Research Information System
Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, vol.25, no.74, pp.467-480, 2023 (Peer-Reviewed Journal)
This study investigated the evaluation of copper-containing waste sludge using various acid solutions.
Waste sludge was obtained as a by-product during the production of copper sulfate pentahydrate
(CuSO4∙5H2O). 15-20% of the world's copper production is realized by processing secondary raw
materials (scrap, slag, waste, etc.). This waste sludge should be evaluated since it has high copper
content (26.44% Cu by wt.). Waste sludge was beneficiated by hydrometallurgical processes using
different acid solutions (sulfuric, hydrochloric, and nitric acid) at varying temperatures (60°C, 80°C),
solid-liquid ratio (1/5, 1/10, 1/20), and acid concentrations (1 M, 3 M). The highest Cu leaching
efficiency was achieved with 99.6 wt. % by using a 3 M HNO3 solution at a solid-liquid ratio of 1/20 at
60 °C. Minitab 21.2 Statistical Software was used for the statistical analysis of the leaching process.
Analysis of factors and interactions, analysis of variance (ANOVA), and linear regression analyses were calculated for selected factors and their levels. It has been found that the order of action of the
factors is from high to low: S/L ratio - Acid type - Molarity - Temperature. It has been determined that
Acid type * S/L ratio and Acid type * S/L Ratio * Molarity interactions have a high effect on Cu leaching
efficiency. The F0 , Fcritic and P-values are calculated for the 95% confidence level. The determination
coefficient (R2) value reached 99.49% in the linear regression analysis,. The equations based on
temperature, solid-liquid ratio, and acid concentration are derived for each acid type.
Bu çalışmada, bakır içerikli bir malzeme olan ve bakır sülfat pentahidrat (CuSO4∙5H2O) üretimi
sırasında oluşan atık çamurun çeşitli asit çözeltileri kullanılarak değerlendirilme olanaklarının
araştırılması amaçlanmıştır. Dünya bakır üretiminin % 15-20’si ikincil hammaddelerin (hurda, curuf,
atık, v.b.) işlenmesi ile gerçekleşmektedir. CuSO4∙5H2O üretiminde açığa çıkan atık çamurun yüksek
bakır içeriğine sahip olması (ağ. % 26,44 Cu), bu atık malzemenin değerlendirilmesini gerekli
kılmaktadır. Atık çamur, farklı asit çözeltilerinin (sülfürik asit, hidroklorik asit, nitrik asit) değişen
sıcaklık (60°C, 80°C), katı-sıvı oranı (1/5, 1/10, 1/20) ve asit konsantrasyonunda (1 M, 3 M);
hidrometalurjik süreçler kullanılarak değerlendirilmiştir. Ağırlıkça % 99,6’ya varan değerlerde bakır
çözeltiye alma verimine 1/20 katı-sıvı oranındaki 3 M HNO3 çözeltisinin 60 °C sıcaklıkta
kullanılmasıyla ulaşılmıştır. Çözültiye alma işleminin istatistiksel analizi için Minitab 21.2 İstatistiksel
Yazılımı kullanılmış, seçilen faktör ve seviyelerinde, faktör ve etkileşimlerin analizi, varyans analizi
(ANOVA) ve lineer regresyon analizleri hesaplanmıştır. Faktörlerin etki sırası, yüksekten düşüğe
doğru, K/S oranı – Asit türü – Molarite – Sıcaklık şeklinde olduğu bulunmuştur. Asit türü * K/S oranı
ve Asit türü * K/S Oranı * Molarite etkileşimlerinin verim üzerine yüksek etkiye sahip olduğu tespit
edilmiştir. F0 , Fkritik ve P-değerleri % 95 güvenirlilik seviyesi için hesaplanmış olup, yapılan lineer
regresyon analizlerinde % 99,49’a ulaşan determinasyon katsayısı (R2) değerine ulaşılmıştır. Her bir
asit türü için sıcaklık, katı-sıvı oranı ve asit konsantrasyonuna bağlı denklemler türetilmiştir