Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi

KUL, Mehmet; BEKTAŞ, Hacı Ali; KARAKAYA, İshak; ŞİMŞİR, Mehmet; KUMRUOĞLU, Levent Cenk

Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi

Yürütücü

Mehmet KUL (Cumhuriyet University, Department of Metallurgical and Materials Engineering, Sivas, TURKEY)

Danışman(lar)

Hacı Ali BEKTAŞ (Cumhuriyet Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Sivas, Türkiye)

Araştırmacı(lar)

Mehmet ŞİMŞİR, (Necmettin Erbakan Üniversitesi Ahmet Keleşoğlu Eğitim Fakültesi Türkçe ve Sosyal Bilimler Eğitimi Bölümü)

İshak KARAKAYA, (Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Levent Cenk KUMRUOĞLU (Diğer)

14 2

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 370 Proje No: 116M406 Proje Bitiş Tarihi: 15.04.2019 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 28-02-2020

Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi

Öz:

Elmas testere, soket adı verilen kesici uçların dairesel bir çelik gövdeye kaynatılması ile elde edilir. Soketler bir takım metal tozlarının ve sanayi elmaslarının karısımı olup, yüksek ısı ve basınca tabi tutularak (sinterlenerek) elde edilir. Elmas testerelerin kullanımı sırasında soketler asınmakta ve kırılmaktadır, islevini yitiren soketler (üretim sırasında hasarlı çıkanlar, çalısma boyundan daha kısa duruma gelen soketler) herhangi bir islemle yeniden kullanılır duruma dönüstürülmemektedir. Proje kapsamında elektro çözündürme-biriktirme prosesi kullanılarak elmas soketlerin geri kazanımına iliskin çalısmalar yapılmıstır. Bu çalısmalarda anot olarak baglanan elmas soketler çözündürülürken, katotta ise toz biriktirmek amaçlanmıstır. Soket içerisinde bulunan elmas partikülleri ise hücre içerisinden toplanmaktadır. Proje kapsamında bakır, kobalt ve bronz esaslı olmak üzere üç farklı soket kompozisyonu ile çalısılmıstır. Soketlerin geri dönüsümü için iyonik ve sulu elektrolitler ile çalısmalar yapılmıstır. Sulu elektrolit olarak sülfatlı ve klorürlü elektrolitler denenmistir. Iyonik çözelti olarak choline chloride + ethylene glycol, choline chloride + üre ve choline chloride + malonik asit olmak üzere üç farklı iyonik sıvı ile denemeler yapılmıstır. Bu denemelerde ethaline (choline chloride + ethylene glycol) elektroliti ile en iyi sonuçlar elde edilmistir. Ethaline iyonik sıvısının viskozitesini düsürmek için saf su eklenerek yapılan çalısmalar da yapılmıstır. Bu çalısmalarda saf ethaline elektrolitinden daha iyi anodik ve katodik verim degerlerine ulasılmıstır. Deneysel çalısmalarda anodik ve katodik verimi, üretilen tozların tane boyutunu etkileyen akım yogunlugu, elektrolit metal ve asit konsantrasyonu gibi birçok faktör incelenmistir. Ön deneylerden elde edilen veriler kullanılarak anodik ve katodik verimi arttırmaya yönelik optimizasyon çalısmaları yapılmıstır. Proje kapsamında endüstride kullanılabilecek bir prototip tasarlanmıs ve imal edilmistir. Optimizasyon verileri kullanılarak prototipte çalısmalar yapılmıstır. Bu prototipte hurda elmas soketler çözündürülerek basarılı bir sekilde bakır, kobalt ve bronz tozları üretilmis ve elmas geri kazanılmıstır. Prototipte üretilen bakır ve bronz tozlarının oksitlendigi XRD analizi ile belirlenmistir. Bu tozlar argon-H2 gazı karısımı atmosferinde indirgenerek metalik toz üretilmistir. Üretilen tozlardan ticari bir soket üretilmistir. Üretilen soketin sertlik ve yogunluk degerlerinin ticari tozlarla üretilen soketlere benzer özellikler gösterdigi tespit edilmistir.

