LEE- Cevher Hazırlama Mühendisliği-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 16
-
ÖgeK-feldspat cevherlerinden potasyum tuzlarının alternatif katkı maddeleri ile kazanımı(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-02-18)Ülkemizde önemli ihracat kalemlerinden biri olan feldspat yerkabuğunda yaygın rezerve sahiptir. Temel kullanım alanları arasında seramik ve cam endüstrileri gelmektedir. Rutil, demir ve titan gibi safsızlıklar ile birlikte bulunan feldspat cevherinin işletilebilir rezerve sahip olmak için demir içeriğinin belirli bir miktar altında olması gerekmektedir. Ülkemizde üretimi yapılan Na-Feldspat ve K-Feldspat yatakları Çoğunlukla Aydın, Muğla, Manisa ve Kütahya illerinde bulunmaktadır. Son zamanlarda üzerinde birçok çalışma yapılan potas üretimi için potasyum feldspat mineralleri en uygun potasyum kaynağı olarak bulunmaktadır. Potasyum tuzlarının genel olarak tanımlanmasında kullanılan potas, gübre endüstrisinde çok önemli bir paya sahiptir. Potasyum bitki gelişimi için gerekli olan 4 ana elementten biridir. Potasyumlu gübreler toprak kalitesini arttırarak bitkilerin birçok biyolojik, fizyolojik ve metabolik işlevinde yardımcı olmaktadır. Potas üretimi göllerden yapılacağı gibi geleneksel madencilik yöntemleri ve çözelti madenciliği uygulanarak da üretilebilmektedir. Bunların yanı sıra yüksek K2O içeriğine sahip olan feldspat numuneleri ile çeşitli katkı maddeleri kullanılarak ısıl işlem ve sonrasında çözündürme (liç) işlemlerinin uygulandığı birçok çalışma bulunmaktadır. Yapılan bütün çalışmalar laboratuvar çaplı olup bu konuda çalışan bir tesis bulunmamaktadır. Bu tez kapsamında Kırşehir-Buzlukdağ Bölgesi'nde bulunan yüksek muskovit içeren K-Feldspat cevherinden çeşitli katkı maddeleri kullanılarak ekonomik bir şekilde potasyum klorür eldesi üzerine çalışılmıştır. Tez kapsamında CaCl2, NaCl, MgCl2, CaCO3 ve CaSO4 katkı maddeleri kullanılarak çeşitli kombinasyonlar ile deneyler gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneyler ile CaCl2 tuzu kullanılarak %88,42 potasyum çözünme verimi elde edilirken CaSO4-NaCl karışımı ile %92,98 potasyum çözünme verimine ulaşılmıştır. CaCl2 tuzu kullanılarak yapılan deneylerde 1:1,5 Feldspat:CaCl2 oranı ve 850 °C ısıl işlem sıcaklığı optimum koşullar olarak belirlenmiştir. CaSO4-NaCl karışımı ile yapılan deneylerde ise 1:1,25:1,5 Feldspat:CaSO4:NaCl oranı ve 1000 °C ısıl işlem sıcaklığı ile en yüksek verim elde edilmiştir. Yapılan diğer karışımlar ile olumlu sonuçlar elde edilememiştir. Tez kapsamında çoğunlukla ısıl işlem şartları üzerine çalışılmıştır ve liç prosesi için koşullar sabit tutulmuştur. Elde edilen optimum sonuçlar baz alınarak yapılan maliyet hesabında CaCl2 tuzu yerine kullanılabilecek CaSO4-NaCl karışımının daha ekonomik olduğu belirlenmiştir.
