Investigation of Dissolution of Zinc Powder Obtained Waste Alkaline Battery in Sodium Hydroxide Solutions

Abstract

Atık pillerin metal içerikleri metalürjik yöntemler yardımıyla geri kazanılabilir. Bu yöntemlerden birisi\ud hidrometalurjik metottur ve sulu çözeltilerde kimyasal reaksiyonlar yardımıyla metal, metal tuzları ve\ud bileşiklerinin üretimini kapsar. Metodun ilk aşaması katı sıvı kütle transferini içeren liç prosesidir. Liç\ud işleminde katı madde bir çözücü ile çözündürülür ve metal değerler çözelti ortamına transfer edilir. Bu\ud çalışmada, atık alkali pillerdeki çinko pil tozunun sodyum hidroksit çözeltilerindeki çözünürlüğü\ud incelenmiştir. Deneylerde pil tozunun çözünürlüğü üzerine çözelti derişimi, reaksiyon sıcaklığı, katı\ud tanecik boyutu, katı/sıvı oranı ve karıştırma hızının etkileri araştırılmıştır. Derişim, sıcaklık ve karıştırma\ud hızının artmasıyla, katı/sıvı oranı ve katı tanecik boyutunun ise azalmasıyla çözünürlüğün arttığı tespit\ud edilmiştir. Elde edilen deneysel bulgulara göre, diğer parametrelere nazaran reaksiyon sıcaklığı ve\ud çözelti derişiminin çinko tozun çözünürlüğü üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu söylenebilir. Çözelti\ud derişimi 0,5 mol/L iken 120 dakikalık liç süresinden sonra pil tozundaki çinkonun %19’unun çözündüğü,\ud derişim 2,5 mol/L değerine arttırıldığında ise sadece 20 dakikalık liç süresinde çinkonun %99’unun\ud çözündüğü belirlenmiştir. Sıcaklık 20 °C den 60 °C’ye yükseldiğinde sırasıyla 120 dakika ve 30 dakika liç\ud süresinden sonra pil tozundaki çinkonun çözünürlüğünün %96,7 ve %98,3 olduğu tespit edilmiştir.Metal contents of waste batteries can be recovered by metallurgical methods. One of these methods is\ud hydrometallurgical route, and it involves the production of metal, metalsalts and compounds by means\ud of chemical reactions in aqueous solutions. First step of hydrometallurgy is leaching process containing\ud a solid to liquid mass transfer. In the leaching process,solid material is dissolved by a solvent, and metal\ud values are transferred into solution medium. In thisstudy, it wasinvestigated dissolution ofzinc powder\ud in waste alkaline batteries in sodium hydroxide solutions. In the experiments, the effects of solution\ud concentration, reaction temperature, particle size of solid, solid to liquid ratio, and stirring speed on\ud dissolution of battery powder were studied. It wasfound that the dissolution increased with an increase\ud in concentration, reaction temperature and stirring speed, and with a decrease solid‐to‐liquid ratio and\ud in particle size. According to the experimental results obtained, it can be said that the reaction rate and\ud solution concentration compared to other parameters have an important effect on dissolution of zinc\ud powder. At a solution concentration of 0,5 mol/L, it was determined that 19% of zinc in battery powder\ud dissolved after 120 min of leaching time, while at a concentration of 2,5 mol/L, 99% of zinc dissolved\ud only after 20 min of leaching time. It was found that the extent of leaching of zinc in battery powder\ud was 96,7% to 98,3% when the temperature rose from 20 °C to 60 °C after 120 min and ...