Anahtar Kelime: toz metal üretimi. elmas geri kazanımı hurda soket Elektro çözündürme-biriktirme

Konular: Malzeme Bilimleri, Özellik ve Test Metalürji Mühendisliği

Erişim Türü: Erişime Açık

Aghazadeh, M., Zakeri ,A., Bafghi, M.Sh., 2011. “Modeling and optimization of surface quality of copper deposits recovered from brass scrap by direct electrowinning” Hydrometallurgy, 111-112,103-108
Bakkar, A. Neubert, V., 2015. “A new method for practical electrodeposition of aluminium from ionic liquids” Electrochemistry Communications, 51, 113–116.
Bard A. J., Faulkner L. R. 2001. “Electrochemical Methods Fundamentals And Applications” JOHN WILEY & SONS, INC.
Bardak F., 2013. Dynamıcs of probes ın ıonıc lıquıds from ultrafast to ultraslow, Doktora Tezi, Texas Tech University
Barmi, M. J., Nikoloski, A., N., 2012. “Electrodeposition of lead–cobalt composite coatings electrocatalytic for oxygen evolution and the properties of composite coated anodes for copper electrowinning”, Hydrometallurgy, 59-66.
Bor, F. Y., 1989. Ekstraktif Metalurji Prensipleri, Kısım II, İTÜ, Gümüşsuyu,
Celep, O., Aydin G., Karakurt I., 2013. “Diamond recovery from waste sawblades: A preliminary investigation” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 227, 6, 917-921.
Chu, Q., Liang, J., Hao, J., 2014. “Electrodeposition of zinc-cobalt alloys from choline chloride–urea ionic liquid”, Electrochimica Acta, 115, 499-503.
Du, C., Zhao, B., Chen, X., Birbilis, N., & Haiyan Yang. 2016 “Effect of water presence on choline chloride-2urea ionic liquid and coating platings from the hydrated ionic liquid”, Nature, 29225.
Das, S.C., Subbaiah, T., 1984. “ Electrowinning of cobalt”, Hydrometallurgy, 12, 317- 333.
Fedyushkina, Y.A., Pomosov, A.V., 1971. “Electrodeposition of Copper-Tin Alloy Powder From A Sulfamine Electrolyte, Powder Metallurgy and Metal Ceramic, 1068- 1302 (Print) 15739066 (Online), Volume 10, Number 6 / June, 434-436
Fornari, P., Abbruzzese, C., 1999 “Copper and Nickel Selective Recovery by Electrowinning from Electronic and Galvanic Industrial Solutions”, Hydrometallurgy, 52, 209-222.
Frank, A.C., Sumodjo, P.T.A., 2014. “Electrodeposition of cobalt from citrate containing baths”, Electrochimica Acta, 132, 75-82.
Ghosh, S., Roy, S., 2014. “Electrochemical copper deposition from an ethaline- CuCl2·2H2O DES’, Surface and Coatings Technology, 238, 15, 165–173.
Griselda V. González Mercado, Carlos J. González, Marcos I. Oliva, Verónica B., 2015. “Morphology of Copper Deposits Obtained by Metallic Electrodeposition” Procedia Materials Science 8, 635 – 640.
Guimarães, Y.F., Santos, I.D., Dutra A.J.B., 2014. “Direct recovery of copper from printed circuit boards (PCBs) powder concentrate by a simultaneous electroleaching - electrodeposition process”, Hydrometallurgy, 149, 63-70.
İşcanli Y., 2010. “Nikel Bakır Çöktürülmüş Karbon Keçe Elektrotta Hidrojen Gazı Çıkışının Araştırılması” Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi
Maksimović, V., Pavlović, Lj., Pavlović, M., Tomić M. 2009. “Characterızatıon Of Copper Powder Partıcles Obtaıned By Electrodeposıtıon” Journal of Applied Electrochemistry.15 (1),19-27.
Mood, A.R., Buchner., R., 2017. “Density, viscosity, and conductivity of choline chloride + ethylene glycol as a deep eutectic solvent and its binary mixtures with dimethyl sulfoxide”, Journal of Molecular Liquids 225, 689-695.
Moradi, E. H., Jafarzadeh K., Borji, S., Abbaszadeh, H., 2015. “Pulse electrodeposition as a new approach in electrowinning of high purity cobalt from WC– Co scraps. Part I: The effect of frequency and duty cycle”, Minerals 77,10-16
Nasonova, M.N., Galinker, V.S., Gorbatyuk, V.A., Klimuk, L.L., 1976 ”Production of Bronze Powders from Tripolyphosphate Electrolytes”, Powder Metallurgy and Metal Ceramic , 15, Number 2, 83-85
Nikolić, N. D., Pavlović, Lj. J., Pavlović, M. G., Popov, K. I., 2008. “Morphologies of electrochemically formed copper powders particles and their dependence on the quantity of evolved hydrogen“Powder Technology, 185, 195-201
Nitkiewicz, Z., Swierzy M., 2006. “Tin influence on diamond–metal matrix hot pressed tools for stone cutting”, Journal of Materials Processing Technology, 175, 306-315.
Nusheh, M., Yoozbashizadeh, H., 2010.“Study on electrowinning of cobalt by cyclic voltammetry technique”, Iranian Journal of Materials Science & Engineering, 7, 2, 45- 48.
