve hesap makinelerinin, radyo ve televizyonların ve diğer bazı aletlerin parçalarında kullanılmaktadır. Galyuma ve değerli metallere duyulan ihtiyacın sürekli artmasından ve yüksek tenörlü cevherlerin gittikçe azalmasından dolayı çok düşük oranda değerli metal veya metaller içeren katı atıkların ve atık çözeltilerin değerlendirilmesi gerekmektedir. Bundan dolayı, problemin çözümüne katkıda bulunacak yeni proseslerin geliştirilmesi her geçen gün artan bir önem kazanmaktadır. Sıvı membran prosesi yeni bir ayırma işlemi olup, düşük konsantrasyonda değerli metal veya metaller içeren atık çözeltilerden değerli metal veya metalleri selektif olarak ve zenginleştirerek ayırma potansiyeline sahip olduğu için, önemi gün geçtikçe artmaktadır. Bu çalışmada, kısa adı ÇİNKUR olan Kayseri Çinko-Kurşun Metal Sanayi A.Ş'ne ait döner filtre keki (DFK) hidroklorik ve sülfürik asit çözeltileri ile liç edildi ve bu çok komponentli asidik liç çözeltilerinden (Ga3+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ ve Al3+ metal İyonu içeren asidik liç çözeltilerinden) galyumun emülsiyon tipi sıvı membran prosesiyle selektif olarak ve zenginleştirilerek ayrılma potansiyeli araştırıldı. Ayrıca, sıvı membran prosesinin etkinliğine ve verimine etki eden parametreler incelendi ve optimum şartlar belirlendi. Sonuçlar, düşük konsantrasyonda galyum içeren çok komponentli asidik liç çözeltilerinden; galyumun, emülsiyon tipi sıvı membran prosesi ile (TOPO veya TBP ekstraktantı kullanılarak) selektif olarak ve zenginleştirilerek ayrılabileceğini gösterdi.

SEPARATION AND CONCENTRATION OF GALLIUM FROM ACIDIC LEACH SOLUTIONS BY EMULSION TYPE LIQUID MEMBRANES SUMMARY Key words; Gallium, rotary filter cake, acidic leach solution, emulsion type liquid membrane, separation and concentration of gallium, extraction, stripping, tri-n-butyl phosphate (TBP), tri-n-octyl phosphine oxide (TOPO), demulsification. Gallium, a precious metal, is often found as a trace element in zinc and aluminium ores. Gallium compounds are used in photon emission diodes ( in general, display systems in electronics), laser diodes, light detectors and photoelectric materials, semiconductors, fibber optic materials, calculators and pieces of some electronic instruments such as radio, television etc. Recovery of precious metals having much less concentration in waste solutions is important, since requirements for gallium and other precious metals are continually increasing and also ores with a high concentrations of precious metals are in decrease, recovery of precious metals in low concentrations in solid or liquid waste is becoming significant. Therefore new methods that contribute to the recovery and separation of precious metalş from dilute aqueous solutions have received much attention in recent years. Liquid membrane is a significant separation process which has a potential application for selective recovery of such precious metals. In this study, a selective recovery of gallium from the acidic leach solutions, obtained from a rotary filter cake, CINK.UR Co. (a Zinc-lead Metal Industry Co.), in Kayseri, Türkiye, was investigated to form a model of acidic leach solutions containing various metal ions (Ga3+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ and Al3+). Also, the parameters affecting liquid membrane process were examined and the optimum conditions were determined. In conclusion, it was shown that gallium from the acidic leach solutions having low gallium concentrations can be recovered selectively by liquid membrane process using TOPO or TBP extractants. XXIV