Hidrometalurji - Turkipedia

Hidrometalurji temel olarak, sıvı kimyasalların kullanılmasıyla uygulanan ekstraktif metalurji yöntemlerden biridir. Temel amaç, kıymetli metalleri cevherden ayırmak, zenginleştirmek veya geri dönüştürmektir.

Hidrometalurji üç başlık altında incelenebilir:

Liç
Safsızlaştırma
Metal Kazanımı

Liç

Liç işlemi, çözücü özellik gösteren sıvı kimyasalları kullanarak kıymetli metalleri kazanma işlemidir. Zenginleştirilmek istenilen metal, kimyasallarla (genelde asit veya baz) çözündürülerek çözeltiye alınır. Seçilen kimyasaların türü ve konsantresi, çözündürülmek istenilen metalin özelliklerine göre değişim gösterebilir. Liç verimi pH değişimi, sıcaklık, oksidasyon potansiyeli gibi değişkenlerden etkilenebilir.

Temel türleri: Yerinde liç, yığın liçi ve kolon liçidir.

Safsızlaştırma

Liç sonucunda metal ile birlikte, cevherde var olan diğer metaller de çözeltiye alınmış olabilir. Bu aşamada, istenmeyen metallerin çözeltiden uzaklaştırılması amaçlanır. Safsızlaştırma için uygulanabilecek belli yöntemler vardır. Bunlardan bazıları:

Solvent ekstraksiyon (SX)
Sementasyon
İyon değiştirme

Solvent ekstraksiyon

Solvent ekstraksiyonda esas amaç, istenilen metali, farklı faza geçirerek ayırmaktır. Solvent ekstraksiyonda bu amaçla kullanılan karışıma genelde organik çözücü adı verilir.

Organik çözücü, yüklü çözelti üzerinde kullanıldığında, kıymetli metaller organiğe geçerler. Sonuçta yüklenmiş organik ve yüksüz çözelti elde edilmiş olur. Bu şekilde elde edilen yüksüz çözelti, proseste tekrar kullanılabilir. Bu aşamada elde edilen yüklü organik ise elektrokazanım ile metalden ayrılabilir.

İyon değiştirme

Doğal zeolit, reçine, aktif karbon gibi maddeler kullanılarak anyon-katyon değişimi sayesinde metaller kazanılabilir.

Metal Kazanımı

Hidrometalurjide son adım metal kazanımıdır. Sıvı faza geçirildikten sonra safsızlaştırılan metal, bu adımda tekrar katı faza geçirilerek kazanılır. Bu adım sonrasında elde edilen metal, hammadde olarak kullanılabileceği gibi, daha ileri rafinasyon işlemlerinde de kullanılabilir. Bu amaçla kullanılabilecek yöntemlerden bazıları:

Elektrokazanım
Gaz ile İndirgeme
Metal ile Çöktürme

Elektrokazanım

Temel olarak, metal içeren çözelti içinden elektrik akımı geçirilmesi sonucu metalin indirgenmesi ve katot plakalar üzerinde birikmesi şeklinde uygulanır.

Metal ile Çöktürme

Çözelti içerisine, daha aktif bir metal (Genelde Zn) talaşı karıştırılmasıyla uygulanır. Çözeltiye eklenen talaş içindeki metal çözeltiye geçerken, kıymetli metal indirgenerek katı faza geçer ve tabada çökerek birikmeye başlar.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Siyanür</span> hidrosiyanik asidin tuzu veya esteri olan çok güçlü bir zehir

Siyanür, bir karbon ve ona üçlü bağ ile bağlanmış bir azot içeren C≡N grubuna sahip kimyasal bileşiklere verilen addır. Bu grup aynı zamanda siyano grubu olarak da bilinir. Organik ve inorganik çeşitleri bulunan siyanürler özellikle endüstride kullanılmaları için üretilmektedir. İnorganik siyanüre örnek olarak çok zehirli potasyum siyanür, organik siyanüre örnek olarak da düşük toksisiteli asetonitril verilebilir. Her siyanür yüksek oranda zehirli değildir.

<span class="mw-page-title-main">Nikel</span> atom numarası 28 olan ve simgesi Ni olan kimyasal bir element

Nikel, atom numarası 28 olan ve simgesi Ni olan kimyasal bir elementtir.

Niyobyum, sembolü Nb, atom numarası 41 olan kimyasal elementtir.

<span class="mw-page-title-main">Çinko</span> Element

Çinko, sembolü Zn, atom numarası 30 olan kimyasal bir elementtir. Oda sıcaklığında hafif kırılgan bir metaldir ve oksidasyon giderildiğinde parlak gri bir görünüme kavuşur. Periyodik tablonun 12. (IIB) grubunun ilk elementidir. Bazı açılardan çinko kimyasal olarak magnezyuma benzer: her iki element de yalnızca bir normal oksidasyon durumu (+2) gösterir ve Zn²⁺ ve Mg²⁺ iyonları benzer boyuttadır. Çinko, Dünya kabuğundaki en bol bulunan 24. element olup beş kararlı izotopu vardır. En yaygın çinko cevheri, bir çinko sülfür minerali olan sfalerittir.

