• YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTROMETALURJİ 1-AMAÇ
  • 2-TEORİK BİLGİ Elektrometalurji
  • Elektroliz hücresi
  • ÜRETİM METALÜRJİSİ ANA BİLİM DALI Metalürji Proses Laboratuarı Deney Föyü
  • YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTROMETALURJİ Bakırın rafinasyon elektrolizi
  • Bakırın redüksiyon elektrolizi
  • YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
  • 3-KULLANILAN STANDARTLAR
  • YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTROMETALURJİ 4-KULLANILAN CİHAZLAR VE MATERYALLER
  • 6-SONUÇLARIN ALINMASI Paslanmaz çelik katot üzerinde biriken bakır miktarı, katodun deney öncesi ve sonrası tartılması ile bulunur. 7-HESAPLAMA
  • 8-SONUÇ Sulu çözeltisinden bakırın elektroliz yoluyla metalik olarak kazanılmasıdır. Deney Raporunda İstenilen Bilgiler
  • Üretim metalüRJİSİ ana biLİm dali metalürji Proses Laboratuarı Deney Föyü




    Download 36.48 Kb.
    Sana25.03.2017
    Hajmi36.48 Kb.





    ÜRETİM METALÜRJİSİ ANA BİLİM DALI

    Metalürji Proses Laboratuarı Deney Föyü






    YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

    ELEKTROMETALURJİ





    1-AMAÇ

    Daha önce yapılan “Hidrometalurji” deneyinin devamı niteliği taşımaktadır. O deneyde kavurma ve liç işlemleri yapılmış ve sonra da bakır içeren bir çözelti elde edilmişti. Bu deneyde çözeltiye alınmış bakır kullanılarak elektrolitik bakır elde edilmeye çalışılacaktır.



    2-TEORİK BİLGİ

    Elektrometalurji

    Cevher veya metal içeren her çeşit ham madde içindeki metalleri elektrik enerjisinden faydalanmak suretiyle üretmeye “Elektrometalürji” denmektedir. Gerçekte elektrometalurji, elektrokimyanın bir uygulamasıdır. Burada elektrokimya metodlarının metallere uygulanması yapılmaktadır. Bu uygulama elektrik enerjisini, elektroliz yapma yada ısıya dönüştürerek elektrotermik ark gerçekleştirilir

    Elektroliz

    Elektrik akımının sulu veya eriyik elektrolitlerden geçirilmesiyle meydana gelen kimyasal ayrışma sonucu katodda metal iyonlarının ve anotta ise metalik olmayan iyonların serbest hale gelmesi olayıdır. İyonlar elektrotlarda deşarj edilerek; serbest hale geçirilebilir, element olarak toplanabilir ve elektrot ile reaksiyon yapabilir.

    Endüstride elektroliz iki maksatla kullanılmaktadır; metalleri sulu çözeltilerden kazanmak için (Elektrowinning), saf olmayan metalleri, içindeki yabancı maddelerden arıtıp, katodda toplamak için (Elektrolitik tasfiye) .

    Elektrot : Elektrik akımını, sıvı, katı, gaz faza ileten iletken. Elektrokimyasal anlamda elektrot, elektrot iletkeni ile iyonik iletkeni birleştiren sistemdir.

    Elektroliz hücresi : Dışarıdan gerilim uygulanarak, elektriksel işin kimyasal işe dönüştürüldüğü hücrelerdir.

    Elektro kazanım (Electrowinning)

    Genellikle hidrometalurji uygulaması olarak, liç işleminden sonra elde edilen metalce zengin solüsyonlardan metallerin kazanılması demektir. Örneğin; bakır cevherleri liç işlemiyle çözünüp bakır, bakır sülfat olarak çözeltiye alındıktan sonra electrowinning metodu ile saf bakır olarak katotta toplanmaktadır.





    ÜRETİM METALÜRJİSİ ANA BİLİM DALI

    Metalürji Proses Laboratuarı Deney Föyü






    YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

    ELEKTROMETALURJİ





    Bakırın rafinasyon elektrolizi
    Elektrolitik rafinasyon uygulaması iki nedenle yapılır. Temel amaç iletkenliğin azalmasına neden olan empüritelerden arınmakken, rafinasyon işlemi sırasunda anot çamuruna geçen soy metal ve yarı metalik metaller(Se,Te) rafineside maliyeti karşıladıklarından işletmeye artı değer kazandırır.
    Anot ve katot arasına akım uygulandığında CuSO4-HSO4–H2O türü elektrolitte şunlar gerçekleşir:


    • Anotta anodik oksidasyon sonucu Cu iyonları halinde çözünerek çözeltiye geçerken, elektronlar anot metal üzerinedn devreye geçer.

    Cu  Cu + 2e



    • Anot üzerinden dış elektrik devresine iletilen elektronlar katota ulaşarak devreyi tamamlamaktadır.

    • Elektrolitik içindeki Cu iyonları migrasyon sonucu katot yüzeyine ulaşır.

    • Katot yüzeyine ulaşan Cu iyonları anottan iletilmiş olan elektronlarla tekrar birleşerek metal formuna redüklenirler.

