PROF. DR. YAVUZ ALİ TOPKAYA

Pressure leaching of Caldag lateritic nickel ore Çaldağ lateritik nikel cevherinin basınç altında liç edilmesi

Bu tez çalışmasının amacı, Çaldağ lateritik nikel cevherinin nikel ve kobalt değerlerinin kazanılması için birleştirilmiş basınç altında asit liçi ve hidroksit karışımı çöktürme prosesinin optimizasyonunu araştırmaktır. Nikel ve kobalt değerleri metal yüklü çözeltiye kazanılırken, basınç altında asit liçi yönteminin çeşitli proses parametrelerinden asit miktarı, sıcaklık, liç süresi ve tane boyutu karşılaştırmalı olarak ve sabit tutulan katı oranı ve karıştırma hızıyla çalışılmıştır. Birçok test sonucunda, birden fazla parametre kombinasyonunun %90’nın üzerinde nikel ve kobalt kazanımı sağladığı görülmüştür. Bu kombinasyonlar arasından, %94,1 nikel ve %94,0 kobalt kazanımı sağlayan 0,325 kg/kg asit cevher oranı, 250°C ve 1 saat süre ile %100 -1 mm tane boyutu optimum şartlar olarak seçilmiştir. Gerçek bir metal yüklü solüsyon stoğu bahsi geçen şartlarda hazırlanarak MHP yöntemine tabi tutularak işlenmiştir. İlk olarak iki aşamalı demir çöktürme basamaklarından sonra, başlıca empüritelerden olan demir, krom ve aluminyum neredeyse tamamen çözeltiden ayrıştırılırken nikel ve kobalt kayıpları kabul edilebilir miktarda tutulmuştur. Sonrasında, nikel ve kobalt iki aşamalı nikel-kobalt hidroksit çöktürme basamaklarında çöktürülmüştür. Bu aşamaların ilkinde, optimum şartlar olarak pH=7,10’da 60°C ve 1 saat süre belirlenmiştir. Bu şartlar altında elde edilen ara ürün çökeltinin %44,3 Ni, %3,01 Co miktarıyla beraber %3,06 Mn kontaminasyonu içerdiği görülmüştür. Sonuç olarak, Çaldağ lateritik nikel cevherinin büyük ölçüde basınç altında liç edilebilir olduğunun yanısıra çıkan metal yüklü solüsyonun nikel-kobalt hidroksit çöktürme yöntemiyle kolaylıkla proses edilebilir olduğu ve bu iki işlemin ardından satılabilir kalitede ara ürün sağladığı görülmüştür.

Pressure leaching of Sivrihisar-Yunusemre nickel laterites Yunusemre-Sivrihisar lateritik nikel cevherinin basınç altında liçi

Bu tez çalışmasının amacı nikel ve kobalt içeren limonitik tipteki Sivrihisar lateritik cevherinin basınç altında liç edilerek en ekonomik çalışma parametrelerinin belirlenmesidir. Metalle yüklü çözeltiden belirlenen optimum şartlarda satılabilir kalitede hidroksit karışımı üretimi ayrıca araştırılmıştır. Lateritin iç yapısında bulunan nikel ve kobaltın yüksek miktarlarda kazanılabilmesi için -850 µ tane boyutu ve %40 katı oranı sabit parametreleri altında liç süresi, liç sıcaklığı ve eklenen sülfürik asit/cevher oranı üzerine araştırmalar yapılmıştır. Elde edilen bulgulara göre Sivrihisar limonitinin kolayca liç edilebildiği görülmüştür. Belirlenen optimum şartlar olan 235oC sıcaklık, 0,23 asit/cevher oranı ve 60 dk liç süresinde nikelin %95,4’ü ve kobaltın %91,5’i cevherden kazanılmıştır. Bu koşullar altında elde edilen metalle yüklü çözelti, iki aşamalı demir arıtma işlemine tabi tutulmuştur. Bu süreçte Al ve Cr’un neredeyse tümü metalle yüklü çözeltiden uzaklaştırılmıştır. Nikel ve kobalt, elde edilen çözeltiden iki aşamalı nikel-kobalt hidroksit çökeleği çöktürme işlemiyle alınmıştır. İçerisinde %3,69 Mn safsızlığı bulunan ve %33,41 Ni, %2,93 Co içeren MHP 1 çökeleği pH=7, 50oC ve 60 dk altında üretilebilmiştir. İki aşamalı demir arıtma işlemleri sırasında yüksek nikel ve kobalt kaybı oluşması nedeniyle metalle yüklü çözeltiden tamamen uzaklaştıralamayan Fe de, MHP 1 üründe %2,83 oranında safsızlık yaratmıştır.

