Bor atıklarından kıymetli metallerin geri kazanılması
Recovery of precious metals from boron wastes
Yazar: REYHAN ÖZBAŞ
Danışman: DOÇ. DR. EMEK DERUN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Bor atığı = Boron waste ; Lityum = Lithium ; Rubidyum = Rubidium

Özet:
Dünya' da %73 lük bor rezervlerine sahip olan ülkemiz bor ürünleri üretiminde de lider konumunu sürdürmektedir. Ülkemizin en önemli zenginliği olan borun, üretim ve talebi sürekli artan bir maden varlığı olması da göz önüne alındığında, zenginleştirme işlemleri sonucu açığa çıkan atık miktarında her geçen yıl artış gözlenmektedir. Çevre bilinci gelişmeden önce bu atıklar maden alanlarının yakınındaki sahalara, atık barajlarına, denizlere, göllere veya nehirlere kontrolsüz bir şeklilde boşaltılmaktaydı. Günümüzde ise zenginleştirme tesis atıklarından yararlanamak; eğer bu mümkün değilse uygun biçimde bertaraf etme yoluna gidilmekledir. Bor atıklarının değerlendirilmesi çalışmalarında izlenen temel strateji, atıktaki B2O3 ve ona eşlik eden kil içerikli minerallerin çeşitli sektörlerde kullanılabilir hale getirilmesi olmuştur.
Bazı bor atık sahalarının lityum ve rubidyum gibi kıymetli metaller açısından zengin olması bu çalışma için yol gösterici olmuştur. Atıkların en verimli şekilde değerlendirilmesi için Eti Maden Kırka İşletmesi'nden temin edilen numunelerde hem borun hem de kıymetli metallerin geri kazanılması için kavurma- su liçi ve asit liçi yöntemleri kullanılarak çalışmalar yapılmıştır. Boraks kili ve atık numunelerinin kimyasal analiz sonuçları incelendiğinde ana oksitlerin yüzde değerleri sırasıyla şu şekildedir; %3,3 -11 B2O3; %0,27-17 Li; %0,0221-0,0264 Rb2O. Numunelerin XRD analizleri sonucu ağırlıklı dolomit (CaMg(CO3)2) ve tinkalkonit (Na2B4O7.5H2O) minerallerinin varlığını göstermektedir.
Bu numunelerin kavurma-su liçi sonucunda boraks kili örneğinin en fazla 75 ppm, bor atığı örneğinin en fazla 124 ppm lityum içerdiği tespit edilmiştir. Numunelerde lityumun yanı sıra rubidyumun ve sezyumun eser element olarak varlığı dikkat çekmektedir.
Rubidyumu çözeltiye geçirme çalışmalarında boraks kili örneğinin en fazla 3,58 ppm; bor atığı örneğinin ise en fazla 3,67 ppm Rb içerdiği görülmüştür. Numunelere uygulanan asit çözümlendirmesi sonucu boraks kilinden çözeltiye geçen maksimum lityum miktarının da HNO3 çözümlendirmesinde 276 ppm olduğu görülmüştür.
Sonuç olarak, deneysel veriler Kırka Bor İşletmesi'ne ait boraks kili ve atık numunelerin lityum içeriği açısından değerlendirilebilir olduğu rubidyum elementinin varlığı diğer işletmelerde de araştırılıp karşılaştırmalı olarak değerlendirilebilir.

Abstract:
Having 73% world-wide production of boron products like boron reserves in Turkey also maintains its leading position. Considering the fact that the boron, the most important richness of our country, and its production and demand is a continuously increasing mineral asset, the amount of waste produced as a result of the enrichment processes is increasing every year. Before the development of environmental awareness, these wastes were unloaded uncontrollably at the sites near the mine areas, waste dams, seas, lakes or rivers. Nowadays, benefiting from enrichment plant wastes; if this is not possible, it will be properly disposed of. The main strategy followed in the evaluation of boron wastes has been to make B2O3 and the accompanying clay-containing minerals available in various sectors.
The fact that boron waste sites are rich in precious metals such as lithium and rubidium has been the guide for this study. For the most efficient evaluation of the wastes, the samples obtained from the Eti Maden Kırka Plant were used for the recovery of both boron and precious metals by using roasting- water leaching and acid leaching methods. When the chemical analysis results of borax clay and waste samples are examined, the percentage values of the main oxides are as follows; %3,3 -11 B2O3; %0,27-17 Li; %0,0221-0,0264 Rb2O. The XRD analysis of the samples shows the presence of predominantly dolomite (CaMg(CO3)2) and tinkalkonite (Na2B4O7.5H2O) minerals.
As a result of roasting-water leaching of these samples, it was determined that the sample of borax clay contains up to 75 ppm and the boron waste sample contains up to 124 ppm lithium. In addition to lithium, the presence of rubidium and cesium as trace elements is remarkable.
Boron clay sample was used at a maximum of 3.58 ppm in the rubidium solution; The boron waste sample was found to contain a maximum of 3.67 ppm Rb. As a result of the acid leaching applied to the samples, the maximum amount of lithium passing from borax clay to solution was found to be 276 ppm in the HNO3 analysis.
As a result, the experimental data can be evaluated and compared comparatively in other enterprises by the presence of the rubidium element in which the Borax clay and waste samples belonging to the Kırka Boron Operation can be evaluated for lithium content.