Karaçam lateritik nikel cevherinin H2SO4, HCl VE HCl-C2H5OH-H2O ortamlarındaki çözünme davranımı
Dissolution behaviour of karaçam lateritic nickel ore in H2SO4, HCl ve HCl-C2H5OH-H2O medias
Yazar: ELİF UZUN
Danışman: PROF. DR. İSMAİL GİRGİN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Hidroklorik asit = Hydrochloric acid ; Sülfürik asit = Sulfuric acid

Özet:
Bu çalışmada, yeni işletmeye alınmış olan Karaçam (Eskişehir-Türkiye) yatağından temin edilen %1,87 Ni tenörlü cevher numunesinin H2SO4, HCl, HCl-C2H5OH-H2O ortamlarındaki liç davranımı incelenmiştir. Yapılan kıyaslamalı liç deneylerinde asit derişimi, sıcaklık ve tepkime süresi birer değişken olarak incelenerek optimum liç koşulları Ni, Fe, Co ve Mg analizleri yapılarak belirlenmiştir.H2SO4 liçi deneylerinde 95°C sıcaklık, 12N H2SO4 derişimi ve 90 dakikalık liç süresi optimum koşullar olarak belirlenmiş ve bu koşullarda Ni ve Fe sırasıyla % 97,65 ve %95,39 oranlarında çözeltiye alınabilmiştir. Sülfürik asit liçi ile kıyaslamalı olarak yapılan HCl liçi deneylerinde ise 70°C sıcaklık, 8N HCl derişimi ve 90 dakikalık liç süresi optimum koşullar olarak ortaya çıkmıştır ve cevherdeki Ni ve Fe'nin sırasıyla %97,09 ve %97,84'ünün çözeltiye alınabileceği anlaşılmıştır. Farklı kompleks cevherler için ilginç çözünme davranımları sergileyen HCl-C2H5OH-H2O çözücü ortamında da deneyler yapılmış ancak en iyi sonuçların alındığı HCl ortamına kıyasla liç işleminde iyileşme sağlanamamıştır.Optimum koşullarda elde edilen yüklü H2SO4 ve HCl liç çözeltileri kullanılarak nikel zenginleştirmesine yönelik olarak toplu (pH=10) ve seçmeli (pH=10 ve pH=5,5) çöktürmeye dayalı olarak çözeltiden kazanım deneyleri yapılmıştır. H2SO4 ve HCl liç çözeltilerinde yapılan toplu çöktürme deneylerinde Fe ve Ni bakımından çöktürme verimleri birbirine yakın olmakla birlikte elde edilen çökeltilerin Ni içerikleri %2,22 ve %2,94 gibi bir farklılık göstermiştir. HCl liç çözeltisinden elde edilen çökeltinin Ni tenörü %2,94 olmakla birlikte, demir içeriğinin %35,43 gibi yüksek değerde olması nedeniyle, ancak yüksek tenörlü bir cevher niteliği taşımaktadır.Seçimli çöktürme deneylerinde ise pH 5,5 dolayında demirin önemli ölçüde uzaklaştırılmasını takiben pH 10 dolayında nikel seçimli olarak çöktürülmüş, H2SO4 ve HCl liç çözeltilerinden elde edilen çökeltilerin Ni tenörleri de %11,32 ve %13,43 olarak belirlenmiştir.Özellikle çözeltiden kazanım aşamalarında daha iyi sonuçlar alınması dikkate alınarak cevherlerin HCl liçi için genel bir akım şeması önerisinde bulunulmuştur.

Abstract:
In this study; H2SO4, HCl ve HCl-C2H5OH-H2O leaching behaviour of the ore sample containing 1,87 %Ni obtained from Karaçam (Eskişehir-Turkey) lateritic deposit that started operation recently was investigated. Acid concentration, temperature and reaction time were investigated as variables by comparison leaching tests and the optimum leaching conditions were determined by Ni,Fe, Co and Mg analyses.In the H2SO4 leaching experiments 95°C, 12N H2SO4 concentration and 90 minutes of reaction time were determined as optimum values and under these conditions Ni and Fe were solubilizied by 97,65% and %95,39% respectively. On the other hand, 70°C, 8N HCl concentration and a reaction time of 90 minutes were found to be the optimum parameters in the tests repeated for HCl leaching and Ni and Fe contents in the solution phase were found as 97,09% and 97,84% respectively.Leaching experiments were also done using mixed-aqueous HCl-C2H5OH-H2O solvent system that improved interesting results for some different complex ores but no improvements were observed compared to HCl leaching.Bulk (pH:10) and selective (pH:10 and pH:5,5) precipitation tests were performed on the pregnant H2SO4 and HCl leach solutions obtained at optimum leaching conditions fort he recovery of Ni from solution. Ni and Fe precipitation recoveries from H2SO4 and HCl leach solutions were comparable but the Ni contents of the precipitates were found to differ as 2.22% and 2,94%. Although the grade of 2,94% Ni obtained fort he precipitate from the HCl leach solution was higher, due to its high Fe content (35,43%), it was of high grade ore quality. In the selective precipitation tests, after removel of Fe at pH:10, nickel was precipitated at pH:5,5 and the Ni grades of the precipitates obtained from H2SO4 and HCl leach solutions, were determined as 11,32% and 13,43% respectively.Considering the better results obtained especially in the recovery from solution, a general flowsheet was proposed for HCl leaching.