Çinkonun Bakır α-benzoinoksim ile Flotasyon Koşullarının İncelenmesi

Çinko metalinin bakır α-benzoinoksim (şekil 3.4) ile birlikte çöktürülerek flotasyon koşullarının belirlenmesinde kullanılan kimyasalar ve cihazlar aşağıda belirtilmiştir.

C H

OHNOH

Şekil 3.4: α-Benzoinoksim yapısal formülü

Bütün katı kimyasallar analitik saflıktadır ve bütün deneysel aşamalarda de-iyonize su kullanılmıştır.

Çinko standartları, 1000 mg/L standart çözeltisinden yola çıkılarak hazırlanmıştır. 2500 µg bakır çözeltisi Cu(NO3)22.5H2O (Merck) katısından hazırlanmıştır. % 0.05 α-benzoinoksim (Merck) 0.25 M NaOH (Merck) çözeltisinde çözülerek hazırlanmıştır ve ortamın pH’sı 0.25 M NaOH çözeltisi ile pH 10.25’e ayarlanmıştır.

Ortamın iyonik şiddeti doygun KNO3 (Merck) ile sağlanmıştır. Yüzey aktif madde olarak kullanılan % 0.5’lik NaDDS % 96’lık etanol çözeltisi içinde hazırlanmıştır. 0.1 M NH4NO3 (Merck) çözeltisi yıkama çözeltisi olarak kullanılmıştır. Flotasyon işlemi sırasında oluşan çökeleğin çözünmesi için 4.0 M HNO3 (Merck) ve derişik HNO3 kullanılmıştır. Flotasyon sonunda kolonun temizliği için etanol ve derişik HNO3 çözeltisi kullanılmıştır.

Her bir flotasyon işlemi flotasyon kolonunda gerçekleştirilmiştir. Flotasyon için kullanılan kolonun uzunluğu 70 cm ve kolonun çapı 4 cm’dir. Şekil 3.5’de gösterilen flotasyon kolonu ve düzeneği deney süresince kullanılmıştır. Kullanılan kapilerin uzunluğu ise 110 cm’dir. Kolonun alt kısmı sinterle kaplanmıştır. Cam kolonun ucuna 4 nolu nuçe hunisi takılmış ve bu sistem rodajlı kapağı ve bir yan çıkışı olan bir desikatör üzerine yerleştirilmiştir.

Hanna pH 211 marka kombine cam elektrotlu pH metre kullanılmıştır. Kompleks oluşma esnasında ortamın pH’ı bu pH metre ile izlenmiştir. Karıştırma ve ısıtma işlemleri için, Kika model magnetik karıştırıcı, örneğin kolondan alınması için, Ulvac marka vakum pompası kullanılmıştır. Flotasyon işlemlerinden sonra çinko miktar analizi Perkin Elmer model Alevli AAnalyst 800 Atomik Soğurma Spektrometresi ile yapılmıştır. Alev kaynağı olarak hava- asetilen gaz karışımı kullanılmıştır. Çinko için Zn oyuk katot lambasında 213.9 nm dalga boyu kullanılmıştır.

Tablo 3.2: Zn(II)için standart atomik soğurma koşulları

Dalgaboyu Slit Bağıl Karakteristik Karakteristik Gürültü Derişim Derişim Kontrol (nm) (nm) (mg/L) (mg/L) 213.9 0.7 1.0 0.018 1.0

3.3.2. α-Benzoinoksim

α-benzoinoksimin bazik ortamda bakır için spesifik organik reaktif olduğunu ilk olarak Feigl 1924’te belirtmiştir (Langer, 1942, Dunleavy ve diğ., 1950, Madera, 1955). α-benzoinoksim reaktifi bakır için oldukça spesifiktir. Molibden(VI), tungsten(VI), ve vanadyum(V) iyonları da α-benzoinoksimle kompleks verirler fakat bu iyonların çevre örneklerinde bakırla birlikte bulunması beklenilmemektedir (Mahendra, 2003). Ayrıca α-benzoinoksim bazik ortamda bakıra spesifik olduğundan diğer metallerle asidik ortamda çökebilmektedir (Langer, 1942). Nötral sodyum klorür çözeltisinde benzoinoksim ve salisilaldoksim varlığında bakırın korozyon davranışı incelenmiştir. Bu iki organik inhibitörlerin bakırın korozyonuna etkisi elektrokimyasal impedans spektroskopisinde incelenmiştir ve bakırın inhibisyonunu azalttığı belirlenmiştir. Cicileo ve diğ., (1999). Buradan yola çıkılarak bakırın α- benzoinoksim ile oluşturduğu mavi-yeşil çökeleği çinko için çöktürücü reaktif olarak kullanılmıştır.

