İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması

Akad BÜKE, (İstanbul Teknik Üniversitesi, Cevher Hazırlama Mühendisliği, İstanbul, Türkiye)
Birgül BENLİ (İstanbul Teknik Üniversitesi, Cevher Hazırlama Mühendisliği, İstanbul, Türkiye)
Bilimsel Madencilik Dergisi
34 10
Yıl: 2021 Cilt: 60 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 159 - 167 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.30797/madencilik.840183 İndeks Tarihi: 25-05-2022

İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması

Öz:
İnsanlığın, Neolitik çağdan beri “siyah altın” olarak tanıdığı kömür, 18. yüzyıl sanayi devrimi sonrasında enerji ihtiyacını karşılayan popüler yakıt olmuştur. Son zamanlarda yanma sonrası uçucu kül gibi artıklar hem depolama hem de çevresel açıdan sorun teşkil etmektedirler. Kömür tüketimi tamamen sona erene kadar, bu tür artıklar ortaya çıkmaya devam edecektir. Kömür uçucu külleri, değerli metal ve nadir toprak elementleri açısından zengin bir ikincil kaynak olup, endüstriye tekrar geri kazandırılması önem arz etmektedir. Fiziksel zenginleştirme işlemlerle nihai konsantre üretimi kısıtlı olsa da, kimyasal zenginleştirme ve hidrometalurji (liç, solvent ekstraksiyonu vs.) sonrasında geri kazanıma yönelik cevher hazırlama çalışmalarının önemi büyüktür. Seçilecek yöntemlerin tercihinde, Nadir toprak elementlerinin uçucu kül içerisinde bulunma oranlarının incelenmesi, boyutun zenginleştirme işlemlerine etkisi ve özellikle entegre fiziksel-kimyasal zenginleştirme yöntemlerinin araştırılması önemlidir. Kuşkusuz, önümüzdeki süreçte kömür tüketimine bağlı oluşan uçucu küller gibi artıkların bertaraf edilmesinde, cevher hazırlama işlemleri önemli rol oynayacaktır. Bu makalede, uçucu küllerinin genel özellikleri, içerikleri ve ikincil kaynak olarak zenginleştirilmesinde cevher hazırlamanın, özellikle fiziksel zenginleştirme işlemlerinin yeri ele alınıp, yakın zamanda bu konuda yapılan çalışmalar incelenmiştir.
Anahtar Kelime:

Review of recovery of valuable metals and rare earth elements from coal fly ash as a secondary resource

Öz:
The “black gold” coal, which humanity has known since the Neolithic age, has been the popular fuel after the 18th century industrial revolution. Recently, residues such as fly ash after combustion pose a problem both in terms of storage and environmental aspects. Such residues will continue to appear until coal consumption ceases completely. Coal fly ash is a secondary source in precious metals and rare earth elements, and it is important to recycle it to the industry. Although the final concentrate production by physical enrichment processes is limited, the ore preparation studies together for chemical enrichment and hydrometallurgy (leaching, solvent extraction, etc.) recovery are of great importance. It is important to examine the ratio of rare earth elements in fly ash, the effect of size on enrichment processes and especially the integrated physical-chemical enrichment methods in the choice of the methods to be selected. In this article, the general properties of coal ashes, and rare earths contents and especially physical enrichment processes of fly ash are discussed and recent studies on this subject are examined.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • ASTM C618-19, 2019. Standard specification for coal fly ash and raw or calcined natural pozzolan for use in concrete, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.orgwww.astm.org.
  • Attari, M., Bukhari, S.S., Kazemian, H., Rohani, S. 2017. A low-cost adsor- bent from coal fly ash for mercury removal from industrial wastewa- ter. Journal of Environmental Chemical Engineering. 5(1), 391-399. https://doi.org/10.1016/j.jece.2016.12.014.
  • Balaram, V. 2019. Rare earth elements: A review of applications, occur- rence, exploration, analysis, recycling, and environmental impact. Geoscience Frontiers. 10(4), 1285-1303. https://doi.org/ 10.1016/j. gsf.2018.12.005.
  • Benli, B., Gönül, E.A. 2021. Maden atıklarının sürdürülebilir manyetik pigment olarak tekstil sektörüne geri kazanımı. ESOGÜ Müh. Mim. Fak. Derg. 29(2), 1-13.
  • BP., 2020. Statistical Review of World Energy, 2020, 69th Edition.
  • Büke, A. 2021. Kömür Termik Santrali Uçucu Küllerinden Değerli Metal ve Nadir Toprak Elementlerinin İkincil Bir Kaynak Olarak Kazanılması. İstanbul Teknik Üniversitesi Cevher Hazırlama Mühendisliği Anabilim Dalı. Cevher Hazırlama Mühendisliği Programı. Yüksek Lisans Bitirme Tezi.
