ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI

TERZİ, MERT; KURŞUN, İLGİN

ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI

İlgin KURŞUN, (İstanbul Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, İstanbul, Türkiye)

Mert TERZİ (İstanbul Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, İstanbul)

Bilimsel Madencilik Dergisi

21 2

Yıl: 2018 Cilt: 57 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 267 - 280 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 20-08-2019

ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI

Öz:

Bu çalışmada, Isparta Çanaklı yöresine ait nadir toprak elementleri (NTE) içeren ayrışmış piroklastik cevherden sülfürik asitli ortamda farklı liç koşullarında NTE çözünme verimleri incelenmiştir. Deneylerde 2n faktöriyel tasarımı ve Yates deneysel düzen tekniği kullanılmış olup, liç işlemlerinde asit konsantrasyonu, çözündürme süresi ve pülp sıcaklığı temel değişkenler olarak seçilmiştir. Deneylerde en iyi sonuçlar 5M H2SO4 konsantrasyonu, 5 saat liç süresi ve 100oC pülp sıcaklığı şartlarında elde edilmiş ve toplam NTE (TNTE), hafif NTE (HNTE), ağır NTE (ANTE), Ce, La ve Nd çözünme verimleri sırasıyla %65,34, %61,80, %65,22, %66,09, %66,86 ve %68,38 olmuştur. ANOVA analizi ile etken olduğu belirlenen parametreler için Minitab yazılımı kullanılarak modeller oluşturulmuş ve deneysel sonuçlar ile modelden elde edilen teorik sonuçlar arasında korelasyon analizleri gerçekleştirilmiştir. TNTE, HNTE, ANTE, Ce, La ve Nd çözünme verimleri için deneysel ve teorik sonuçlar arasındaki korelasyon katsayısı (R2) sırasıyla 0,7933, 0,7721, 0,9323, 0,6700, 0,8312 ve 0,8183 olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelime:

Konular: Kimya, Analitik Mühendislik, Makine

EXPERIMENTAL DESIGN OF REE EXTRACTION FROM ISPARTA CANAKLI ORE WITH SULPHURIC ACID LEACHING

Öz:

In this study, rare earth element (REE) dissolution efficiencies from Isparta Çanaklı REE containing weathered pyroclastic ore at different leaching conditions in the sulfuric acid medium were investigated. In the experimental studies, 2 n factorial design and Yates experimental layout technique were used. Acid concentration, leaching time and pulp temperature were chosen as the main variables. The best results were obtained under the conditions of 5M H 2 SO 4 , 5 hours leaching time and 100 o C pulp temperature and the dissolution rates of total REE (TREE), light REE (LREE), heavy REE (HREE), Ce, La and Nd were obtained as 65.34%, 61.80%, 65.22% 66.09%, 66.86% and 68.38%, respectively. Models were created using Minitab software using effective parameters determined by ANOVA analysis, and correlation analyses were performed between experimental and theoretical results. The correlation coefficient (R 2 ) between the experimental and theoretical results for the TREE, LREE, HREE, Ce, La and Nd dissolution efficiencies were calculated as 0.7933, 0.7721, 0.9323, 0.6700, 0.8312 and 0.8183, respectively .

Anahtar Kelime:

