Bilimsel Madencilik Dergisi

Bilimsel Madencilik Dergisi

Cilt 59 - Sayı 1 (Mart 2020)
Zeolite Synthesis by Alkali Fusion Method Using Two Different Fly Ashes Derived From Turkish Thermal Power Plants - Türk Termi̇k Santralleri̇nden İki̇ Farkli Uçucu Kül Kullanarak Alkali̇ Yakma Metoduyla Zeoli̇t Sentezi
DOI 10.30797/madencilik.70548 Soner Top, Hüseyin Vapur
ABSTRACT In this study, Faujasite (Na-LSX) (3.5(Ca0.3)3.5(Na0.6)3.5(Mg0.1)Al7Si17O48•32(H2O)) type zeolites and Ca-Filipsite (CaK0.6Na0.4Si5.2Al2.8O16•6(H2O)) type zeolites were produced from Sugözü Thermal Power Plant and Çatalağzı Thermal Power Plant fly ashes by alkali fusion method followed by water leaching, respectively. In these methods, fly ashes and sodium hydroxide (NaOH) were mixed in certain proportions and sintered at 600 °C in ash furnace. Then, zeolites were obtained from the ground materials after water leaching and solid/liquid separation, respectively. Cation Exchange Capacity (CEC), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Fluorescence (XRF) and Atomic Absorption Spectrometer (AAS) analyses were used to characterize the synthesized zeolites. The zeolites synthesized with Sugözü fly ashes in a ratio of 1:2 had 136.93 meq/100 g CEC, whereas the CEC of synthesized zeolite from Çatalağzı fly ashes was found to be 247.88 meq/100 g. As a result, zeolites, which can be used as wastewater treatment agent, energy storage material, catalyst and separator, were synthesized by using 2 different Class F fly ash. ÖZ Bu çalışmada, Sugözü termik santrali uçucu küllerinden sonrasında su liçi ile desteklenen bazik füzyon tekniği kullanılarak fojasit (Na-LSX) (3.5(Ca0.3)3.5(Na0.6)3.5(Mg0.1)Al7Si17O48•32(H2O)) türü, Çatalağzı uçucu küllerinden ise aynı tekniği kullanarak Ca-Filipsit (CaK0.6Na0.4Si5.2Al2.8O16•6(H2O)) türü zeolitler sentezlenmiştir. Bu yöntemlerde öncelikle yüksek sıcaklıkta kül fırınında uçucu küller ve sodyum hidroksit (NaOH) belirli oranlarda karıştırılarak 600 °C’de sinterlenmiş sonrasında öğütülen malzemelerden saf suda liç işlemi ile zeolitler elde edilmiştir. Katyon Değiştirme Kapasitesi (KDK), X-Işını Kırınımı (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), X-Işını Fluoresans (XRF) ve Atomik Adsorpsiyon Spektrometresi (AAS) analizleri ile sentezlenen zeolitler karakterize edilmiştir. Sugözü uçucu külleri ile (1:2 oranda) sentezlenen zeolitler 136,93 meq/100 g KDK’ne sahipken aynı oranda Çatalağzı uçucu külleri ile sentezlenen zeolitlerin 247,88 meq/100 g KDK’ne sahip oldukları belirlenmiştir. Sonuç olarak F sınıfı 2 ayrı uçucu kül kullanarak atıksu arıtıcı, enerji depolayıcı, katalist ve separator olarak kullanılabilecek zeolitler sentezlenmiştir.
Kaya Yüzey Pürüzlülüğünün Schmidt Sertliği Ölçümlerine Etkisi - Effect of Rock Surface Roughness on Schmidt Hardness Measurements
DOI 10.30797/madencilik.705488 Kadir Karaman
ÖZ Schmidt çekici ile sertlik tayini maden, jeoloji ve inşaat mühendislerince uygulanan disiplinler arası bir deney yöntemidir. Yüzey pürüzlülüğü Schmidt sertliğini etkileyen önemli bir parametredir. Bu çalışmada doğal, taşlama yapılmış ve kesilmiş yüzeylerin olduğu blok numunelerde ve karot örneklerde ölçümler yapılmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Ayrıca her yüzeyin pürüzlülük özellikleri belirlenmiş ve sertlik değerleri ile ilişkisi araştırılmıştır. En yüksek sertlik değeri ve en düşük standart sapma kesilmiş yüzeylerde, en düşük sertlik değeri ve en yüksek standart sapma ise doğal yüzeylerden elde edilmiştir. Bu çalışmada, yüzey pürüzlülüğü azaldıkça sertlik değerlerinin arttığı ve standart sapma değerlerinin azaldığı görülmüştür. Sonuç olarak, Schmidt çekicinin uygulanacağı yüzeyin pürüzlülüğü giderilmeli ve standart sapmanın yüksek olması durumunda test yüzeyi gözden geçirilmelidir. ABSTRACT Determination of hardness with Schmidt Hammer is an interdisciplinary experimental method used by mining, geology and civil engineers. Surface roughness is an important parameter affecting the Schmidt hardness. In this study, hardness measurements were made on natural, grinded out and cut surfaces and on core samples and their results were compared. Furthermore, roughness properties of each surface were determined and their relations with hardness values were investigated. The highest hardness values and the lowest standard deviations were obtained from cut surfaces, while the lowest hardness values and the highest standard deviations were taken from natural surfaces. In this study, as the surface roughness decreases, hardness values were seen to increase and standard deviation values were found to decrease. As a result, the roughness of the surface where the Schmidt Hammer is applied should be eliminated and the test surface should be reevaluated if the standard deviation is high.