  • Celep, O. Yazıcı, E.Y., Deveci, H. 2020. Nadir toprak elementlerinin birincil ve ikincil kaynaklardan üretimi. DOI: 10.17714/gumusfenbil.765981
  • Demirbilek, S. 1987. Kömür kullanımı ve ilgili çevre kirlenmesi. Madenci- lik. 26(3), 33-43.
  • Energy Information Administration (EIA). 2020. Electricity Explained. Erişim adresi: https://www.eia.gov/energyexplained/electricity/ electricity-in-the-us.php#:~:text=The%20three%20major%20cat- egories%20of,geothermal%2C%20and%20solar%20thermal%20 energy.
  • Enerji Atlası. (n.d.). Kömür. Erişim adresi: https://www.enerjiatlasi.com/ komur/.
  • Franus, W., Wiatros-Motyka, M.M., Wdowin, M. 2015. Coal fly ash as a re- source for rare earth elements. Environmental Science and Pollution Research. 22(12), 9464-9474.
  • Güler, G., Güler, E., İpekoğlu, Ü., Mordoğan, H. 2005. Uçucu küllerin özel- likleri ve kullanım alanları. Türkiye 19. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Fuarı, İzmir. 419-423.
  • Hosseini Asl, S. M., Javadian, H., Khavarpour, M., Belviso, C., Taghavi, M., Maghsudi, M. 2019. Porous adsorbents derived from coal fly ash as cost-effective and environmentally-friendly sources of aluminosili - cate for sequestration of aqueous and gaseous pollutants: A review. Journal of Cleaner Production, 208, 1131–1147.
  • IACES METU LC. 2019. Erişim adresi: http://structpedia.com/ucu- cu-kul-ve-avantajlari/
  • IEA World coal consumption 1978-2019. (t.y.). Erişim Adresi: https:// www.iea.org/data-and-statistics/charts/ world-coal-consump- tion-1978-2019.
  • Jayaranjan, M.L.D., van Hullebusch, E.D., Annachhatre, A.P. 2014. Reuse options for coal fired power plant bottom ash and fly ash. Reviews in Environmental Science and Biotechnology. 13(4), 467-486. https:// doi.org/10.1007/s11157-014-9336-4.
  • Jiang, Z. Q., Yang, J., Ma, H. W., Wang, L., Ma, X. 2015. Reaction behaviour of Al 2 O 3 and SiO 2 in high alumina coal fly ash during alkali hydrother- mal process. Transactions of Nonferrous Metals Society of China (En- glish Edition), 25(6), 2065–2072. https://doi.org/10.1016/S1003- 326(15)63816-X
  • Kaplan, G., Gültekin, A. 2010. Yapı Sektöründe Uçucu Kül Kullanımının Çevresel ve Toplumsal Etkiler Açısından İncelenmesi (The Investiga- tion of Fly Ash Usage in Terms of Enviromental and Social Effects in Construction Sector).
  • Karayigit, A., Gayer, R. 2001. Characterisation of Fly Ash from the Kangal Power Plant, Eastern Turkey.
  • Karçin, A. 2019. Yatağan Termik Santrali Uçucu Küllerindeki Bazı Kıymetli Metallerin Manyetik Ayırma Yöntemi ile Kazanım Olanak- larının Araştırılması. İstanbul Üniversitesi Cerrahpaşa Mühendislik Fakültesi. Bitirme Tezi.
  • Ketris, M., Yudovich, Y.E. 2009. Estimations of Clarkes for Carbonaceous biolithes: World averages for trace element contents in black shales and coals. International Journal of Coal Geology. 78(2), 135-148.
  • Kömür ve Linyit Yakıtlı Termik Santraller. (t.y.). Erişim adresi: https:// www.enerjiatlasi.com/komur/.
  • Kursun Unver, I., Terzi, M. 2018. Distribution of trace elements in coal and coal fly ash and their recovery with mineral processing practices: A review. Department of Mining Engineering, Faculty of Engineering, Istanbul University, Istanbul, Turkey. https://doi.org/10.22044/ JME.2018.6855.1518.
  • Kursun, I., Terzi, M. 2016. Research on the solubility of radioactive ele- ments in the ashes from the soma in Turkey. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 37(1), 27-33. https://doi.org/10.1080 /08827508.2015.1072710
  • Lange, C.N., Camargo, I.M.C., Figueiredo, A.M.G.M., Castro, L., Vasconcel- los, M.B.A., Ticianelli, R.B. 2017. A Brazilian coal fly ash as a potential source of rare earth elements. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 311(2), 1235–1241.