    Cu + 2e  Cu


    Bu seçeneklerden bakır rafinasyon elektrolizinde enerji tüketimi olmadığı görülür. Ancak anodik ve katodik reaksiyonlar kinetik engelli olduğundan fazla voltajların uygulanması gerekir ve bağlantı yerlerindeki dirençlerden dolayı voltaj düşüşü de göz önüne alınmalıdır.

    Bakırın redüksiyon elektrolizi

    Çözünmeyen anot olarak sert kurşun (%4-8Sb) ve katot olarak da paslanmaz çelik veya son zamanlarda titan levhalar kullanılmaktadır.

    Elektroliz sırasında çözeltide bulunan (-) yüklü iyonlar anoda, (+) yüklü iyonlar katoda gider. Anyonlar anot yüzeyinde oksitlenirken, katyonlar katot yüzeyinde redüklenirler.





    ÜRETİM METALÜRJİSİ ANA BİLİM DALI

    Metalürji Proses Laboratuarı Deney Föyü






    YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

    ELEKTROMETALURJİ






    (–) K

    (+)

    A


    e

    ¯


    e

    ­


    – +

    Elektrolit


    Doğru akım kaynağının (+) ucuna bağlı elektroda anot (A)

    Doğru akım kaynağının( -) ucuna bağlı elektroda katot ( K)

    Bakır redüksiyon elektrolizinde, çözünmeyen anot olarak sert kurşun (%4-8 sb) ve katot olarak paslanmaz çelik veya son zamanlarda titan levhalar kullanılmaktadır.

    Redüksiyon elektrolizinde toplam redüksiyon:

    CuSO4 + H2O = Cu + H2SO4 + ½O2

    Katodik Reaksiyon: Cu+2 + 2e- = Cu0

    Anodik Reaksiyon: SO4-2 + H+ + 2e- = H2SO4 + ½O2



    3-KULLANILAN STANDARTLAR





    ÜRETİM METALÜRJİSİ ANA BİLİM DALI

    Metalürji Proses Laboratuarı Deney Föyü






    YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

    ELEKTROMETALURJİ





    4-KULLANILAN CİHAZLAR VE MATERYALLER


    • Elekroliz hücresi

    • Hassas terazi

    • Doğru akım kaynağı,

    • CuSO4 + H2SO4 çözeltisi,

    • Paslanmaz çelik katot ve kurşun anot plakaları,

    • Elektrot taşıyıcıları,


    5-DENEYİN YAPILIŞI
    Deney parametrelerinin metal kazanım miktarına etkisini görebilmek için farklı bakır sülfat çözeltileri hazırlarnır. Hazırlanan her bir çözeltiye elektroliz hücresinde ayrı ayrı akım verilir ve katot üzerinde metalik haldeki bakır birikimi sağlanır.
    6-SONUÇLARIN ALINMASI
    Paslanmaz çelik katot üzerinde biriken bakır miktarı, katodun deney öncesi ve sonrası tartılması ile bulunur.

    7-HESAPLAMA
    Bir elektroliz devresinden bir I akımının t zamanda geçmesi ile elde edilebilecek elektroliz ürününün miktarı;

    I = Akım şiddeti (A)

    t = Zaman (sn)

    n = Ekivalent başına elektron sayısı (Cu için; 2)

    A = Atomik ağırlık (Cu için; 63)

    F = Faraday sabiti (96500)







    ÜRETİM METALÜRJİSİ ANA BİLİM DALI

    Metalürji Proses Laboratuarı Deney Föyü






    YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

    ELEKTROMETALURJİ



    Kullanılan akımın bir bölümü dirençleri yenmek için harcandığından fiilen elde edilen ürün teorik üründen azdır. Elde edilen ürün ile teorik ürün arasındaki oran “Akım randımanı”nı verir.


    8-SONUÇ
    Sulu çözeltisinden bakırın elektroliz yoluyla metalik olarak kazanılmasıdır.

    Deney Raporunda İstenilen Bilgiler:


    1. Deneyin yapılışı, kullanılan yöntemler hakkında kısaca bilgi verilecektir.

    2. Verilen formül ile elektroliz ürününün miktarı hesaplanacak ve deneysel sonuçlar ile karşılaştırılacaktır.


    9- Kaynaklar


    1. EKERİM A., “Elektrometalurji Ders Notları”, 2010

    2. POPOV K.I., DJOKİC S.S., GRGUR B.N., “Fundamental Aspects of Electrometallurgy”, 2002

    3. YTÜ Metalurji Müh., “Demir Dışı Metal Üretimi Laboratuar Kitapçığı”, 1997

    4. BOR,F.Y., “Ekstraktif Metalurji Prensipleri Kısım II”, Birinci Baskı, 1989





    Download 36.48 Kb.




    Download 36.48 Kb.

    Bosh sahifa
    Aloqalar

        Bosh sahifa



    Üretim metalüRJİSİ ana biLİm dali metalürji Proses Laboratuarı Deney Föyü

    Download 36.48 Kb.