Kil içeren yerel bir nikel cevherinin tanımlanması ve sülfürik asit çözeltilerindeki çözünme davranımı
Characterization and dissolution behaviour of a local clay-containing nickel ore in sulfuric acid solutions
- Tez No: 952003
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDULLAH OBUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Bu çalışmada, tanımlanmasını takiben, kil içeren Gördes (Manisa/Türkiye) nikel cevherindeki nikel, skandiyum, demir, magnezyum ve alüminyumun atmosferik basınçta gerçekleştirilen karıştırmalı sülfürik asit liçi işlemi sırasındaki çözünme davranımları incelenmiştir. İlk olarak, cevher numunesi çeşitli yöntemler kullanılarak tanımlanmış ve numunenin 6340 ppm Ni, 71 ppm Sc, %14,62 Fe, %4,79 Mg, %3,42 Al ve %50,98 SiO2 içeren düşük tenörlü bir lateritik nikel cevher numunesi olduğu belirlenmiştir. Baskın olarak simektit kil(ler)ini içeren cevher numunesi içindeki nikelin, kil mineralleri (simektit/serpantin grubu), götit ve asbolan fazları ile skandiyum da götit ve ayrıca silikatlı fazlarla ilişkili olduğu görülmüştür. Tanımlama çalışmalarınının ardından farklı asit derişimi (0,1-4 M H2SO4), farklı liç sıcaklığı (20-90°C) ve farklı liç süresi (2,5-240 dak.) koşullarında yapılan atmosferik karıştırmalı sülfürik asit liç deneylerinde çözünen nikel ile skandiyum başta olmak üzere demir, magnezyum ve alüminyumun çözünme oranları belirlenmiş olup nikel ile skandiyumun çözünme oranları dikkate alınarak optimum liç koşulları seçilmiştir. Optimum koşullarda (4 M H2SO4 derişimi. 90°C liç sıcaklığı. 60 dakika liç süresi.) gerçekleştirilen liç deneyi sonrasında ulaşılan çözünme oranları nikel ve skandiyum için sırasıyla %91,6 ve %88,1 olup nikel ve skandiyum çözünme oranı değerlerinin asit derişimi, liç sıcaklığı ve liç süresinin artışıyla genel olarak düzenli bir biçimde arttığı bulunmuştur. Nikel ve skandiyum çözünme kinetiklerinin birleşik mekanizmayla kontrol edildiği belirlenmiş olup hesaplanan aktivasyon enerjileri sırasıyla 43,7 ve 23,2 kJ/mol'dür. Optimum koşullarda gerçekleştirilen liç deneyi sonrasında simektit ile serpantin grubu kil minerallerinin hemen hemen tümüyle çözünerek amorf silika fazına dönüştüğü ve bunun bir sonucu olarak da yüksek yüzey alanı değerine (237,8 m2/g) sahip bir liç artığının oluştuğu gözlenmiştir. Optimum koşullarda gerçekleştirilen liç deneyi sonrasında elde edilen yüklü liç çözeltisindeki skandiyumun %98,60'ının, %5 di(2-etilhegzil) fosforik asit (D2EHPA) içeren sıvı ekstraktant kullanılarak nikel (ayrılma oranı: %0,36) ve demire (ayrılma oranı: %0,03) karşı seçimli olarak ayrılabileceği tespit edilmiştir. D2EHPA içeren katı reçine kullanılarak yine yüklü liç çözeltisinden ve ayrıca direkt olarak liç palpından skandiyumun yüksek yüklenme oranlarıyla ayrılabileceği de yapılan ön denemelerle ortaya çıkarılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, following characterization, the dissolution behaviour of nickel, scandium, iron, magnesium, and aluminum in the clay-containing Gördes (Manisa/Türkiye) nickel ore during agitated sulfuric acid leaching at atmospheric pressure was investigated. Firstly, the ore sample was characterized using various methods, and it was determined that the sample was a low-grade lateritic nickel ore sample containing 6340 ppm Ni, 71 ppm Sc, 14.62% Fe, 4.79% Mg, 3.42% Al, and 50.98% SiO2. The nickel in the ore sample, which predominantly contains smectite clay(s), is associated with clay minerals (smectite/serpentine group), goethite, and asbolane phases, while scandium is associated with goethite and silicate phases. Following the characterization studies, the dissolution ratios of nickel, scandium, iron, magnesium, and aluminum were determined after atmospheric agitated sulfuric acid leaching experiments under different acid concentrations (0.1-4 M H2SO4), leaching temperatures (20-90°C), and leaching times (2.5-240 min.). The optimum leaching conditions were selected based on the nickel and scandium dissolution ratios. The dissolution ratios obtained under the optimum conditions (4 M H2SO4 concentration. 90°C leaching temperature. 60 minutes leaching time.) were 91.6% for nickel and 88.1% for scandium. It was found that the dissolution ratios of nickel and scandium generally increased steadily with increasing acid concentration, leaching temperature, and leaching time. The dissolution kinetics of nickel and scandium were determined to be controlled by a mixed mechanism, with activation energies of 43.7 kJ/mol for nickel and 23.2 kJ/mol for scandium. The leaching experiment conducted under optimum conditions resulted in almost complete dissolution of smectite and serpentine clay minerals into an amorphous silica phase, producing a leach residue with a high surface area value (237.8 m2/g). After leaching under optimum conditions, it was found that 98.60% of the scandium in the loaded leaching solution could be selectively separated from nickel (separation rate: 0.36%) and iron (separation rate: 0.03%) using solvent extractant containing 5% di(2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA). Additionally, pre-tests revealed that scandium could be efficiently separated from the loaded leaching solution without solids, as well as directly from the leaching pulp, using resin impregnated with D2EHPA.
Benzer Tezler
- Equivalent linear and nonlinear site response analysis, study case for banda aceh, indonesia
Yerel zemin koşullarının sismik etkiler altında eşdeğer doğrusal ve doğrusal olmayan analizi, banda aceh, endonezya için bir çalısma
AMELIA FITRI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSAFFA AYŞEN LAV
- İklim değişikliği ve Akdeniz yöresel mimari malzemeleri: Nanoteknolojik çözümler
Climate change and Mediterranean vernacular architectural materials: Nanotechnological solutions
HANDE ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
MimarlıkAkdeniz ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACER MUTLU DANACI
- Orta fırat bölgesi erken ve orta tunç çağı'na ait bir grup seramiğin arkeometrik yöntemlerle incelenmesi
Investigation of a ceramic group belonging to the early and middle bronze age (middle euphrates region) by means of archaeometric methods
DİDEM ÇAĞİNE
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ArkeometriBatman ÜniversitesiArkeometri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT BAYAZİT
- Gönen ve Ekşidere (Balıkesir) termal sularının hidrojeolojik incelenmesi
Hydrogeological investigation of Gönen and Ekşidere (Balıkesir) thermal waters
HULİSİ TOLGA YALÇIN
Doktora
Türkçe
1997
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDOĞAN YÜZER
- Suluova (Amasya) kuzeybatısındaki eosen çökellerinde sedimantolojik incelemeler
Sedimentological investigations of eocene deposits in the Northwest of Suluova (Amasya) area
CALİBE KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Jeoloji MühendisliğiFırat ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM TÜRKMEN