-
ÖgeToplu sülfür konsantresinden hidrometalurjik yöntemlerle bakır ve çinko kazanımı(İTÜ Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025)Bu tez çalışmasında, temiz enerjiye geçiş, elektrifikasyon ve döngüsel ekonomi hedefleri doğrultusunda stratejik öneme sahip metallerden olan bakır ve çinkonun, toplu sülfür konsantresi içerisinden hidrometalurjik yöntemler ile kazanılması, optimum proses parametrelerinin belirlenmesi ve proses akım şemasının oluşturulması üzerinde çalışılmıştır. Çalışma kapsamında Balıkesir'in Bigadiç ilçesinde faaliyet gösteren Polimetal Madencilik'in Gediktepe Madenine ait, üretim planına dahil edilmeyen ancak ekonomik potansiyel taşıyan Enrich zonundan alınan ve flotasyon ile zenginleştirilmiş, toplu Cu-Zn sülfür konsantresinden bakır metali ve çinko sülfat üretimi hedeflenmiştir. Bu kapsamda, doğrudan kavurma, sülfatlayıcı kavurma, eklenti varlığında sülfatlayıcı kavurma, çözündürme, sementasyon ve çöktürme gibi çeşitli hidrometalurjik prosesler uygulanmıştır. Ayrıca, ekonomik değer taşıyan altın ve gümüşün kazanımı amacıyla, 24 saatlik sodyum siyanür liçi deneyleri de gerçekleştirilmiştir. Numunenin mineralojik analizine bakıldığında yüksek Fe içeriği dikkat çekmiş, Fe içeren mineral fazlarının manyetit gibi H2SO4 ortamında çözünmeyen bir yapıya kavuşturulması ve Fe çözünmesinin minimum seviyede tutulması amaçlanmıştır. Bu kapsamda ilk olarak, 700-850oC arasında farklı sıcaklık ve sürelerde doğrudan kavurma deneyleri gerçekleştirilmiş ve H2SO4 ortamındaki çözünme verimleri irdelenmiştir. Ancak bu yöntemde yüksek H2SO4 tüketimi ve sıcaklık gereksinimi sebebiyle, alternatif proseslere yönelme ihtiyacı doğmuştur. Doğrudan kavurmanın ardından Cu ve Zn'nin seçimli bir şekilde sülfat formuna geçirilerek suda çözünebilir hale gelmesi amacıyla 500-700oC arasındaki farklı sıcaklık ve sürelerde sülfatlayıcı kavurma deneyleri gerçekleştirilmiş ve H2SO4 çözünme verimleri irdelenmiştir. 500-600oC sıcaklık aralığında ortalama %80 Cu ve Zn çözünme verimleri elde edilmiş, sıcaklık ve süre değişimlerinin çözünme üzerinde anlamlı fark yaratmadığı gözlenmiştir. Fe çözünme verimi açısından ise en düşük çözünmenin 700 °C sıcaklıkta gerçekleştiği tespit edilmiştir. Ardından uygulanacak proseslerdeki liç kinetiği göz önünde bulundurulduğunda Fe çözünme veriminin en düşük olduğu uygulama tercih edilmiştir. Sülfatlayıcı kavurma sonrasında, literatürle uyumlu olarak, yapılacak alkali sülfat eklemesinin Cu ve Zn çözünme verimlerini artırması amacıyla farklı oranlardaki Na2SO4 eklentisi varlığında 700oC sıcaklık ve 1 saat süre ile sülfatlayıcı kavurma deneyleri gerçekleştirilmiş, optimum eklenti varlığında farklı süre ve katı-sıvı oranlarında çözünme verimleri irdelenmiştir. %5 Na2SO4 eklentisi ile Cu ve Zn çözünme verimlerinin %8 artış görülmüş, 30 dakikayı aşan liç sürelerinde ve 1/10'i aşan katı-sıvı oranlarında çözünme verimlerinde ciddi bir düşüş gözlenmiştir. %5 Na2SO4 eklentisi, 700oC sıcaklık ve 1 saat süre ile sülfatlayıcı kavurma ardından 10 g/L H2SO4 konsantrasyonu, oda sıcaklığı, 30 dakika çözündürme süresi ve 1/10 katı-sıvı oranında liç işlemi sonrası elde edilen yüklü çözeltideki Cu ve safsızlık yaratan diğer metallerin (Cd, Bi, Sb, vb.) katı forma geçerek ayrılması amacıyla Zn ile sementasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. İlk 10 dakika içerisinde oldukça hızlı bir sementasyon verimi gerçekleştiği görülmüştür. 