Kırmızı Çamurdan Bazı Ana Element Oksitlerin Geri Kazanılması (Seydişehir- Konya, Türkiye)

Abstract

Seydişehir (Konya) - Akseki (Antalya) arasında farklı rezervlerde boksit yatağı (Doğankuzu, Mortaş, Morçukur, Değirmenlik, Kaklıktaş, Çukurkuyu, vb.) veya çökeli bulunmaktadır. Söz konusu bölgede boksit işletmesi 1970 yılında başlamış ve bazı yataklarda halen sürdürülmektedir. Genel olarak bir ton alümina elde edilirken 0.8-1.5 ton kırmızı çamur boksitin kimyasal bileşimine bağlı olarak atılmaktadır. Boksite kireç ilave edilerek veya edilmeden de alümine elde edilme işlemi yapılmakta ve oluşan atık yapay göle bırakılmaktadır. Her iki kırmızı çamurun da ana mineral hematittir. Perovskit, anataz ve rutil titanyum minerallerri olarak tespit edilmiştir. Kireçli veya kireçsiz kırmızı çamurun element içerikleri değişmekle birlikte önemli miktarlarda Fe2O3, Al2O3, Na2O, SiO2, CaO ve TiO2 yanında ekonomik önemi fazla olan Sc, Y, Ga, V ve NTE gibi kritik elementleri de içermektedir. Özellikle Fe2O3 içeriği sırayla kireçli ve kireçsiz atıklarda sırayla 32.76-32.97 ve 23.33-26.58% arasında değişirken, TiO2 içeriği 5.05-5.06 ve 3.50-3.98 % arasında belirlenmiştir. Farklı kırmızı çamur numunelerinden hazırlanan stok numunede liç deneyleri yapılmıştır. Kırmızı çamurun içeriğindeki ana element oksit ve iz elementlerin geri kazanılması için çeşitli liç deneyleri uygulanmıştır. Zenginleştirme işlemlerinde Doğrudan Liç ve Sülfasyon-Kavurma-Liç yöntemi şeklinde iki farklı yöntem uygulanmıştır. Doğrudan Liç deneyleri 1M - 4M derişim aralığında, 25 ºC – 95 ºC sıcaklık aralığında, 1/40 - 1/10 katı/sıvı oranlarında ve farklı sürelerde (60-480 dk) ve üç farklı asit (H2SO4, HCl, HNO3) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan liç deneyleri sonucunda bazı elementlerin geri kazanım oranları daha yüksek bulunmuştur. Özellikle Fe2O3 ve TiO2 gibi ekonomik önemi fazla olan elementlerde ise farklı asit türlerinde benzer sonuçlar alınmıştır ve bu elementlerin geri kazanım oranları %40-60 arasında kalmıştır. Özellikle önemli bir endüstriyel element olan TiO2’in kırmızı çamurdaki içeriği yaklaşık %4,5 olup, ekstraksiyon oranı %50’nin üzerindedir. Bu elementin bu ekstraksiyon oranı yaklaşık bir milyon ton kırmızı çamurdan çok önemli miktarda endüstriyel teknolojiye kazanım sağlayabilir.

There are many bauxite deposits (Doğankuzu, Mortaş, Morçukur, Değirmenlik, Kaklıktaş, Çukurkuyu, etc.) or formations in different reserves between Seydişehir (Konya) - Akseki (Antalya). The bauxite operation in the said region started in 1970 and is still continuing in some deposits. Generally, one ton of alumina is obtained, while 0.8-1.5 tons of red mud is discarded depending on the chemical composition of bauxite. The process of obtaining alumina with or without adding lime to bauxite is carried out and the resulting waste is left in the artificial lake. The main mineral of both of the red muds is hematite. Perovskite, anatase and rutile were determined as titanium minerals. Although the element contents of lime added or non-calcareous red mud vary, it also contains critical elements such as Sc, Y, Ga, V and REE, which are of great economic importance, in addition to Fe2O3, Al2O3, Na2O, SiO2, CaO and TiO2. In particular, Fe2O3 content was found to be between 32.76 and 32.97 and 23.33 and 26.58% in lime and non-lime wastes, respectively, while TiO2 content was determined between 5.05-5.06 and 3.50-3.98 %. Leaching experiments were carried out on the stock sample prepared from different red mud samples. Various leaching experiments were carried out to recover the main element oxide and trace elements in the red mud. In the enrichment processes, two different methods were applied, namely Direct Leaching and Sulfation-Roasting-Leaching method. Direct Leaching experiments were carried out in 1M - 4M concentration range, 25 ºC - 95 ºC temperature range, 1/40 - 1/10 solid/liquid ratios and different times (60-480 min) and using three different acids (H2SO4, HCl, HNO3). As a result of the leaching experiments, the recovery rates of some elements were found to be higher. Similar results were obtained in different acid types, especially for elements with high economic importance such as Fe2O3 and TiO2, and the recovery rates of these elements are between 40 and 60%. The content of TiO2, which is an especially important industrial element, in red mud is about 4.5%, and its extraction rate is over 50%. This extraction rate of this element can yield a very significant amount of industrial technology gain from approximately one million tons of red mud.