  • Lanzerstorfer, C. 2018. Pre-processing of coal combustion fly ash by clas- sification for enrichment of rare earth elements. Energy Reports. 4, 660–663. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2018.10.010.
  • Lin, R., Stuckman, M., Howard, B.H., Bank, T.L., Roth, E.A., Macala, M.K., Lopano, C., Soong, Y., Granite, E.J. 2018. Application of sequential ex- traction and hydrothermal treatment for characterization and enrich- ment of rare earth elements from coal fly ash. Fuel. 232, 124-133.
  • Mardon, S.M., Hower, J.C. 2004. Impact of coal properties on coal combus- tion by-product quality: Examples from a Kentucky power plant. In- ternational Journal of Coal Geology. 59(3-4), 153-169.
  • Mastalerz, M., Hower, J.C. Drobniak, A., Mardon, S.M., Lis, G. 2004. From in-situ coal to fly ash: A study of coal mines and power plants from Indiana. International Journal of Coal Geology. 59(3-4), 171-192. https://doi.org/10.1016/j.coal.2004.01.005.
  • Mert, B.A. 2016. Taş ocaklarında rekültivasyon uygulaması : uçucu küller- in depolanması örneği reclamation of limestone quarry : A case study for the storing of fly ash. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi. 31, 103-117.
  • Middleton, A., Park, D.M., Jiao, Y., Hsu-Kim, H. 2020. Major element compo- sition controls rare earth element solubility during leaching of coal fly ash and coal by-products. International Journal of Coal Geology. 227, 103532.
  • Mondal, S., Ghar, A., Satpati, A. K., Sinharoy, P., Singh, D. K., Sharma, J. N., Kain, V. 2019. Recovery of rare earth elements from coal fly ash using TEHDGA impregnated resin. Hydrometallurgy. 185, 93-101.
  • MTA. Zeolit. (t.y). Erişim adresi http://www.mta.gov.tr/v3.0/bil- gi-merkezi/zeolit
  • Nadir Toprak Elementleri Araştırma Enstitüsü (NATEN), 2020. Kömür NTE ile küllerinden doğuyor. Erişim adresi: http://www.naten.gov.tr/up- loads/galeri/575899-komur-nte-ile-kullerinden-doguyor.pdf.
  • Olgun, A., Erdogan, Y., Ayhan, Y., Zeybek, B. 2005. Development of ceramic tiles from coal fly ash and tincal ore waste. Ceramics International. 31(1), 153–158. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2004.04.007.
  • Önal, G., Kayabalı, İ., Gündüz, M. 1995. Nadir toprak elementleri çalışma grubu raporu.
  • Pan, J., Nie, T., Vaziri Hassas, B., Rezaee, M., Wen, Z., Zhou, C. 2020. Recovery of rare earth elements from coal fly ash by integrated physical sep- aration and acid leaching. Chemosphere. 248, 126112. https://doi. org/10.1016/j.chemosphere.2020.126112.
  • Pan, J., Zhou, C., Liu, C., Tang, M., Cao, S., Hu, T., Zhang, N. 2018. Modes of occurrence of rare earth elements in coal fly ash: a case study. Energy and Fuels. 32(9), 9738-9743.
  • Pan, J., Zhou, C., Tang, M., Cao, S., Liu, C., Zhang, N., Ji, W. 2019. Study on the modes of occurrence of rare earth elements in coal fly ash by statistics and a sequential chemical extraction procedure. Fuel. 237, 555-565. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.09.139.
  • Seredin, V. V., Dai, S. 2012. Coal deposits as potential alternative sources for lanthanides and yttrium. International Journal of Coal Geology. 94, 67-93. https://doi.org/10.1016/j.coal.2011.11.001.
  • Sönmez, G., Işık, M. 2020. Kömür yanma atıklarının çevresel etki̇leri̇ ve kullanım alanları. Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilim- leri Dergisi. 9(1), 72-83.
  • Tamzok, N. 2019. Dünya’da ve Türkı̇ye’de kömür. Türkiye’nin Enerji Görünümü. 217-236.
  • TEİAŞ, 2020. Kurulu Güç Raporu-Ekim 2020. Erişim adresi:https:// www.enerjihukuku.org.tr/storage/2020/11/teia%C5%9F-kuru- lu-g%C3%BC%C3%A7-raporu.pdf.
  • TKİ, 2019. Kömür Sektör Raporu, Linyit. Erişim adresi: http://www.tki.gov. tr/depo/2019%20K%C3%96M%C3%9CR%20SEKT%C3%96R%20 RAPORU%20(1).
