Biyoliç yöntemiyle endüstriyel hammaddelerden safsızlıkların uzaklaştırılmasının araştırılması
Investigation of the removal of impurities from industrial raw materials by bioleaching
Yazar: VOLKAN İHSAN ARSLAN
Danışman: PROF. DR. OKTAY BAYAT
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kaolin = Kaolin ; Kimyasal işlem = Chemical treatment ; Kuvars = Quartz

Özet:
Bu çalışmada, kaolen (Çan/Çanakkale), feldspat (Çine/Aydın) ve kuvars kumu (Feke/Adana) numunelerine biyoliç ve kimyasal liç yöntemleri uygulanmıştır. Biyoliç işlemlerinde Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) kültür koleksiyonundan temin edilen Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thioooxidans bakterileri ve Aspergillus niger kullanılmıştır. Bakteriler ile yapılan biyoliç deneylerinde pH, katı oranı ve bakteri yoğunluğunun, mantarda ise sadece katı-sıvı oranının biyoliç işlemi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Her araştırılan parametrede; pH, sıcaklık, bakteri sayıları ve çözeltiye geçen Fe miktarları ölçülmüştür. Kimyasal liç deneylerinde ise Yates-ANOVA test tekniği kullanılarak katı oranı, sıcaklık ve oksalik asit derişimi parametrelerinin Fe ekstraksiyonları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Biyoliç deneylerinde Aspergillus niger'in etkili olduğu ve katı oranı arttıkça Fe çözünme veriminin düştüğü, bakteri yoğunluğu arttıkça da Fe çözünme veriminin arttığı belirlenmiştir. Kimyasal liç işleminde ise sıcaklık ve katı oranının etkin parametreler olduğu tespit edilmiştir. Aspergillus niger ile yapılan biyoliç deneylerinde Fe2O3 giderim verimleri; kaolen için %77,13, feldspat için %60,05 ve kuvars kumu için %47,70, kimyasal liç deneylerinde ise; kaolen için %94,89, feldspat için %67,23 ve kuvars kumu için %97,02 olarak tespit edilmiştir. Son olarak biyoliç deneyi sonuçları kinetik olarak irdelenmiş ve elde edilen reaksiyon hız katsayısı (k) değerleri ve korelasyon katsayısı (R2) değerleri, kaolen için 0,0675 gün-1, 0,91; feldspat için 0,0375 gün-1, 0,85 ve kuvars kumu için 0,0240 gün-1, 0,90 olarak tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, bioleaching and chemical leaching methods were used for kaolin, feldspar and quartz sand. Bacteria as Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thioooxidans and fungus as Aspergillus niger, used in bioleaching, obtained from Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ). The effects of solids rate, bacterium density and particle size were investigated on the bioleaching experiments using bacteria. The effect of only solids ratio was investigated on the bioleaching experiments using fungus. For each parameter applied, pH, temperature, bacteria quantity and Fe content in the solution were measured. Using Yates-ANOVA experimental test technique, the effects of solids ratio, temperature and oxalic acids ratio were investigated on the chemical leaching experiments. Aspergillus niger was determined as an effective fungus in bioleaching experiments. Furthermore, solids ratio increased with decreasing dissolution ratios of Fe, increase of bacteria quantity resulted in increasing dissolution rates of Fe on the bioleaching experiments. Solids ratio and temperature were effective parameters on the chemical leaching. The removal of Fe2O3 was determined as: 77.13% for kaolen, 60.05% for feldspar and 44.70% for quartz sand for bioleaching experiments with Aspergillus niger. 94.89% for kaolen, 67.23% for feldspar and 97.02% for quartz sand for chemical leaching experiments. Finally, bioleaching experiment results were evaluated as kinetic. Values of k and R2 were determined as 0.0675 day-1, 0.91 for kaolin; 0.0375 day-1, 0.85 for feldspar and 0.0240 day-1, 0.90 for quartz sand.