Malatya-Kuluncak cevherinden sülfatlayıcı kavurma ve su liçi yöntemiyle nadir toprak elementlerinin liç prosesinin incelenmesi
Investigation of the leaching process of rare earth elements from Malatya-Kuluncak ore by sulfating roasting and water leaching methods
- Tez No: 1010343
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CEREN ERÜST ÜNAL, DOÇ. DR. MEHMET KAYRA KARACAHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Munzur Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Stratejik Hammaddeler ve İleri Teknoloji Uygulamaları Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, Malatya İli Kuluncak İlçesi Başören Köyü civarında bulunan nadir toprak elementi (NTE) içeren cevherin minerolojik ve kimyasal karakterizasyonu yapılmıştır. Cevhere uygulanan kavurma ve liç işlemleri incelenmiştir. Cevherin kimyasal, mineralojik yapısı ve termal davranışları; XRF, ICP-OES, XRD, SEM-EDS ve TGA-DTA analizleri ile belirlenmiştir. Minerolojik analizler K-feldspat ve albit esaslı minerallerinin varlığı ortaya konulmuş kimyasal analizlerde ise ∑NTE içeriği 1084,5 ppm olarak belirlenmiştir. NTE kazanımını artırmak amacıyla cevhere sülfatlayıcı kavurma uygulanmış ve ardından su liçi gerçekleştirilmiştir. Sülfatlayıcı kavurma deneyleri sonucunda Malatya-Kuluncak cevherinde toplam NTE içeriğinin 1084,5 ppm'den 1 M H₂SO₄ koşulunda 4500,07 ppm'e yükseldiği belirlenmiş; bu koşulun özellikle Ce ve La gibi hafif nadir toprak elementlerinin zenginleşmesi açısından en uygun kavurma şartını sağladığı ve sonraki hidrometalurjik kazanım süreçleri için etkili bir ön işlem oluşturduğu ortaya konmuştur. Liç deneylerinde; katı/sıvı oranı, sıcaklık ve süre parametrelerinin etkisi incelenmiş ve uygun koşullarda yüksek NTE kazanım verimleri elde edilmiştir. Parametrik liç deneyleri sonucunda, katı/sıvı oranındaki artışın liç verimini olumsuz etkilediği, optimum koşulların 25 g/L katı/sıvı oranı, 50 °C liç sıcaklığı ve 120 dakika liç süresi olduğu belirlenmiş; bu koşullarda toplam nadir toprak elementleri çözünme veriminin yaklaşık %95 seviyesine ulaştığı tespit edilmiştir. Liç kinetiğini belirlemek amacıyla deneysel veriler küçülen çekirdek modeli (SCM) ile analiz edilmiştir. Farklı kinetik modeller değerlendirilmiş ve yüksek korelasyon katsayıları, sürecin ürün tabakası boyunca difüzyon kontrollü olduğunu göstermiştir. Arrhenius analizi sonucunda elde edilen düşük aktivasyon enerjisi değerleri de bu mekanizmayı desteklemiştir. Sonuç olarak, Malatya-Kuluncak cevherinden NTE kazanımında sülfatlayıcı kavurma ve su liçi yaklaşımının etkin bir yöntem olduğu ve prosesin kinetiğinin büyük ölçüde ürün tabakası difüzyonu ile kontrol edildiği belirlenmiştir. Bu tez, Türkiye'deki NTE kaynaklarının değerlendirilmesine yönelik hidrometalurjik proses tasarımına bilimsel ve teknik katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, the mineralogical and chemical characterization of a rare earth element (REE)-bearing ore located around Başören Village in the Kuluncak District of Malatya Province was carried out. The roasting and leaching processes applied to the ore were investigated. The chemical and mineralogical composition, as well as the thermal behavior of the ore, were determined by XRF, ICP-OES, XRD, SEM-EDS, and TGA-DTA analyses. Mineralogical analyses revealed the presence of K-feldspar- and albite-based minerals, while chemical analyses showed that the total REE content was 1084.5 ppm. In order to enhance REE recovery, sulfation roasting was applied to the ore, followed by water leaching. As a result of the sulfation roasting experiments, the total REE content of the Malatya-Kuluncak ore increased from 1084.5 ppm to 4500.07 ppm under the 1 M H₂SO₄ condition. This condition was determined to provide the most suitable roasting condition, particularly in terms of the enrichment of light rare earth elements such as Ce and La, and to serve as an effective pretreatment step for subsequent hydrometallurgical recovery processes. In the leaching experiments, the effects of solid/liquid ratio, temperature, and leaching time were investigated, and high REE recovery efficiencies were obtained under suitable conditions. As a result of the parametric leaching experiments, it was determined that an increase in the solid/liquid ratio negatively affected the leaching efficiency. The optimum conditions were identified as a solid/liquid ratio of 25 g/L, a leaching temperature of 50 °C, and a leaching time of 120 minutes. Under these conditions, the dissolution efficiency of total rare earth elements reached approximately 95%. To determine the leaching kinetics, the experimental data were analyzed using the shrinking core model (SCM). Different kinetic models were evaluated, and the high correlation coefficients indicated that the process was controlled by diffusion through the product layer. The low activation energy values obtained from the Arrhenius analysis also As a result, it was determined that the sulfation roasting and water leaching approach is an effective method for REE recovery from Malatya-Kuluncak ore, and that the kinetics of the process are largely controlled by product layer diffusion. This thesis provides scientific and technical contributions to the design of hydrometallurgical processes for the evaluation of REE resources in Türkiye.
Benzer Tezler
- Doğrusal programlama ile üretim planlaması ve Malatya Şeker Fabrikasında bir uygulama
Başlık çevirisi yok
M. AKİF BAKIR
- Rana ridibunda (anura-ranidae) kompleksi üzerinde morfolojik, serolojik ve ekolojik araştırmalar
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN ARIKAN
- Anadolu'daki Salamandra salamandra'nın taksonomi, biyoloji ve dağılışı üzerine araştırmalar
Başlık çevirisi yok
MEHMET ÖZ
- Bitlis-Zağros bindirme ve kıvrımlı kuşağının sismotektonik özellikleri
Başlık çevirisi yok
HALUK EYİDOĞAN