Hydrometallurgical processing of lateritic nickel ores Lateritik nikel cevherlerin hidrometalurjik proses edilmesi

Bu tez çalışmasının amacı, Manisa’nın Gördes bölgesinde bulunan lateritik nikel cevherlerinin kolon liç çözeltisinden en uygun koşullarda çeşitli hidrometalurjik metotlar uygulayarak maksimum verimde nikel ve kobalt elde etmektir. Nontronit tipte lateritik nikel cevherinin bu kolon liç çözeltisi ilk başta nötrleştirilmiş ve iki aşamalı bir demir arıtma prosesi ile deneysel olarak belirlenen en uygun şartlarda ana kirletenlerinden arındırılmıştır. Daha sonra, yine belirlenen en uygun şartlarda nikel ve kobalt arıtılmış liç çözeltisinden karışık hidroksit çökelek şeklinde ?MHP? denen iki aşamalı bir çöktürme metodu ile çöktürülmüş ve bir manganez arıtma prosesi gerçekleştirilmiştir. Bu prosesle Mn konsantrasyonu kabul edilebilir düzeye düşürüp hidroksit çökelekte en fazla %10 Mn sağlayarak, şu anki piyasaya ve standart koşullara uygun kaliteli bir MHP ürünü üretmek mümkün olmuştur. Bu tez çalışmasının sonucu olarak, yürütülen deneyler sülfürik asitle olan yeniden kazanımlı liç ile lateritik nikel cevherindeki yaklaşık %81 Ni ve %63 Co’nun (9,72 kg Ni / ton cevher ve 0,28 kg Co / ton cevher) karışık hidroksit çökelek olarak MHP metodu ile elde edilebileceğini göstermiştir. MHP ürünü %41,9 Ni, %1,0 Co, %2,3 Mn, %0,06 Al, %1,5 Mg, %0,02 Fe, %0,01 Cr, %0,25 Zn, %0,03 Cu ve %4,73 S içerir.

High pressure acid leaching of Turkish laterites Türk lateritlerinin yüksek basınç altında asit liçi

Bu tez çalışmasının amacı yüksek sıcaklık ve basınç koşulları altında sülfürik asit liç yöntemi kullanılarak lateritik tipteki Gördes nikel ve kobalt cevherinden nikel ve kobaltın metalle yüklü liç çözeltisine alınmasının en ekonomik yolunun araştırılması ve bulunmasıdır. Yüksek basınç altında asit liç deneyleri, sırasıyla nontronitik ve limonitik tipteki lateritik Gördes nikel cevheri kullanılarak yapılmıştır. Nontronitik tipteki cevherle yapılan deneyler bu cevherdeki nikel ve kobaltın hemen hemen tümünün kolay bir şekilde metalle yüklü liç çözeltisine alınabileceğini göstermiştir. Bu nedenle; geri kalan deneyler, nontronitle karşılaştırıldığında liç edilmesi daha zor olan limonitik cevher üzerine yoğunlaştırılmış ve daha fazla nikel ve kobaltın kazanımı amaçlanmıştır. Teknik ve ekonomik etkenler göz önünde bulundurularak limonitik tipteki örnek için temel yüksek basınç asit liç parametreleri; liç işleminin 255 °C’ de 100% -850 ? tane boyutuyla 0.30 sülfürik asit-cevher ağırlık oranı kullanılarak 1 saat sürede gerçekleşmesi şeklinde optimize edilmiştir. Deneyler %30 katı oranı kullanılarak gerçekleştirilmiş olup limonitik cevherde bulunan nikelin % 87,3′ ünün ve kobaltın % 88,8′ inin metalle yüklü liç çözeltisine alınabileceği bulunmuştur. Ancak, bu sonuçların istenilen değerlerin altında olduğu belirlenmiştir. Bu nedenle, gözlenen bu davranışın muhtemel nedenleri araştırılmış ve hematit mineralinin cevherdeki varlığı en muhtemel neden olarak tespit edilmiştir. Limonitik nikel cevherindeki hematit minerali içerisinde bulunan nikel ve kobaltın kazanılması için sırasıyla HCl, iki değerlikli demir, tek değerlikli bakır ve kükürt eklentileri denenmiş, ve bu eklentilerin nikel ve kobalt ekstraksiyonlarının artırılmasında faydalı oldukları bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Hidrometalurji, Laterit, Liç Etme, Nikel, Kobalt.