Orhan, G., Gezgin, G. G., 2012 “Effect of electrolysis parameters on the morphologies of copper powders obtained at high current densities”, J. Serb. Chem. Soc. 77 (5) 651–665.
Orhan, G., Hapçı, G., 2010 “Effect of electrolysis parameters on the morphologies of copper powder obtained in a rotating cylinder electrode cell” Powder Technology 201, 57–63.
Orhan, G., Kahruman, C., Kırtay S., Arabacı, A., 2008. “Bakır (Cu), Nikel (Ni) Metal Tozlarının ve Bakır – Çinko (Cu-Zn), Bakır – Kalay (Cu-Sn) Alaşım Tozlarının Elektrometalurjik Yöntemle Üretimi ve Üretim Koşullarının Optimizasyonu” Tübitak proje no : 105M137
Owais, A., 2009 “Effect of electrolyte characteristics on electrowinning of copper powder” J Appl Electrochem 39,1587–1595.
Pavlovi, M. G., Nikoli, N. D., Popov, K. I., 2003. “The Current Efficiency During the Cathodic Period of Reversing Current in Copper Powder Deposition and the Overall Current Efficiency” J.Serb.Chem.Soc. 68 (8–9)649–656 ,(2003).
Pavlović, M. G., Pavlović, Lj. J., Ivanović, E. R., Radmilović, V., Popov, K. I., 2001. “The effect of particle structure on apparent density of electrolytic copper powder” J. Serb.Chem. Soc. 66, 923
Plechkova N. V., Seddon K. R. 2008.”Applications of ionic liquids in the chemical industry” Chem. Soc. Rev., 37,123-50.
Popov K. I., Djokić S. S., Grgur B. N., 2002. Fundamental Aspects of Electrometallurgy. Newyork. Kluwer Academic/Plenum Publishers,.
Popov, K. I., Krstić, S. B.,. Pavlović, M. G., 2003. “The critical apparent density for the free flow of copper powder,” J. Serb. Chem. Soc. 68, 511
Popov K.I., Pavlović M.G., Pavlović Lj.J., Maksimović V.M., Ivanović E.R., 2004. “The effect of reversing current on the properties of copper and electrolytic copper powder II. The apparent density and flowability of powders,” Materials Science Forum, 453- 454, 399-404.
Pozzo, R.L., Malicsi, A.S., Iwasaki, I., 1991. “Removal of lead from printed circuit board scrap by an electrodissolution-delamination method’ Resources, Conservation and Recycling, 5, 1, 21–34.
Robbiolaa, L., Tran T.T.M., Dubot P., Majerus O., Rahmouni K.,2008.” Characterisation of anodic layers on Cu–10Sn bronze (RDE) in aerated NaCl solution” Corrosion Science, 9, 2205-2215.
Feng, R., Xu, S., Liu, J., Wang C., 2014. “The influence of Cl on the electrochemical dissolution of cobalt white alloy containing high silicon in a sulfuric acid solution,” Hydrometallurgy, 142,12-32
Sığırcık, G.,2011. “İyonik sıvıda poliselenofen, politiyofen sentezi ve karakterizasyonu” Yüksek lisans tezi, Çukurova üniversitesi
Skury, A.L.D. Bobrovnitchii ,G.S., Monteiro S.N., Gomes C.C., 2004 ”Recovery of synthetic diamonds from scrapped sawblades” Separation and Purification Technology 35 185–190.
Tian, G., Li, J., Hua, Y., 2010. “Application of ionic liquids in hydrometallurgy of nonferrous metals” Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 20, 3, 513- 520.
Tonshoff, H.K., Hillmann-Apmann, Asche, H. J., 2002. “Diamond tools in stone and civil engineering industry: cutting principles, wear and applications” Diamond and Related Materials, 11, 736-741.
Topaloğlu, F., 2013. “Kobalt esasli alaşımlarin bağlayici matris olarak kullanildiği doğal taş kesiminde kullanilan elmas kesici uçlarin karakterizasyonu” İTÜ. Yüksek lisans tezi.
Üneri S. 1988 “Elektrokimya” Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi yayınları Cilt 1, No : 138.
Walden P., 1914 “Molecular weights and electrical conductivity of several fused salts” Bull. Acad. Imper. Sci.,8, 405-422.
Wang L. , Zhang G., Ma F., 2012. ”A study on comprehensive recycling of waste diamond tools” Rare Metals,31, 1, 88-91
Yang P., An, M., Su C., Wang, F., 2008. “Fabrication of cobalt nanowires from mixture of 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride ionic liquid and ethylene glycol using porous anodic alumina template” Electrochimica Acta 54 763–767.
Yang, J-G., Wu Y-T, J. Li, 2012. “Recovery of ultrafine copper particles from metal components of waste printed circuit boards” Hydrometallurgy 121–124 1–6.
Zhang, Q., Wang R., Chen, K., Hua Y., 2014. “Electrolysis of solid copper oxide to copper in Choline chloride-EG Eutectic melt” Electrochimica Acta 121, 78– 82. http://www.galvanoteknik.org/form/dosyalar/10.pdf, Altınok, S.,

