1.GİRİŞ. Çinko oksitin başlıca kullanım alanları şunlardır.

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "1.GİRİŞ. Çinko oksitin başlıca kullanım alanları şunlardır."

Osman Akın
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 POSTER SUNUMLAR GEMÝLERDE GALVANÝK KOROZYONA KARÞI KULLANILAN ÇÝNKO TUTYALARIN GERÝ DÖNÜÞÜMÜ Y.Müh.Murat TOSUN / ÝTÜ Makina Fakültesi Yrd.Doç.Dr. Mehmet Türker / DHO Met.Müh. Nihad GÜLMEZ / Gölcük Tersanesi 392

2 Galvanik anot, bir yapıyı katodik olarak korumak üzere kullanılan ve bulunduğu ortamda pozitif iyon halinde çözünerek akım üretimini sağlayan elektrottur. Korozyona uğramakta olan bir metale kendinden daha aktif olan bir metal (galvanik anot) bağlanacak olursa, bu durumda katot reaksiyonu için gerekli olan elektronlar galvanik anot olarak bağlanan metalin kendiliğinden yürüyen yükseltgenme reaksiyonu ile sağlanır. Böylece korunan metal yüzeyindeki bütün anodik reaksiyonlar tam olarak durur. Galvanik anotlu katodik koruma da bu temel ilkeye dayanır[1]. Türkiye de çinko anoda özellikle denizcilik sektöründe TUTYA denilmektedir. İngilizce de çinko anodun karşılığı zinc anod tur[2]. Bu çalışmada, üretim sektöründe diğer malzemelere göre metalik çinko oranı yüksek malzemeler olan, kullanılmış gemi tutyalarının geri kazanımına dair bir araştırma yapılmıştır. 1.GİRİŞ Dünya nüfusunun artması ile birlikte doğal kaynaklara olan ihtiyaç da paralel olarak artmaktadır. Sürdürülebilir kaynak kullanımına en büyük katkı ise Geri Dönüşüm sayesinde olmaktadır. Geri dönüşüm; atık miktarının, nakliyenin, işçiliğin azalması ve metal kurtarma randımanının yükseltilmesi bakımından işletmelerin olduğu kadar doğal kaynakların korunması ve enerji tasarrufu yönünden de üzerinde önemle durulması gereken toplumsal bir konudur. Üretim sektöründe en büyük kalemlerden biri enerjidir. Enerjinin verimli kullanılmasıyla rekabet gücü üzerinde şüphesiz çok etkilidir. Ülkemiz açısından ise enerjinin büyük kısmının ithal hammadde ile sağlanması nedeniyle verimli enerji kullanımı daha önemlidir[3]. Çalışma konusu olan çinko; hem metal olarak hem de çinko oksit olarak kullanılabilen bir hammaddedir. Metalik çinko çoğunlukla alaşımlandırma amaçlı kullanıldığı gibi saf halde de talebi olan bir metaldir. Çinko oksit ise başta seramik ve tarım olmak üzere yaygın talep gören bir hammaddedir. Çinko oksit buharlaştırılıp yeniden oksitlenerek (Saf çinkonun veya geri dönüşüm çinkonun, çinko oksit eldesinde faydalanılan Fransız veya Amerikan yöntemleri ile) asiküler (iğne şekilli) yapıda veya özellikle lastik sanayiinin istediği gibi nodüler yapıda elde edilebilir. Çinko oksitin başlıca kullanım alanları şunlardır. -Seramik ve Cam Sektörü Üretimlerinde en çok çinko oksit kullanımı cam ve seramiklerdedir. Başlıca rolü seramik yer ve duvar karoları, ya da sıhhi ve masa seramik objeler için hamur ve emaye hazırlığında bir flaks elemanı gibi davranmaktır. Çinko oksit şu anda sanatsal cam, masa ve yemek pişirme gereçleri, kristal cam üretiminde de kullanılmaktadır. -Kimya Sektörü Çinko oksit, diğer çinko bileşiklerin(çinko fosfat, çinko stearat, çinko fosfat, çinko nitrat, çinko sülfat, çinko oktoat, çinko naftenat, çinko klorür, çinko asetat) üretimi için önemli bir başlangıç malzemesidir. Ayrıca organik kimyasal reaksiyonların geniş bir yelpazesinde, kendi başına ya da daha karmaşık bir katalizör sisteminin bir parçası olarak kullanılır. Çok iyi bilinen çinko oksit uygulamalarından birisi, hidrokarbon tesislerinin gazlarından sülfür dioksit ve hidrojen sülfidi uzaklaştırma yeteneğidir. -Yağ ve Gresler Çinko oksit, hem çinko ditiofosfatlar hem de bazı özel yağ ve gres formülasyonlarının üretimi için kullanılmaktadır. Otomotiv motor yağlarında çinko oksidin ana rolü, motorda korozyon, oksidasyon ve aşınmayı azaltmada yardım etmektir. Çinko oksit bazen yüksek sıcaklık ve yüksek basınç uygulamaları için greslerin hazırlanmasında kullanılır. -Hayvancılık ve Tarım Çinko oksit, bitkiler ve hayvanlar için önemli bir mikro besin olarak kabul edilmektedir. Çinko oksit, toprak kompozisyonundan kaynaklanan zayıf bio-uygunluğunu veya çinko eksikliğini telafi etmek için gübrelere ilave edilir. Ayrıca, temel element çinko kaynağı olarak bileşik hayvan yemleri ve mineral ön karışımlarında kullanılır. -Tıp ve Kozmetik Uygulamaları Çinko oksit, tıbbi ve kozmetik uygulamalarda geniş bir kullanım alanı bulmuştur. Morötesi ışığı emme yeteneği sayesinde, bronzlaştırıcı losyonlar içinde kullanılan aktif bir bileşendir. Asit nötralize kabiliyeti ve hafif bakteri yok edici özellikleri ile de tanınır ki, ağrı ve kızarıklığı azaltmada yardımcı olan vücut/antiseptik kremlerinde ideal bir bileşendir. Ayrıca, tıbbi bantlar ve plasterlerde, bazı diş macunu formülasyonlarında ve diş sementlerinde kullanılır. Ve en önemlisi, insan vücudu için gerekli mikro besin kaynağı olarak besin takviyeleri ve vitamin tabletlerinde kullanılmaktadır[4]. -Lastik üretimi Çinko oksit, hem vulkanizasyon sırasında kimyasal aktivitesi hem de bitmiş lastik ürünün fiziksel özellikleri üzerindeki etkisi açısından, lastik ürünleri için önemli bir elemandır. 393