Konular: Kimya, Analitik Mühendislik, Makine

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

Abdel-Rehim, A.M., 2002. An Innovative Method for Processing Egyptian Monazite. Hydrometal - lurgy, 67, 9-17.
Amin, M.M., El-Aassy, I.E., El-Feky, M.G., Sal - lam, A.M., El-Sayed, E.M., Nada, A.A., Harpy, N.M., 2014. Fungal Leaching of Rare Earth Ele - ments from Lower Carboniferous Carbonaceous Shales, Southwestern Sınai, Egypt. Romanian J. Biophys., 24 (1), 25-41.
AMR, 2011, AMR Mineral Metal Inc. [online], http://www.amrmineralmetal.com/download/ corporate/AMR_43-101_Technical_Report_ AMEC_20111024_OPT.pdf, [Ziyaret Tarihi: 11 Ocak 2013]
Anufrieva, A. V., Buinovskii, A. S., Guluyta, M. A., Molokov, P. B., Ageeva, L. D., Verkhoturova, V. V., 2014. Processing of REE-Containing Ores and Concentrates. Procedia Chemistry, 11, 119-125.
Aras, A., Agacayak, T., 2017. Optimization of Ni - ckel Extraction from Lateritic Ore in Hydrochloric Acid Solution with Hydrogen Peroxide by Taguchi Method. Selcuk University Journal of Enginee - ring, Science and Technology (SUJEST), 5 (3), 341-352.
Arslan, V.İ., 2008. Biyoliç Yöntemiyle Endüstriyel Hammaddelerden Safsızlıkların Uzaklaştırılması - nın Araştırılması. Doktora Tezi, Çukurova Üniver - sitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
Aslan, N., 2008. Application of Response Surface Methodology and Central Composite Rotatable Design for Modeling and Optimization of a Mul - ti-gravity Separator for Chromite Concentration. Powder Technology, 185, 80-86.
Bayca, S.U., Kisik, H., 2017. Optimization of Le - aching Parameters of Aluminum Hydroxide Ext - raction from Bauxite Waste Using the Taguchi Method. Environmental Progress & Sustainable Energy, 37 (1), 196-202.
Castor, S. B. Hedrick, J. B., 2006. Rare Earth Ele - ments. Society for Mining, Metallurgy and Explo - ration, Littleton, Colorado, 769-792.
Chakhmouradian, A. R., Wall, F., 2012. Rare Earth Elements: Minerals, Mines, Magnets (and more). Elements, 8(5), 333-340.
Demir, F., Dönmez, B., 2008. Optimization of the Dissolution of Magnesite in Citric Acid Solutions. Int. J. Miner. Process, 87, 60-64.
Düzyol, S., 2016. Taguchi Deneysel Tasarım Metodu Kullanılarak Karadon (Zonguldak) Kömü
- rünün Yağ Aglomerasyonu Davranışının İncelen - mesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimar - lık Fakültesi Dergisi, 31 (2), 77-84. Duzyol, S., 2018. Turbidity Removal of Fine Coal– water Suspension by Flocculation using Taguchi (L16) Experimental Design. Particulate Science and Technology, 36 (3), 351-356.
ETİ Maden, 2006. Nadir Toprak Elementleri (NTE) Ön Ekonomik Değerlendirmesi. Eti Ma - den İşletmeleri Genel Müdürlüğü, Rapor No: ETİ. ARGE.400.02-2004.04.030
Etibank, 1996. Nadir Toprak Elementleri Çalışma Grubu Sonuç Raporu.
Feng, X. L., Long, Z. Q., Cui, D. L., Wang, L. S., Huang, X. W., Zhang, G. C., 2013. Kinetics of Rare Earth Leaching from Roasted Ore of Bast - naesite with Sulfuric Acid. Transactions of Non - ferrous Metals Society of China, 23 (3), 849-854.
Hewedy, M.A., Rushdy, A.A., Kamal, N.M., 2013. Bioleaching of Rare Earth Elements and Uranium from Sinai Soil, Egypt Using Actinomycetes. The Egyptian Journal of Hospital Medicine, 53, 909– 917.
Jordens, A., Cheng, Y.P., Waters, K.E., 2013. A Review of the Beneficiation of Rare Earth Ele - ment Bearing Minerals. Minerals Engineering, 41, 97-114.
Jordens, A., Marion, C., Kuzmina, O., Waters, K.E., 2014. Physicochemical Aspects of Allanite Flotation. Journal of Rare Earths, 32 (5), 476-486.
Jun T., Jingqun Y., Ruan C., Guohua R., Mintao J., Kexian O., 2010. Kinetics on Leaching Rare Earth from the Weathered Crust Elution-deposi - ted Rare Earth Ores with Ammonium Sulfate So - lution. Hydrometallurgy, 101, 166-170.
Kalinkin, A.M., 2007. Physicochemical Processes in Mechanical Activation of Titanium and Calcium containing Minerals. Russian Journal of Applied Chemistry, 80 (10), 1613-1620.
Kalinkin, A.M., Kalinkina, E.V., Vasil’eva, T.N., 2004. Effect of Mechanical Activation on Sphene Reactivity. Colloid Journal, 66 (2), 160–167.
Kanazawa, Y., Kamitani M., 2006. Rare Earth Mi - nerals and Resources in the World. Journal of Al - loys and Compounds, 408-412, 1339-1343.
Kul, M., Topkaya Y., Karakaya İ., 2008. Rare Earth Double Sulfates from Pre-concentrated Bastnasite. Hydrometallurgy, 93, 129-135.
Kumari, A., Panda, R., Jha, M. K., Kumar, J. R., Lee, J. Y., 2015. Process Development to Reco - ver Rare Earth Metals from Monazite Mineral: A review. Minerals Engineering, 79, 102-115.
Mariano, A. N., 1993. The Atomic Arrangement of Bastnasite-(Ce), Ce(CO 3 ) F, and Structural Ele - ments of Synchysite-(Ce), Röntgenite-(Ce), and Parisite-(Ce). American Mineralogist, 78, 415- 418.
Naik, P.K., Reddy, P.S.R., Misra, V.N., 2004. Op - timization of Coal Flotation using Statistical Te - chnique. Fuel Processing Technology, 85, 1473- 1485.
Naik, P.K., Reddy, P.S.R., Misra, V.N., 2005. In - terpretation of Interaction Effects and Optimiza - tion of Reagent Dosages for Fine Coal Flotation. Int. J. Miner. Process, 75, 83-90.
Naumov, A.V., 2008. The Review of the World Market of Rare-Earth Metals. Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 49 (1), 14–22.
Obeng, D.P., Morrell, S., Napier-Munn, T.J., 2005. Application of Central Composite Rotatable De - sign to Modelling the Effect of some Operating Variables on the Performance of the Three-pro - duct Cyclone. Int. J. Miner. Process., 76, 181-192.
Özbayoğlu, G., Atalay M.Ü., 2000. Beneficiation of Bastnaesite by a Multi-gravity Separator. Jour - nal of Alloys and Compounds, 303-304, 520-523. Özensoy, E., 1982. Teknolojik ve Bilimsel Araş - tırmalarda Modern Deney Tasarımcılığı ve Opti - mizasyon Yöntemleri. M.T.A. Enstitüsü Yayınları Eğitim Serisi No: 24, s. 26-35.
Reza, K. A., Hassan S., Sheida A., Javad F., 2014. Preconcentration of Rare Earth Elements from Iranian Monazite Ore by Spiral Separator using Multi-response Optimization Method. Inter - national Journal of Mining Science and Techno - logy, 24, 117-121.
Romero, J.L, McCord, S.A., 2012. Rare Earth Elements: Procurement, Application, and Recla - mation. (Report No. SAND2012-6316), Sandia National Laboratories.
Sadri, F., Nazari, A. M., Ghahreman, A., 2017. A Review on the Cracking, Baking and Leaching Processes of Rare Earth Element Concentrates. Journal of Rare Earths, 35 (8), 739-752.
Shojai, M.S., Mohammad-Taghi Khorasani, M.T., Jamshidi, A., 2012. Hydrothermal Processing of Hydroxy Apatite Nanoparticles – A Taguchi Ex - perimental Design Approach. Journal of Crystal Growth, 361, 73–84.
Simate, G.S., Ndlovu, S., Gericke, M., 2009. Bac - terial Leaching of Nickel Laterites using Chemolit - hotrophic Microorganisms: Process Optimisation using Response Surface Methodology and Cent - ral Composite Rotatable Design. Hydrometallur - gy, 98, 241-246.
Tuncuk, A., Akcil, A., 2014. Removal of Iron from Quartz Ore Using Different Acids: A Labora - tory-Scale Reactor Stud. Mineral Processing & Extractive Metall. Rev., 35, 217-228.
Vijayalakshmi, R., Mishra, S. L., Singh, H., Gupta, C. K., 2001. Processing of Xenotime Concentrate by Sulphuric Acid Digestion and Selective Thori - um Precipitation for Separation of Rare Earths. Hydrometallurgy, 61 (2), 75-80.
Wang, W., Pranolo, Y., Cheng, C.Y., 2011. Metal - lurgical Processes for Scandium Recovery from Various Resources: A review. Hydrometallurgy, 108 (1-2), 100–108.
Yurt Madenciliğini Geliştirme Vakfı, 1999. Endüst - riyel Mineraller Envanteri. İMMİB.
Zhang, J., Zhao, B., Schreiner, B., 2016. Sepa - ration Hydrometallurgy of Rare Earth Elements. Switzerland, Springer International Publishing, ISBN: 978-3-319-28235-0.
Vapur, H., Top, S., Demirci, S., 2017. Purification of Feldspar from Colored Impurities using Orga - nic Acids. Physicochemical Problems of Mineral Processing, 53 (1), 150-16.