APA	KUL M, BEKTAŞ H, ŞİMŞİR M, KARAKAYA İ, KUMRUOĞLU L (2019). Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi. , 1 - 370.
Chicago	KUL Mehmet,BEKTAŞ Hacı Ali,ŞİMŞİR Mehmet,KARAKAYA İshak,KUMRUOĞLU Levent Cenk Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi. (2019): 1 - 370.
MLA	KUL Mehmet,BEKTAŞ Hacı Ali,ŞİMŞİR Mehmet,KARAKAYA İshak,KUMRUOĞLU Levent Cenk Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi. , 2019, ss.1 - 370.
AMA	KUL M,BEKTAŞ H,ŞİMŞİR M,KARAKAYA İ,KUMRUOĞLU L Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi. . 2019; 1 - 370.
Vancouver	KUL M,BEKTAŞ H,ŞİMŞİR M,KARAKAYA İ,KUMRUOĞLU L Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi. . 2019; 1 - 370.
IEEE	KUL M,BEKTAŞ H,ŞİMŞİR M,KARAKAYA İ,KUMRUOĞLU L "Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi." , ss.1 - 370, 2019.
ISNAD	KUL, Mehmet vd. "Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi". (2019), 1-370.

APA	KUL M, BEKTAŞ H, ŞİMŞİR M, KARAKAYA İ, KUMRUOĞLU L (2019). Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi. , 1 - 370.
Chicago	KUL Mehmet,BEKTAŞ Hacı Ali,ŞİMŞİR Mehmet,KARAKAYA İshak,KUMRUOĞLU Levent Cenk Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi. (2019): 1 - 370.
MLA	KUL Mehmet,BEKTAŞ Hacı Ali,ŞİMŞİR Mehmet,KARAKAYA İshak,KUMRUOĞLU Levent Cenk Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi. , 2019, ss.1 - 370.
AMA	KUL M,BEKTAŞ H,ŞİMŞİR M,KARAKAYA İ,KUMRUOĞLU L Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi. . 2019; 1 - 370.
Vancouver	KUL M,BEKTAŞ H,ŞİMŞİR M,KARAKAYA İ,KUMRUOĞLU L Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi. . 2019; 1 - 370.
IEEE	KUL M,BEKTAŞ H,ŞİMŞİR M,KARAKAYA İ,KUMRUOĞLU L "Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi." , ss.1 - 370, 2019.
ISNAD	KUL, Mehmet vd. "Elektro Çözündürme-Biriktirme İle Elmas Testere Hurda Soketlerinden Elmas Geri Kazanımı Ve Toz Metal Üretimi". (2019), 1-370.