10 dakika sonucunda %87,5 olan Cu sementasyon verimi, 30 dakika sonucunda %94'e ulaşmıştır. Sement ürünün %76,4 Cu, %8,3 Zn ve %0,53 Fe içerdiği tespit edilmiştir. Bakırca zengin çözeltiden bakırın kazanılması amaçlanarak, Zn sementasyonu ile elde edilen sement ürün üzerinde 50 g/L H2O2 ve 100 g/L H2SO4 ile liç işlemi uygulanmış ve ardından çözeltiye demir hurdası eklenerek sementasyonla daha zengin bir bakır sementi elde edilmiştir. Bakır sementlerinin kimyasal analiz sonuçlarına göre %91,2 Cu, %0,01 Zn ve %2,02 Fe içeriği tespit edilmiştir. Zn sementasyonunda elde edilen yüklü çözeltiden ZnSO4 elde etmek amacıyla, kontrollü bir şekilde buharlaştırılması sağlanmış olup, %94 saflıkta ZnSO4.7H2O üretilmiştir. Sülfatlayıcı kavurma ve seyreltik H2SO4 liçi sonrası elde edilen liç kekine, içerisinde bulunan altın ve gümüşün kazanımı amacıyla, 4 g/L NaCN konsantrasyonu, 1/3 katı-sıvı oranı ve 24 saat süre ile NaCN liçi uygulanmıştır. %64,4 Au çözünme verimi elde edilmiş, %6,9 gibi düşük Ag çözünme verimi gözlemlenmiştir. Çözünmeyen altının kararlı demir yapıları içerisinde hapsolduğu veya Au ve Ag tane serbestleşmesinin sağlanamamış olduğu düşünülmektedir. Ag açısından ise, Ag tanelerinin %1 Pb içerikli mineral kristal kafesi içerisinde bulunduğu yorumu yapılmaktadır.
-
ÖgeKullanım ömrünü tamamlamış NMC ve LCO tipi lityum iyon bataryalarındaki toplayıcı elektrot ve polimerlerin flotasyon yöntemi ile geri kazanımının araştırılması(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025-06-19)Günümüzde elektrikli araçlar ve taşınabilir elektronik cihazların yaygınlaşmasıyla birlikte, lityum iyon bataryaların (LiB) kullanımı hızla artmaktadır. Bu durum, kullanım ömrünü tamamlamış bataryaların miktarının da paralel olarak artmasına yol açmaktadır. LiB'lerin geri dönüştürülmesi, hem çevresel sürdürülebilirlik hem de ekonomik kaynakların korunması açısından büyük önem taşımaktadır. Özellikle bataryalarda bulunan bakır (Cu), alüminyum (Al), lityum (Li), kobalt (Co), nikel (Ni) ve manhan (Mn) gibi yüksek değerliliğe sahip metallerin geri kazanımı, atık yönetimi kadar stratejik hammadde politikaları açısından da kritik önem arz etmektedir. Bu tez çalışmasında, kullanım ömrünü tamamlamış NMC (LiNiMnCoO2) ve LCO (LiCoO2) tipi karışık LiB'lerin bileşenlerinden plastiklerin ve toplayıcı akım elektrotların (Cu ve Al) flotasyon yöntemi ile geri kazanımında etkin faktörlerin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında ilk olarak, deşarj edilmiş LiB'lere boyut küçültme ve sınıflandırma işlemleri uygulanmıştır. En uygun fraksiyonun belirlenmesine yönelik olarak iki farklı boyut grubu üzerinde çalışmalar gerçekleştirilmiştir: −4+0,2 mm ve −2+0,212 mm. Yapılan ön deneyler sonucunda, −2+0,212 mm boyut grubu bakır konsantresinin içeriği ve verimi bakımından en uygun fraksiyon olarak ön plana çıkmaktadır. Bu boyut grubu kullanılarak flotasyon performansını