Bilgisayarlı tomografi (µCT) ve MLA (mineral liberation analyzer) verilerinin korelasyonu ve mineral karakterizasyonunda kullanımının araştırılması
Correlation of computed tomography (µCT) and MLA (mineral liberation analyzer) data and investigation of its use in mineral characterization
Yazar: ARDA TEMİZKALB
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERGİN GÜLCAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu tez çalışması kapmasında µCT'nin (Bilgisayarlı Mikro Tomografi) mineral karakterizasyonunda kullanımının araştırılması ve elde edilen verilerin konvansiyonel MLA (Mineral Liberation Analyzer) bulguları ile kıyaslanması hedeflenmiştir. Bu kapsamda endüstriyel uygulamaları bulunan feldispat, kurşun-çinko, bor ve nadir toprak cevheri numuneleri temin edilmiş, bu numunelerin kimyasal ve mineralojik analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın devamında aynı numune setleri ile µCT kullanılarak üç boyutlu görüntüleme çalışmaları gerçekleştirilmiş, elde edilen görüntülerin tez amacı doğrultusunda kullanılabilmesi amacıyla görüntü analizi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Üç boyutlu µCT görüntülerinin MLA ile karşılaştırılmasının gerçekleştirilmesi öncesinde görüntülerde meydana gelen problemler x-ışını sertleşmesi (beam-hardening), halka etkisi (ring artifact) ve x-ışını yansımaları ve bunlara ilişkin çözümler ayrıca tartışılmıştır. µCT ile elde edilen görüntülerin işlenmesinde ImageJ ve CTan yazılımları kullanılmış, ham görüntüler üzerinde uygulanan görüntü iyileştirme ve görüntü analizi çalışmaları sonrasında üç boyutlu veri analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler istatistiksel yöntemlerle değerlendirilmiş ve MLA ile µCT verileri arasında anlamlı bir korelasyonun varlığı tartışılmıştır. Sonuçlar kapsamında feldispat cevherinin kompleks olmayan yapısı sebebi ile MLA ve µCT verileri arasında anlamlı bir korelasyon gözlemlenmiş, diğer cevherlerin MLA ve µCT verileri arasında ise görüntü impüriteleri ve cevherlerin kompleks yapıları sebebi ile anlamlı bir korelasyon gözlemlenememiştir. MLA analizlerinde tanımlanan minerallerin yoğunlukları ile µCT verileri arasında anlamlı bir ilişki olduğu görülmüş ve regresyon yöntemi ile yüksek güven aralığında µCT verileri ile mineral yoğunluğunun tespitine dönük bulgular elde edilmiştir.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to investigate the use of µCT (Computed Micro Tomography) in mineral characterization and to compare the data obtained with conventional MLA (Mineral Liberation Analyzer) findings. In this context, feldspar, boron, lead-zinc and rare earth ore samples with industrial applications were obtained and chemical and mineralogical analysis of these samples were carried out. In the continuation of the study, three-dimensional imaging studies were carried out using µCT with the same sample sets and image analysis studies were carried out in order to use the images obtained for the purpose of the thesis. Before the comparison of the three-dimensional µCT images with MLA, the problems occurring in the images such as x-ray beam-hardening, ring artifact and x-ray reflections and their solutions are also discussed. ImageJ and CTan software were used to process the images obtained with µCT, and three-dimensional data analysis was performed after the image analysis studies performed on the raw images. The obtained data were analyzed and the existence of a significant correlation between MLA and µCT data was discussed. Within the scope of the results, a significant correlation was observed between MLA and µCT data due to the non-complex structure of feldspar ore, while no significant correlation was observed between MLA and µCT data of other ores due to image impurities and complex structures of ores. It was observed that there was a significant relationship between the densities of the minerals identified in the MLA analysis and the µCT data, and the regression method was used to determine the mineral density with µCT data at high confidence intervals.