Çözünürlük, belli bir miktar çözünenin, belirli şartlar altında, spesifik bir çözücü içinde çözünmesidir. Çözücü akışkan solvent olarak adlandırılır ve birlikte çözeltiyi oluştururlar. Çözümlendirme işlemi solvasyon olarak adlandırılır.

Tiyoüre, altın ve gümüş ile kompleks yapabilen bir reaktiftir. Altın ve gümüşün tiyoüre ile liçi 1941’den beri bilinmesine rağmen günümüzde pek çok araştırmacının ilgisini çekmekte, Au ve Ag için alternatif bir ekstraksiyon prosesi olarak düşünülmektedir. Tiyoüre uygun bir oksitleyici ile metalik altın ve gümüşü çözündürebilir. Tiyoürenin klasik siyanürlemeye göre avantajları;

Alkali çözeltilere karşın asidik çözelti kullanılması,
Anyonik metal-siyanür komplekslerine karşın katyonik kompleksler oluşturması,
Asidik tiyoüre çözeltilerinin, Au ve Ag ekstraksiyonundaki bazı durumlarda toksik ve korozif olmayan bir seçenek olmasıdır.

Kolloid, gerçek çözelti ile heterojen karışımlar arasında yer alan ara karışımların adıdır. Burada dağılan fazın tanecik boyutu, yaklaşık 1-1000 nm dolayındadır. 1861'de İskoçyalı bilim insanı Thomas Graham, değişik maddelerin parşömen zarından geçişlerini incelemiş ve bunlardan bazılarının hızlı, bazılarının yavaş hareket ettiklerini gözlemlemiştir. Örneğin albümin, jelatin, arap zamkı gibi maddeler yavaş hareket ederken, şeker, potasyum hidroksit, sodyum klorür gibi maddelerin zardan çok hızlı geçtiklerini tespit etmiştir. Buna göre Graham, çözünmüş maddeleri zardan geçişlerine göre kristaloidler ve kolloidler olarak ikiye ayırmıştır. Kolloidler, büyük moleküllü oldukları için zardan geçememiştir. Sonunda nişasta, jelatin gibi maddeler zamk ile aynı özellikleri gösterdiği için Yunancada zamk anlamına gelen kola kelimesinden türeyen kolloid sözcüğü ile adlandırılmıştır. Ancak bilimsel gelişmeler sonucunda Graham'ın kolloid olarak nitelendirdiği protein gibi maddeleri kristallendirmek ve kristaloid olarak nitelendirdiği kükürdün kolloidal çözeltisini hazırlamak mümkün olmuştur ve bu nedenle Graham'ın bu sınıflandırması önemini yitirmiştir.

Kristalleştirme veya kristalizasyon, katı bir maddenin uygun bir çözücü içinde çözünmesi sonrasında çöktürülmesi yoluyla katı ve sıvı fazlarının birbirinden ayrılmasını sağlayan işlem.

<span class="mw-page-title-main">Ekstraksiyon</span> Karışımları ayırma yöntemi

Ekstraksiyon, bir çözelti ya da süspansiyon içindeki inorganik veya organik bir maddeyi bir başka çözücü yardımıyla ayırma işlemidir. Kimyada bilinenin aksine bir saflaştırma değil ayırma yöntemi olarak kullanılır.

Çözücü veya solvent bir katıyı, sıvıyı ya da gaz çözünen maddeyi çözerek çözelti oluşturan sıvı ya da gaz maddedir. Günlük hayatta en yaygın çözücü sudur.

Liç işlemi temel olarak hidrometalurjik zenginleştirme yöntemlerinden biridir. Pirometalurjik işlemlere kıyasla, liçin uygulaması çok daha kolay ve işlem sırasında herhangi bir gaz salınımı olmadığı için çevreye çok fazla zarar vermemektedir. Liçin tek dezavantajı ise, düşük sıcaklık nedeniyle kimyasal reaksiyonların yavaş gerçekleşmesi ve bunun sonucunda tüm işlemin yavaş olmasıdır.

Cevher hazırlama, temel olarak, kıymetli mineralleri cevherden ayırma işlemidir. Endüstriyel ölçekli cevher hazırlama işlemleri birçok aşamadan oluşur. Cevher temelde fiziksel, kimyasal ve fizikokimyasal özelliklerinden oluşan farklara göre ayrılmaktadır.

Pirometalurji ekstraktif metalurji dallarından biridir. Temel amacı; kıymetli metalleri kazanmak için, cevhere bir dizi ısıl işlem uygulamak ve malzemenin bu işlemler sonucu fiziksel ve kimyasal olarak değişime uğramasını sağlamaktır. Bu şekilde kıymetli metallerin kazanılması hedeflenir.