etkileyen çeşitli işlem parametrelerini optimize etmek amacıyla toplayıcı tipi, ortam pH'ı, köpürtücü tipi, canlandırıcı kullanımı ve karıştırma hızı gibi değişkenler seçilmiştir. Toplayıcı olarak KAX, Aerophine 3418A, Aero-3739, Aero-3473, Aerofloat-242 ve Aerofloat-211 reaktiflerinin bakır flotasyonundaki etkisi incelenmiştir. Deneyler sonucunda en yüksek Cu içerik ve verim oranlarına, 1500 g/t Aero-3473, 300 g/t MIBC, 15 dakika kondisyon süresi ve 6 dakika flotasyon süresi kullanıldığında ulaşılmıştır. Bu koşullarda, %87,63 Cu içeriğine sahip bir bakır konsantresi %95,7 Cu verimi ile elde edilirken, %73,07 Al içeriğine sahip alüminyum konsantresi %90,7 Al kazanma verimi ile üretilmiştir. Ortam pH'nın etkisinin inceendiği deneyler sonucunda, doğal pH'da (8,3) yapılan flotasyon deneylerinde, yüksek seçicilik ve kazanma oranlarına ulaşılmıştır. Köpürtücü tipi olarak çam yağı, Dowfroth-250, MIBC ve F-549 kullanılarak deneyler yapılmış olup, en etkili köpürtücünün MIBC olduğu belirlenmiştir. Canlandırıcı etkisini gözlemlemek amacıyla yapılan deneylerde, CuSO4 varlığında gerçekleştirilen flotasyon işlemlerinde anlamlı bir iyileşme gözlenmemiş, dolayısıyla canlandırıcı kullanımının gerekli olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. Çalışmanın son aşamasında, karıştırma hızının flotasyon verimine etkisi değerlendirilmiştir. 1200, 1500 ve 1800 dev/dk hızlarında yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, 1500 dev/dk hızında en yüksek içerik ve verim değerleriyle Cu konsantresi üretilebileceği anlaşılmıştır. Tüm bu veriler, iri boyuttaki atık batarya malzemeleri için flotasyon yönteminin yüksek seçicilikle uygulanabilir olduğunu ve değerli metallerin verimli bir şekilde zenginleştirilebileceğini göstermektedir. Flotasyon işleminden sonra, batan ürüne manyetik ayırma ve elektrostatik ayırma yöntemleri uygulanmıştır. Flotasyondan elde edilen batan ürün kasa metallerinin ayrılması için manyetik ayırma işlemlerine tabi tutulmuştur. Yüksek alan şiddetli REMS tipi kuru manyetik ayırıcı ve diskli kuru manyetik ayırıcı kullanılarak yapılan manyetik ayırma deneyleri sonucunda, Al metalinin manyetik olmamasına rağmen, yüzeylerinde kalan katot aktif maddeler nedeniyle önemli bir bölümünün manyetik ve araürüne geçtiği gözlemlenmiştir. Cu tanecikleri ise, üzerindeki grafitin daha kolay sıyrılması nedeniyle ve grafitin de manyetik özelliğe sahip olmaması nedeniyle çoğunlukla manyetik olmayan üründe toplanmıştır. Polimerler ise yüksek oranda manyetik olmayan fraksiyonda toplanmış, diskli ayırıcı ile daha seçici olarak ayrılmıştır. Son aşamada ise elektrostatik ayırma yöntemi ile yalıtkan özellikteki polimer taneciklerini iletken özellikteki Cu ve Al taneciklerinden ayrıştırılması hedeflenmiş ve flotasyon kademesinde yüzemeyip batan üründe kalan polimerler başarıyla uzaklaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, flotasyon, manyetik ve elektrostatik ayırmanın birlikte kullanıldığı entegre bir fiziksel yöntem kombinasyonunun, iletken metallerin ve aktif elektrot malzemelerinin yüksek saflıkta ve en az kimyasal kullanımı ile geri kazanımında etkili bir yaklaşım sunduğunu ortaya koymuştur.