  • TKİ, 2020. Enerji ve Kömür. (t.y.). Erişim adresi http://www.tki.gov.tr/bil- gi/komur/enerji-ve-komur/232.
  • Türker, P., Erdoğan, B., Katnaş, F., Yeğinobalı, A. 2009. Türkiye’deki uçucu küllerin sınıflandırılması ve özellikleri.
  • Türkiye Genç Volkanik Alanlar Haritası. (t.y.). Erişim adresi: http:// cografyaharita.com/ haritalarim/2bturkiye-genc-volkanik-alan- lar-haritasi.png.
  • Türkiye Kömür Santralleri Haritası. (t.y.). Erişim: http://cografyaharita. com/haritalarim/4eturkiye-komur-santraller-haritasi.png.
  • Wang, Z., Dai, S., Zou, J., French, D., Graham, I.T. 2019. Rare earth elements and yttrium in coal ash from the Luzhou power plant in Sichuan, Southwest China: Concentration, characterization and optimized ex- traction. International Journal of Coal Geology. 203(January), 1-14.
  • Wattimena, O.K., Antoni., Hardjito, D. 2017. A review on the effect of fly ash characteristics and their variations on the synthesis of fly ash based geopolymer. https://doi.org/10.1063/1.5003524
  • Yao, Z.T., Ji, X.S., Sarker, P.K., Tang, J.H., Ge, L.Q., Xia, M.S., Xi, Y.Q. 2015. A comprehensive review on the applications of coal fly ash. Earth-Sci- ence Reviews. 141, 105-121.
  • Yıldız, N. 2016. Nadir Toprak Elementleri. Ankara: Dijital Yayın.
  • Yıldız, T. 2019. Yatağan termik santral uçucu küllerindeki bazı kıymetli metallerin knelson konsantratörü ile kazanım olanaklarının araştırıl- ması. İstanbul Üniversitesi, Bı̇ tı̇rme tezı̇.
  • Zhang, W., Rezaee, M., Bhagavatula, A., Li, Y., Groppo, J., Honaker, R. 2015. A review of the occurrence and promising recovery methods of rare earth elements from coal and coal by-products. International Journal of Coal Preparation and Utilization. 35(6), 295–330.
APA BÜKE A, Benli B (2021). İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması. , 159 - 167. 10.30797/madencilik.840183
Chicago BÜKE AKAD,Benli Birgül İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması. (2021): 159 - 167. 10.30797/madencilik.840183
MLA BÜKE AKAD,Benli Birgül İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması. , 2021, ss.159 - 167. 10.30797/madencilik.840183
AMA BÜKE A,Benli B İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması. . 2021; 159 - 167. 10.30797/madencilik.840183
Vancouver BÜKE A,Benli B İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması. . 2021; 159 - 167. 10.30797/madencilik.840183
IEEE BÜKE A,Benli B "İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması." , ss.159 - 167, 2021. 10.30797/madencilik.840183
ISNAD BÜKE, AKAD - Benli, Birgül. "İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması". (2021), 159-167. https://doi.org/10.30797/madencilik.840183
APA BÜKE A, Benli B (2021). İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması. Bilimsel Madencilik Dergisi, 60(3), 159 - 167. 10.30797/madencilik.840183
Chicago BÜKE AKAD,Benli Birgül İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması. Bilimsel Madencilik Dergisi 60, no.3 (2021): 159 - 167. 10.30797/madencilik.840183
MLA BÜKE AKAD,Benli Birgül İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması. Bilimsel Madencilik Dergisi, vol.60, no.3, 2021, ss.159 - 167. 10.30797/madencilik.840183
AMA BÜKE A,Benli B İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması. Bilimsel Madencilik Dergisi. 2021; 60(3): 159 - 167. 10.30797/madencilik.840183
Vancouver BÜKE A,Benli B İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması. Bilimsel Madencilik Dergisi. 2021; 60(3): 159 - 167. 10.30797/madencilik.840183
IEEE BÜKE A,Benli B "İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması." Bilimsel Madencilik Dergisi, 60, ss.159 - 167, 2021. 10.30797/madencilik.840183
ISNAD BÜKE, AKAD - Benli, Birgül. "İkincil bir kaynak olarak kömür uçucu külünden değerli metallerin ve nadir toprak elementlerinin geri kazanımı üzerine literatür çalışması". Bilimsel Madencilik Dergisi 60/3 (2021), 159-167. https://doi.org/10.30797/madencilik.840183
Sayfa Oluşturulma Tarihi
23-04-2024 22:29

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları