Klorlama kavurma işlemi ile bor killerindeki değerli metallerin ekstraksiyonu

Bor, Türkiye’nin en önemli yeraltı kaynaklarından biridir. Bor zenginleştirme prosesi sonucunda, büyük miktarda atık birikmekte ve bu durum çevre için bir tehdit oluşturmaktadır. Bor atıklarının çimento, beton, tuğla, seramik gibi bazı sektörlerde katkı maddesi olarak kullanımı hakkında çok çalışma olmasına rağmen bu atıkların içeriğinde bulunan değerli metallerin kazanımıyla ilgili yeterli çalışma bulunmamaktadır. Bu metallerin atıklardan kazanımı sayesinde hem atık miktarı azalır hem de ülke ekonomisine katkı sağlanmış olur. Bor atıkları, özellikle kil içerikli atıkların önemli miktarda lityum, rubidyum, sezyum içerdiği tespit edilmiştir. Lityum sahip olduğu eşsiz elektrokimyasal aktivitesiyle pil üretiminde kullanılmaktadır. Rubidyum ve sezyum benzer kimyasal özelliklere sahiptirler ve birbirinin yerine gece görüş cihazları, telekomünikasyon sistemleri, yeni teknik materyaller ve enerji gibi birçok sektörde kullanılabilir. Lityum lepidolit minerali içinde bulunur. Rubidyum ve sezyum ise lityum üretiminde yan ürün olarak elde edilmektedir. Aynı zamanda tuzlu göl sularından az miktarda ekstrakte edilmektedirler. Bu çalışmada Kütahya Emet bölgesinden alınan bor kiline kalsiyum klorür ve sodyum klorür eklenerek, bor kili/kalsiyum klorür/sodyum klorür, 1/0.3/0.2 kütle oranında 950 °C’de 1 sa. kimyasal kavurma uygulanmıştır. Daha sonra erimiş karışım su ile 0.02 katı/sıvı kütle oranında 1 sa. oda sıcaklığında liç edilmiştir. Her bir metal için %85’ in üstünde ekstraksiyon gerçekleştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Bor kili, Lepidolit, Lityum, Rubidyum, Sezyum

PDF

___

[1] Karadeniz M. Cevher Zenginleştirme Tesis Artıklarının Çevreye Etkileri-Önlemler. Ankara, Türkiye, MTA MAT Daire Başkanlığı, 1996.
[2] Resmi Gazete “Maden Atıkları Yönetmeliği”. Ankara, Türkiye, 29417, 2015.
[3] Eti Maden. "Eti Maden's Report for Boron Industry". Ankara, Türkiye, 2015.
[4] Oruç F, Sabah E, Erkan ZE. “Türkiye’ de bor atıklarının sektörel bazda değerlendirme stratejileri”. 2. Uluslararası Bor Sempozyumu, Eskişehir, Türkiye, 23-25 Eylül 2004.
[5] Erdoğan Y, Zeybek MS, Demirbaş A. “Cement mixes containing colemanite from concentrator wastes”. Cement and Concrete Research, 28(4), 605-609, 1998.
[6] Sevim UK, Tümen Y. “Strength and fresh properties of borogypsum concrete”. Construction and Building Materials, 48, 342-347, 2013.
[7] Çolak M. “Etibank Kırka boraks işletmeleri artıklarının Turgutlu killeri ile tuğla denemesi”. 8. Uluslararası Kil Sempozyumu, Kütahya, Türkiye, 24-27 Eylül 1997.
[8] Çiçek Tucci A, Bernardo E, Will J, Boccaccini AR. “Development of glass-ceramics from boron containing waste and meat bone ash combinations with addition of waste glass”. Ceramic International, 40, 6045-6051, 2014.
[9] İlhan A. Emet ve Hisarcik (Kütahya) Civari Bor Yataklarinin Mineralojik ve Jeokimyasal İncelemesi. Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, Ankara, Türkiye, 2006
[10] Büyükburç A. Robust design of lithium extraction from boron clays by using statistical design and analysis of experiments, MSc Thesis, The Middle East Technical University, Ankara, Turkey, 2003.
[11] Ertan B, Erdoğan Y. “Emet-Espey bölgesindeki borlu killerde eser element tayini”. Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 33, 22-27, 2014.
[12] Ertan B, Erdoğan Y. “Separation of rubidium from boron containing clay wastes using solvent extraction”. Powder Technology, 295, 254-260, 2016.
[13] Garrett DE. Lithium, handbook of lithium and natural calcium chloride. 1st Ed. California, USA, Elsevier Academic Press, 2004.
[14] Koch EC. Application of Caesium and Rubidium Compounds in Pyrotechnics, Journal Pyrotechnics, Special Materials in Pyrotechnics, 9-24, Deutschland, Wordpress, 2002.
[15] U.S. Geological Survey. “Mineral Commodity Summaries”, USA, 138, 2016.
[16] U.S. Geological Survey. “Mineral Commodity Profile: Rubidium”. USA, 3, 2010.
[17] Clearfield A. “Inorganic ion exchangers, past, present, and future”. Solvent Extraction Ion Exchange, 18, 655-678, 2000.
[18] Naidu G, Loganathan P, Jeong S, Johir AH, Phuong To VH, Kandasamy J, Vigneswaran S. “Rubidium extraction using an organic polymer encapsulated potassium copper hexacyanoferrate sorbent”. Chemical Engineering Journal, 306, 31-42, 2016.
[19] Wang J, CheD, Qin W. “Extraction of rubidium by t-BAMBP in cyclohexane”. Chinese Journal of Chemical Engineering, 23, 1110-1113, 2013.
[20] Shan ZQ, Shu XQ, Feng JF, Zhou WN. “Modified calcination of rare alkali metal Rb-containing muscovite (KAl2[AlSi3O10](OH)2)”. Rare Metals, 32(6), 632-635, 2013.
[21] Vu H, Bernardi J, Jandova J, Vaculikova L, Golias V. “Lithium and rubidium extraction from zinnwaldite by alkali digestion process: Sintering mechanism and leaching kinetic”. International Journal of Mineral Processing, 123, 9-17, 2013.
[22] Yan Q, Li X, Yin Wang Z, Wu XJ, Guo H, Hu Q, Peng W, Wang J. “Extraction of valuable metals from lepidolite”. Hydrometallurgy, Doi: 10.1016/j.hydromet.2012.02.004, 2012.
[23] Zheng S, Li P, Tiana L, Zhanmin C, Zhang T, Chen Y, Zhang Y. “A chlorination roasting process to extract rubidium from distinctive kaolin ore with alternative chlorinating reagent”. International Journal of Mineral Processing, 157, 21-27, 2016.
[24] Tavakoli Mohammadi MR, Javad Koleini SM, Javanshir S, Abolghasemi H, Abdollahy M. “Extraction of rubidium from gold waste: Process optimization”. Hydrometallurgy, 151, 25-32, 2015.
[25] Jandova J, Vu HN, Belkova T, Dvorak P. “Lithium extraction from zinnwaldite wastes using gypsum method”. Acta Metallurgica, 14(1), 101-105, 2008.
[26] Jandova J, Vu HN, Belkova T, Dvorak P, Kondas J. “Obtaining Li2CO3 from zinnwaldite wastes”. Ceramics-Silicate, 53(2), 108-112, 2009.
[27] Ertan B, Erdoğan Y. “Two methods on rubidium extraction from boron clays”. Advances in Ecological and Environmental Research, 2(6), 281-291, 2017.