3.3.3. Ön-deriştirme işlemi

Çinkonun ön-deriştirme işleminde birlikte çökelme ve flotasyon işlemleri uygulanmıştır. Bakır -α-benzoinoksim ile çökelek oluştururken oluşan çökelek çinko için toplayıcı reaktif olarak ortamdaki eser miktardaki çinkoyu içinde toplamaktadır. Flotasyon işlemi sırasında da çinko toplayıcı reaktifle birlikte su fazından ayrılarak geri kazanım çalışmaları gerçekleştirilmiştir.

3.3.4. Birlikte çökelme

pH metrenin kalibrasyonu yapıldıktan sonra 600 mL’lik beher içerisine 500 mL deiyonize su boşaltılmış ve pH elektrodu çözeltiye daldırılmıştır. Manyetik karıştırıcı üstünde bulunan behere 3 mL doygun KNO3 iyonik şiddeti ayarlamak için ilave edilmiştir. 0.5 mL % 0.05 α-benzoinoksim eklendikten sonra 0.25 M NaOH ile pH 10.25’e getirilmiştir. 2500 µg Cu+2 eklendikten sonra 1 mL 25 mg/L Zn+2 standart çözeltisinden ilave edilmiştir. 15 dakika karıştırılmıştır. Bu süre içerisinde mavi yeşil çökelek oluşumu gözlenmiştir. Çökelek oluşumu sırasında oluşan pH değişiklikleri seyreltik NaOH ve HCl çözeltileri ile pH 10.25’de tutulmuştur. Bu süre bitiminde 1 mL % 0.5 NaDDS eklenerek 1 dakika daha karıştırılmış ve magnetik karıştırıcı kapatılmıştır. Çözelti flotasyon kolonuna beher içerindeki magnet çıkarıldıktan sonra boşaltılmıştır. Beher, magnet ve elektrot yüzeyi 0,1 M NH4NO3 çözeltisi ile kalan komplekslerin temizlenmesi için yıkanmıştır. Bu yıkama çözeltisi de kolona aktarılmıştır.

3.3.5. Flotasyon işlemi

Çözelti ve yıkama çözeltisi flotasyon kolonuna aktarıldıktan sonra kolonun alt kısmından otomatik büret puarı yardımıyla 1-2 dakika hava verilerek hava kabarcıkları oluşumu sağlanmıştır. Oluşturduğumuz kompleksin, oluşan hava kabarcıkları ve köpükle birlikte kolonun üst kısmında toplandığını gördükten sonra çözelti berrak bir hale gelinceye kadar bir süre beklenmiştir. Daha sonra, desikatörün yan çıkışına vakum pompası takılmış ve çözelti kolonun alt kısmından çekilerek

sinter kısmında ve çeperlerinde kalmıştır. Flotasyon düzeneğinin alt kısmında bulunan desikatör içerisindeki atık çözelti boşaltılmış ve desikatör içerisine 100 mL’lik mezür ağız kısmı kolonun ucundaki huniye gelecek şekilde yerleştirilmiştir. Kolonun çeperlerinde kalan kompleksin temizlenmesi ve kompleksin çözülmesi için kolon, 2.5 mL buhar çıkaracak kadar ısıtılmış derişik HNO3 ile yıkanmıştır. Kolonun alt kısmında toplanan asit çözeltisi, ucuna puar takılan kapiler vasıtasıyla çekilerek kolonun çeperleri birkaç kez daha yıkanmıştır. Daha sonra kolon 5 mL, 4.0 M buharı çıkana kadar ısıtılmış HNO3 ile 3 defa daha yıkanmıştır ve böylece çeperlerdeki bütün kompleksler temizlenmiştir. Vakum pompası çalıştırılarak oldukça asidik olan çözelti, desikatör içine yerleştirilen mezürde toplanmıştır. Mezürdeki ki çözelti 25 mL’lik balonjojeye aktarılmıştır ve 4.0 M HNO3 ile 25 mL’ye tamamlanmış ve kapaklı 50 mL’lik cam reaktif şişelere konularak FAAS ölçümüne hazırlanmıştır. Her bir flotasyon işleminden sonra kolon iki kez destile su ile doldurularak yıkanmıştır. Bir günlük çalışma sona erdiğinde, kolon iki kez destile su ile ve son olarak da etanol ile yıkanmıştır.