-
ÖgePirit ve arsenopirit mineralleri içerisinde bulunan refrakter formdaki altının zenginleştirme yöntemlerinin araştırılması ve uygulamaları(İTÜ Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025-06-20)Altın, doğada serbest halde bulunabildiği gibi çeşitli sülfürlü ve arsenikli minerallerin kristal kafes yapıları içerisinde mikroskobik veya atomik ölçekte de yer alabilmektedir. Bu nedenle altının mineralojik bağlılık durumu, zenginleştirme sürecinde uygulanacak yöntemlerin seçiminde belirleyici bir rol oynamaktadır. Özellikle altının refrakter olduğu durumlarda, klasik siyanür liçi yöntemleri ekonomik olarak verimli sonuçlar vermemektedir. Günümüzde en yaygın kullanılan altın zenginleştirme yöntemi olan siyanürizasyon (liç) yöntemi, yalnızca serbest ve yüzeyi açıkta bulunan altın taneciklerinde etkili olabilmektedir. Pirit ve arsenopirit mineralleri içerisinde ince taneli veya ince dağılmış şekilde bulunan refrakter altın, liç yöntemi ile doğrudan çözülememektedir. Altını çevreleyen sülfürlü yapı nedeniyle altının yüzeyini siyanür çözeltisine karşı geçirimsiz hale getirerek çözünmesini engellemektedir. Refrakter altın cevherlerinin değerlendirilmesinde, öncelikli olarak uygun ön zenginleştirme tekniklerinin uygulanması gerekmektedir. Bu noktada flotasyon yöntemi, sülfürlü minerallerin yoğunluk ve yüzey özelliklerinden faydalanılarak zenginleştirilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Flotasyon sonucunda elde edilen sülfürlü konsantre, doğrudan siyanürleme işlemine tabi tutulmadan önce çeşitli oksidasyon yöntemleriyle (basınçlı oksidasyon – POX, biyooksidasyon – BIOX, kavurma) işlenerek altının çözünür hale getirilmesi sağlanmaktadır. Bu işlemler sayesinde minerallerin yapısındaki sülfür ve arsenik oksitlenerek mineraller siyanür liçine uygun hale gelmektedir. Alternatif olarak bu tür konsantreler, pirometalurjik yöntemler kullanılarak yani izabe prosesiyle yüksek sıcaklıklarda ergitilerek de işlenebilmektedir. Endüstriyel altın üretim tesislerinde, özellikle düşük tenörlü cevherlerin işlendiği durumlarda, zaman zaman yüksek altın içeriğine sahip ancak refrakter nitelikte olan piritli ve arsenopiritli cevherlerle karşılaşılabilmektedir. Bu durumda mevcut tesis tasarımı yalnızca klasik liç işlemlerine uygun olduğundan, altın geri kazanımında ciddi kayıplar yaşanabilmektedir. Bu tür cevherlerin işlenebilmesi ve içerdikleri altının ekonomik olarak kazanılabilmesi için proses akım şemasında revizyonlar yapılması, örneğin flotasyon ve oksidasyon birimlerinin entegre edilmesi büyük önem taşımaktadır. Kırgızistan Tereksay Bölgesi'ne ait Prevanly cevherinin değerlendirilmesi için yapılan bu tez çalışması kapsamında, 2,99 ppm altın içeren numuneler detaylı kimyasal ve mineralojik analizlere tabi tutulmuştur. Cevher mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu ile yapılan mineralojik incelemeler sonucunda, altının yüzey vermediği, sülfit mineralleri içerisinde kapanım halde bulunduğu tespit edilmiştir. Sülfürlü minerallere ek olarak gang mineralleri ağırlıklı olarak kuvars, muskovit ve dolomit mineral yapılarından oluşmaktadır. Bottle-roll testleri ile en fazla %25 altın kazanma verimine ulaşılan numuneler flotasyona tabi tutulmuştur. Flotasyon testleri sonrasında %90 altın kazanma verimlerine ulaşılmıştır. Test sonuçlarının temsiliyetini arttırmak amacıyla kapalı devre deneyleri yapılmıştır. Kapalı devre deneylerinde, gang minerallerinin devredeki yükü arttırarak tenör-verim değerlerini düşürdüğü tespit edilmiştir. Gang minerallerini sistemden uzaklaştırmak amacıyla Knelson konsantratör kullanılmıştır. Yapılan kapalı devre deneyleri sonucunda 57,21 ppm altın içerikli konsantre %76,48 altın kazanma verimi ile elde edilmiştir. Flotasyon testlerine ek olarak yapılan kavurma ve ardından liç deneylerinde %75-80 altın kazanma verimlerine ulaşılmıştır.