APA	KURŞUN İ, TERZİ M (2018). ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI. , 267 - 280.
Chicago	KURŞUN İLGİN,TERZİ MERT ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI. (2018): 267 - 280.
MLA	KURŞUN İLGİN,TERZİ MERT ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI. , 2018, ss.267 - 280.
AMA	KURŞUN İ,TERZİ M ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI. . 2018; 267 - 280.
Vancouver	KURŞUN İ,TERZİ M ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI. . 2018; 267 - 280.
IEEE	KURŞUN İ,TERZİ M "ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI." , ss.267 - 280, 2018.
ISNAD	KURŞUN, İLGİN - TERZİ, MERT. "ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI". (2018), 267-280.

APA	KURŞUN İ, TERZİ M (2018). ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI. Bilimsel Madencilik Dergisi, 57(4), 267 - 280.
Chicago	KURŞUN İLGİN,TERZİ MERT ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI. Bilimsel Madencilik Dergisi 57, no.4 (2018): 267 - 280.
MLA	KURŞUN İLGİN,TERZİ MERT ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI. Bilimsel Madencilik Dergisi, vol.57, no.4, 2018, ss.267 - 280.
AMA	KURŞUN İ,TERZİ M ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI. Bilimsel Madencilik Dergisi. 2018; 57(4): 267 - 280.
Vancouver	KURŞUN İ,TERZİ M ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI. Bilimsel Madencilik Dergisi. 2018; 57(4): 267 - 280.
IEEE	KURŞUN İ,TERZİ M "ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI." Bilimsel Madencilik Dergisi, 57, ss.267 - 280, 2018.
ISNAD	KURŞUN, İLGİN - TERZİ, MERT. "ISPARTA ÇANAKLI CEVHERİNDEN SÜLFÜRİK ASİT LİÇİ İLE NTE EKSTRAKSİYONUNUN DENEYSEL TASARIMI". Bilimsel Madencilik Dergisi 57/4 (2018), 267-280.