Zenginleştirilmiş deniz kumu manyetit konsantresinden titanyum eldesi
Production of titanium from beneficiated coastal sand magnetite concentrate
Yazar: MÜMİN KIRMAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF UZUN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Hidrometalurji = Hydrometallurgy

Özet:
Günümüzde hızla artan insan nüfusuna bağlı olarak gelişen sanayi ve teknoloji,
gereksinim duyulan hammaddeye ulaşmak için alternatif yollar aramaya, yeni
hammadde kaynaklarını keşfetmeye ve kullanımları sonrasında açığa çıkan atıkların da
kaynak olarak değerlendirilmesini amaç edinmek durumunda kalmıştır. Artan tüketim
ve yüksek tenörlü maden yataklarının azalması, düşük tenörlü maden yataklarının
kaynak olarak değerlendirilmesi gerekliliğini ortaya çıkarmıştır. Geleneksel yöntemler
yüksek tenörlü cevherlerin değerlendirilmesinde oldukça başarıyla uygulanmaya devam
etmektedir. Zengin yatakların tükenmekte olması nedeniyle düşük tenörlü yatakların
değerlendirilmesine başlanmıştır. Düşük tenörlü maden yataklarının işletilmesinde
geleneksel yöntemler yüksek maliyetli iken, günümüzde gelişen hidrometalurjik
yöntemler ile tesis kurulum ve üretim maliyetleri optimum değerlerde
uygulanabilmektedir. Bununla birlikte bu yöntemler daha az enerji tüketimi ve çevre
dostu olmasıyla öne çıkmaktadır.
Bu çalışmada, zenginleştirilmiş deniz kumu manyetit konsantresi (DKMK) mineralojik
olarak; %93,90 manyetit, %6,10 hematit içeriği ve elementel olarak; %4-6 Ti, %50-52
Fe, %1-2 Al, %1-2 Mg içeriği ile Ti-Fe açısından yüksek potansiyelli bir rezervin
manyetik zenginleştirme ile elde edilmiş konsantresinden hidrometalurjik yöntemler ile
titanyumun serbestleştirilmesi gerçekleştirilmiştir. Atmosferik liç deneyleri, liç
deneylerinin optimizasyonu yapılmıştır.
50°C'de 10 N asit derişiminde liç süresinin artışı ile titanyum kazanım değerleri diğer
asit derişimlerine göre maksimum değere ulaşmış olup, 30 dakikada %65, 60 dakikada
%67, 120 dakikada %74 ve 240 dakikada ise %82 Ti kazanım değerleri elde edilmiştir.
Daha sonra 50°C liç sıcaklığında 10 N asit derişiminde 480 dakika liç süresinde, liç
deneyi yapılmış ve %92 Ti kazanım değeri elde edilmiştir. Bu durumda yapılan tüm liç
deneylerinde elde edilen optimum koşullar 50°C liç sıcaklığı, 10 N asit derişimi, 480
dakika liç süresi olarak belirlenmiştir.
Bu çalışmada geleneksel yöntemlere göre daha az enerji tüketimi, toz/gaz oluşmayan ve
çevreye karşı duyarlı bir yöntem olan atmosferik asit liç işlemi ile daha önce titanyum
kaynağı olarak kullanılmayan DKMK'nın %92'lik Ti kazanım değeri ile potansiyel
rezerv olduğu vurgulanmıştır.

Abstract:
Nowadays, the industry and technology, which are developed due to the rapidly
growing human population, has led to the explore for alternative ways to reach the raw
material needed, to discover new raw material sources and to use the waste materials
released after their use as a source. The decrease in high-grade ore/mineral deposits with
increasing consumption has revealed the need to use low-grade ore deposits as
resources. Traditional methods continue to be applied successfully in the evaluation of
high grade ores. Due to the depletion of rich (high-grade ore) deposits, the evaluation of
low grade deposits has started. While the traditional methods of operating low grade ore
deposits can produce high costs, today's facility installation and production costs can be
applied at optimum values with developing the hydrometallurgical methods. However,
these methods stand out lower energy consumption and environmental friendly.
Worked on this study, enriched sea sand magnetite concentrate mineralogically; 93,90%
magnetite, 6,10% hematite content and elementally; 4-6% Ti, 50-52% Fe, 1-2% Al, 1-
2% Mg content which it is a high potential reserve in terms of Ti and Fe, titanium was
liberated by hydrometallurgical methods from concentrate obtained by magnetic
enrichment. Atmospheric leaching experiments, leaching experiments were optimized.
With the increasing in leaching time at 10 N acid concentration and 50°C leaching
temperature, the titanium recovery values reached the maximum value compared to
other acid concentration and leaching temperature, 65% in 30 minutes, 67% in 60
minutes, 74% in 120 minutes and 82% in the 240 minutes. According to preliminary
experiments; the leaching experiments was carried out at 50°C leaching temperature at
10 N acid concentration and 480 minutes leaching time and 92% Ti recovery value was
obtained. In this parameters, the optimum conditions obtained in all leaching
experiments were determined as 50°C leaching temperature, 10 N acid concentration,
480 minutes leaching time.
In this study, it is emphasized that enriched sea sand magnetite concentrate, which has
not been used as a titanium source before, is a potential reserve with 92% Ti recovery value with atmospheric acid leaching, which is an environmentally friendly method
with less energy consumption compared to traditional methods.