-
ÖgeEspiye kızılkaya bölgesi kompleks sülfürlü bakır-çinko cevherinin flotasyonunda çinkonun bastırılması(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-12-27)Kompleks cevherlerde bakır flotasyonunda çinkonun bastırılması önemli bir problemdir. Bu problemle çok sık karşılaşılmaktadır. Bu çalışma, volkanik masif sülfürlü cevher olarak sınıflandırılan ve çinkonun sorun olduğu Espiye/Giresun Kızılkaya bölgesinden alınan bir örnek üzerinde gerçekleştirilmiştir. Kızılkaya çevresinde farklı cevher türleri bulunmaktadır. Yapılan çalışmada %2,93 Cu, %21,36 Fe, %3,49 Zn ve %25,08 S içerikli cevher kullanılmıştır. Zaman zaman bu yüksek çinko içerikli cevher tesise beslenmektedir ve flotasyonda sorunlara neden olmaktadır. İlk olarak, çinko mineralleri flotasyon devresinde bakır minerallerinden önce hızla yüzmektedir, bu da konsantredeki bakır tenörünü sınırlamakta ve verimi de düşürmektedir. Tesis üretim ekibi, bu durumu konsantreye gelen miktarı artırarak bakır verimini yükseltmeye çalışmaktadır, ancak bu çözüm yüksek konsantre kütlesi ve artan taşıma maliyetlerine neden olmaktadır. Ayrıca, bu çözüm konsantredeki yüksek çinko içeriğini çözmemektedir. Yüksek çinko içeriği, eritme işleminde fırınların iç yüzeyini kaplaması nedeniyle istenmeyen bir durumdur. Bu çalışmada, cevherin farklı tane boyutu, pH, kolektörler ve bastırıcılar gibi farklı parametrelerin bakır konsantresi ile gelen çinko üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Ayrıca havalandırma, kaba konsantrenin yeniden öğütülmesi, canlandırıcı iyonların giderilmesi gibi araştırmalar da tez kapsamında incelenmiştir. İlk olarak, cevherin özelliklerini belirlemek amacıyla numune d95: 60 mikron tane boyutunda mineralojik analize gönderilmiştir. Bu tane boyutunda kalkopiritin %33,48 serbest ve %32 kilitli, sfaleritin %46,8 serbest ve %18,78 kilitli tane olduğu ve cevherin çinko içeriği kaynağının sfalerit (ZnS) olduğu belirlenmiş ve flotasyon testlerine başlanmıştır. Tesisin akış şeması çalışma akış şeması olarak uygulanmıştır. Denenen parametrelerin çinko veriminin düşürülmesinde herhangi bir etkisi olmamıştır. Öğütme sonrası pülpten alınan su örnekleri element analizine verilmiş ve gelen element analiz sonuçları, pülpte yüksek miktarda çözünmüş bakır ve çinko iyonları olduğunu göstermiştir. Su içindeki bakır iyonlarının sfaleriti aktive ettiği anlaşılmaktadır. En iyi sonuçlar, d80: 12 mikron olan temizleme flotasyonu içeren deneylerde elde edilmiştir ve %9,34 Cu, %12,2 Zn tenöründe %88,1 Cu, %94,9 Zn verimi elde edilmiştir. Bu deneyde sfaleritin bakır konsantresi içinde kaldığı anlaşılmaktadır.