-Diğer kullanım alanları Plastiklerde yangın dayanımının geliştirilmesi Plastik veya ahşap kaplama UV bozunmalarının azaltılması Deniz boyalarında çürüme önleyici Lateks boya formülasyonlarında pas

3 -Diğer kullanım alanları Plastiklerde yangın dayanımının geliştirilmesi Plastik veya ahşap kaplama UV bozunmalarının azaltılması Deniz boyalarında çürüme önleyici Lateks boya formülasyonlarında pas koruması Bazı metal kaplama çözeltileri veya elektrogalvanizlemede Pil uygulamalarında Varistör üretiminde Kabartma PVC yer kaplaması üretiminde Yüksek yoğunluklu veri depolama ürünlerinde Manyetik ferrit üretiminde 2.DENEYSEL ÇALIŞMALAR : 2.1. Malzeme Malzeme olarak hurda çinko anotlar kullanılmıştır. Şekil 1. Kıtalara göre çinko oksit kullanım oranları [4] Tablo 1. Çinko anotların kimyasal bileşimleri (ASTM B ) [5] Deney Düzeneği Şekil 2. Hurda çinko anotlar. Çinkonun geri kazanım yöntemi içerdiği metalik ve oksit halindeki miktarlara bağlıdır. Yaygın geri kazanım metodu bir miktar metal içeren malzemenin potalarda veya ibrik tipi fırınlarda distilasyonla buharlaştılarak çinkonun metalik olarak elde edilmesidir. Oksit oranı yüksek malzemeler ise önce kömürle redüklenerek çinko buhar fazına alınır ve daha sonra çinko oksitlerek ZnO olarak filtrelerde toplanır. Bu çalışmada ise metalik çinkonun geri kazanımında distilasyona bir alternatif olarak düşünülmüştür. Çalışmanın hareket noktası; oksitlerin klor tarafından saf metallere göre daha kolay metal tuzu oluşturması nedeniyle çinko oksitin yapıda olmayacağıdır. 394