Altın üretimi öncelikle, metalin yer altından çıkartılması, ön zenginleştirme için uygun işlemlerin uygulanması ve ardından uygun metalurjik (hidrometalurji/pirometalurji) işlemlerin uygulanmasıyla gerçekleştirilir.

Protein saflaştırması, karmaşık bir karışımdan tek bir tip proteini izole etmek için izlenen bir seri süreçtir. İlgi duyulan bir proteinin işlevi, yapısı ve diğer proteinlerle etkileşiminin karakterizasyonu için protein saflaştırması şarttır. Başlangıç malzemesi genelde bir biyolojik doku veya mikrobiyal kültürdür. Saflaştırma sürecinin çeşitli adımları sonucunda, protein içinde hapsolduğu ortamdan kurtarılır, karışımda bulunan protein olan ve protein olmayan kısımlar birbirinden ayrılır ve nihayet arzulanan protein tüm diğer proteinlerden ayrıştırılır. Bir proteinin diğer tüm proteinlerden ayrıştırmak, protein saflaştırmasının en zahmetli yanıdır. Ayrıştırma adımlarında proteinlerdeki büyüklük, fizikokimyasal özellikler, bağlanma afinitesi ve biyolojik etkinlik gibi unsurlardaki farklılıklardan yararlanılır.

Ayırma işlemi, bir kimyasal madde karışımını en az iki veya daha fazla ürüne dönüştürmek için kullanılan yönteme verilen addır. Ayırma işlemi sonucunda oluşan ürünlerden en az biri, kaynaktaki bileşenlerden en az biri ya da birden fazlası bakımından zenginleşir. Bazı durumlarda karışımlar bir ayırma işlemiyle neredeyse tamamen saf iki bileşene ayırabilir. Karışımın bileşenleri arasındaki fiziksel veya kimyasal farklarından yararlanılarak ayırma gerçekleştirilir.

<span class="mw-page-title-main">Yüksek performanslı sıvı kromatografisi</span>

Yüksek performanslı sıvı kromatografisi bir analitik kimya yöntemidir. Karışımlardaki bileşenlerin, ayrıştırılmasında, nitelik ve niceliklerinin belirlenmesinde kullanılan bir analiz tekniğidir. Bu teknikte pompalar ile pompalanan yüksek basincli sıvı faz aracılığıyla taşınan analitler, kromatografik kolona ulaşır. Kolona ulaşan analitler, kolon ile farklı şekillerde etkileşip, farklı zamanlarda detektöre ulaşırlar. Burada, kolon katı bir adsorbent maddeyle doludur ki bu maddenin özellikleri sayesinde kromatografik ayrışma gerçekleşir.

Çözülme, çözücünün moleküller ile etkileşimini tanımlar. Hem iyonize hem de yüksüz moleküller, çözücü ile güçlü bir şekilde etkileşir ve bu etkileşimin gücü ve doğası, çözücünün viskozite ve yoğunluk gibi özelliklerini etkilemenin yanı sıra çözünürlük, reaktivite ve renk dahil olmak üzere çözülen maddenin birçok özelliğini etkiler. Çözülme sürecinde iyonlar eş merkezli bir çözücü kabuğu ile çevrelenir. Çözülme, çözücü ve çözünen moleküllerin çözünme kompleksleri halinde yeniden düzenlenmesi sürecidir.

Islak kimya, materyalleri analiz etmek için gözlem gibi klasik yöntemleri kullanan bir analitik kimya biçimidir. Analizlerin çoğu sıvı fazda yapıldığından ıslak kimya olarak adlandırılır. Islak kimya, laboratuvar tezgâhlarında birçok test yapıldığından, tezgâh kimyası olarak da bilinir.

<span class="mw-page-title-main">Aktinit kimyası</span>

Aktinit kimyası, aktinitlerin süreçlerini ve moleküler sistemlerini araştıran nükleer kimyanın ana dallarından biridir. Aktinitler, isimlerini grup 3 elementi olan aktinyumdan alır. Resmi olmayan kimyasal sembol An, aktinit kimyasının genel tartışmalarında herhangi bir aktinide atıfta bulunmak için kullanılır. Aktinidlerin biri hariç tümü, 5f elektron kabuğunun doldurulmasına karşılık gelen f blok elementleridir. Bir d-blok elementi olan lavrensiyum da genellikle bir aktinit olarak kabul edilir. Lantanitlerle karşılaştırıldığında, yine çoğunlukla f-blok elementleri, aktinitler çok daha değişken değerlik gösterirler. Aktinid serisi, aktiniyumdan lavrensiyuma kadar atom numaraları 89 ile 103 arasında değişen 15 metalik kimyasal elementi kapsar.

Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.