Lateritik nikel cevherlerinin asit liçi koşullarının araştırılması
Investigation of acid leaching parameters of lateritic nickel ores
Yazar: FURKAN OKAN US
Danışman: DOÇ. DR. ABDULLAH SEYRANKAYA
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Cevher Hazırlama Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, Manisa-Gördes yöresine ait lateritik nikel cevherinden atmosferik basınçta asit liçi yöntemi uygulanarak nikel kobalt ve demir elementlerinin yüksek verimle kazanılması amaçlanmıştır. Deney koşullarının optimizasyonu yanıt yüzey yöntemlerinden Box-Behnken deney tasarımı kullanılarak yapılmıştır. Bu tasarımda, bağımsız değişkenler olarak belirlenen sıcaklık, liç süresi, asit miktarı ve katı oranı, bağımlı değişkenler olan nikel, kobalt ve demir çözünme verimleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Üç boyutlu ve kontur cevap yüzeyi grafikleri çizilerek elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, nikel, kobalt ve demir çözünme verimleri için düzeltilmiş belirleme katsayıları sırasıyla yüzde (99,6, 96,3, 99,5) olduğu görülmüş ve tahmin edilen değerler ile deneysel verilerin yüksek seviyede uyumlu olduğu belirlenmiştir. Uygulamalar sonucunda (99,2) güvenilirlik katsayısı ile optimize edilen liç parametreleri 80 derece sıcaklık, 360 dakika liç süresi, 1050 kg/t asit miktarı ve yüzde 20 katı oranı olarak belirlenmiştir. Optimum şartlarda ise yüzde 93,69 nikel, yüzde 46,14 kobalt ve yüzde 67,82 demir çözünme verimleri elde edilmiştir. Ayrıca, nikel, kobalt ve demir için liç kinetiği shrinking core modellerine göre difüzyon kontrollü olduğu ve aktivasyon enerjilerinin sırasıyla 68,50, 47,42 ve 27,72 kj/mol olduğu Arrhenius denklemiyle hesaplanmıştır.

Abstract:
The purpose of this thesis, it is aimed to obtain nickel, cobalt, and iron elements with high efficiency by applying the acid leaching method at atmospheric pressure to lateritic nickel ore from the Manisa-Gördes region. Optimization of the experimental conditions was made using the Box-Behnken experimental design, which is one of the response surface methods. In this design, the effects of temperature, leaching time, amount of acid, and solid ratio, determined as independent variables, on the dependent variables nickel, cobalt, and iron dissolution efficiencies were investigated. The results obtained by drawing three-dimensional and contour-responsive surface graphics were evaluated. The corrected determination coefficients for nickel, cobalt, and iron dissolution efficiencies were found to be 99.6, 96.3, and 99.5 percent, respectively, and it was determined that the predicted values were in high agreement with the experimental data. As a result of the applications, the leaching parameters optimized with the reliability coefficient (99.2) were determined as 80 derece temperature, 360 min leaching time, 1050 kg/t acid amount, and a 20 percent solids ratio. Under optimum conditions, 93.69 percent nickel, 46.14 percent cobalt, and 67.82 percent iron dissolution efficiencies were obtained. In addition, the leaching kinetics for nickel, cobalt, and iron were calculated by the Arrhenius equation as diffusion-controlled according to the shrinking core models, and the activation energies were 68.50, 47.42, and 27.72 kJ/mol, respectively.