4 Şekil 3. Çinko anot geri dönüşüm çalışması için kullanılan kutular. Şekil 3 te skeç resmi sunulan birbiri içine geçebilen iki kutu imal ettirilmiştir. Fırın içerisine alınan alt kısmı delikli olan içteki kutuya hurda tutyalar yerleştirilerek kapaklar kapatılmış ve fırın 800oC e çıkarılarak, yaklaşık 2 saat fırında bekletilmiştir. Bu süre sonunda cüruf ve tutya lamaları iç kısımdaki kutu içinde kalmış, ergimiş metal ise dıştaki kutuda toplanmıştır. Deneye ait çevrim Şekil 4 te gösterilmektedir Deneysel Sonuçlar Şekil 4. Deneye ait çevrim. Fırında ergitilerek külçe haline getirilen çinko metalin geri dönüşüm oranı %76,8 olarak bulunmuştur(tablo 2). Bu oran, saf çinkonun ergitilmesinde ise %90-95 civarındadır. Bununla birlikte elde edilen çinko külçe kimyasal bileşimindeki, yüksek demir ve kadmiyum oranı tutya kullanımı için uygun olmamakla birlikte(tablo 3), Pirinç Bronz üretiminde katkı olarak kullanılmasının daha uygun olacağı değerlendirilmektedir. Tablo 2. Ergitilen hurda çinko anodun deney sonucu incelemesi. 395

5 Tablo 3 Elde Edilen Çinko Külçenin Analizi: Şekil 5. Elde Edilen Çinko Külçeler 3.SONUÇ -Elde Edilen metal geri dönüşüm oranı %76,8 dir. (Saf çinkonun ergitme randıman %90-95 civarındadır). -Elde edilen çinko külçe kimyasal bileşiminde demir ve kadmiyum oranlarının yüksek olması sebebiyle çinko anot(tutya) imalatı için uygun değildir. Ancak Pirinç Bronz üretiminde katkı olarak kullanılması yönünden daha uygun olacağı değerlendirilmektedir. - Hurda çinkonun buharlaşma sıcaklığı altına ısıtılması distilasyona göre düşük enerji tüketimini ortaya çıkarmıştır. - Mevcut batch tipi fırın çalışması, ısı kayıpları nedeniyle uygun değildir. Ancak bu tip bir geri kazanım için bantlı fırın dizaynının daha faydalı olacağı değerlendirilmektedir. 4.REFERANSLAR [1] ÇOBAN, K., Ketonik Bazlı Reçinelerle Paslanmaz Çelik ve Bakırın Korozyonunun Önlenmesi, İstanbul Teknik Üniversitesi [2] Esen Metal [3] Türkiye nin Enerji Sorunları ve Çözüm Arayışları, Prof. Dr. M. Ali Bilginoğlu [4] Zinc Oxide Applications - umicore.com /ZincOxide /ZNO marketapplications/ [5] ASTM B (Standard Specıfıcatıon For Cast And Wrought Galvanıc Zınc Anodes) 396

Benzer belgeler

KOROZYON DERS NOTU. Doç. Dr. A. Fatih YETİM 2015

KOROZYON DERS NOTU. Doç. Dr. A. Fatih YETİM 2015 KOROZYON DERS NOTU Doç. Dr. A. Fatih YETİM 2015 v Korozyon nedir? v Korozyon nasıl oluşur? v Korozyon çeşitleri nelerdir? v Korozyona sebep olan etkenler nelerdir? v Korozyon nasıl önlenebilir? Korozyon