Box-Behnken Deney Tasarımı ile Mi̇krodalga Enerjili Isıtmanın Yüksek Sülfürlü Altın Flotasyon Konsantresi̇ne Etki̇leri̇: Opti̇mi̇zasyon ve Modelleme - Box-Behnken Experimental Design For the Effect of Microwave Heating o
DOI 10.30797/madencilik.705491 Birgül Benli, Atacan Adem
ÖZ Bu çalışmada, mikrodalga enerjili ısıtmanın, refrakter özelliği gösteren düşük tenörlü altın konsantresine olan etkileri, Box-Behnken deney tasarımı yardımıyla kızdırma kaybı üzerinden modellenerek incelenmektedir. Mikrodalga enerji uygulandığında, ısıtma veya bölgesel kavurma prosesinin etkili parametreleri olarak güç (Watt), süre (dakika) ve kütle (g) bağımsız değişkenleri seçilerek 3 değişkenli Box-Behnken üzerinden 15 adet deney olarak tasarlanmış, bağımlı değişken için model eşitlikleri geliştirilmiştir. Ardından, Minitab programı yardımıyla, yanıt yüzey yöntemine göre etkili parametrelerin optimizasyonu incelenmiştir. Optimizasyon çalışmalarında kullanılan cevher, ülkemizin batı kesimi, Ege bölgesinden temin edilmiş, önceki çalışmalarımız sırasında Denver hücresinde flotasyonla nihai 4 ppm Au ve %21 kükürt içeriğine ulaştırılmıştır. Deneysel çalışmalar sonunda hesaplanan optimizasyon değerlendirmelerine göre 3 g miktardaki numunenin, 30 dakika süresince 680 W’lık mikrodalga enerjisinin aktarımının yeterli olduğu bulunmuştur. ABSTRACT In this study, the effects of microwave heating on sulphidic refractory gold concentrate were investigated. When microwave energy is applied, the power (Watt), time (minute) and mass (g) independent variables, which are the effective parameters of the heating or roasting process, are designed as 15 experiments over 3 variable Box-Behnken and model equations are developed for dependent variable. Gold ore used in the optimization studies is the flotation concentrate which has been reached to 4 ppm Au and 21% sulphur content in our previous Denver flotation studies obtained from the western part of Turkey, Aegean region. Minitab program was used to analyse optimization values, it was found that the transfer of 680 W microwave energy on the sample in 3 g amount was sufficient during 30 minutes.
Kri̇ti̇k Metal Konumundaki̇ Kobaltın Bi̇ri̇nci̇l ve İki̇nci̇l Kaynaklardan Üretimi - Production of Cobalt as A Critical Metal From Primary and Secondary Resources
DOI 10.30797/madencilik.706490 Banu Yaylalı, Ersin Y. Yazıcı, Oktay Celep, Hacı Deveci
ÖZ Kobalt, jet motorları, süper alaşımlar, şarj edilebilir piller gibi özellikle ileri teknoloji ürünlerinde kullanılan bir metaldir. Yüksek ekonomik önemi ve temin riski göz önüne alınarak Avrupa Birliği (AB) tarafından “kritik hammadde” olarak tanımlanmıştır. Birincil kaynaklardan üretilen kobaltın %84’ü bakır ve nikel üretiminin yan ürünü olarak sağlanmaktadır. Özellikle lateritik nikel cevherlerinden kobalt üretimi Dünya’da ve ülkemizde artmaktadır. Lateritlerden Ni/Co kazanımı için son yıllarda yüksek basınçlı asit liçi (HPAL) içeren hidrometalurjik prosesler uygulanmaktadır. Artan kobalt talebine bağlı olarak ikincil kaynaklardan (bakır ergitme cürufları, flotasyon atıkları (pirit konsantreleri), pirit külleri) biyo/hidrometalurjik yöntemler ile kobalt kazanımına yönelik çalışmalar da artış görülmektedir. Bu çalışmada, kobaltın kritik hammadde olarak önemi, Dünya ve ülkemizin kobalt potansiyeli ve cevherlerden kobalt üretimi için uygulanan prosesler detaylı olarak incelenmiştir. Literatürde birincil ve ikincil kaynaklardan kobalt kazanımı üzerine yapılmış farklı araştırmaların bulguları tartışılmıştır. Ayrıca, ülkemizde lateritik cevherlerden ve flotasyon atıklarından kobalt kazanımı amacıyla kurulan tesislerin akım şemaları ile birlikte sunulmuştur. ABSTRACT Cobalt is utilised in various high-tech products such as jet engines, super alloys and rechargeable batteries. In view of its relatively high economic importance and supply risk, European Union (EU) has listed cobalt as one of the “critical raw materials”. About 84% of cobalt produced from primary resources is extracted as a by-product of copper and nickel production. Production of cobalt, particularly from lateritic nickel ores, is increasing. Recently, hydrometallurgical processes such as high pressure acid leaching (HPAL) are commonly applied for extraction of Ni/Co from laterites. Based on the increasing demand for cobalt, the extraction of cobalt from secondary resources (copper smelting slags, flotation tailings (pyrite concentrates), pyrite ashes) by bio/ hydrometallurgical methods have been extensively investigated. In this paper, the importance of cobalt as a critical raw material, resource potential of cobalt in the world and Turkey, and industrial processes for production of cobalt from ores are reviewed in detail. Previous studies on the recovery of cobalt from primary and secondary resources are discussed. In addition, process flowsheets of various industrial plants for the recovery of cobalt from lateritic ores and flotation tailings in our country are presented.
Kalsi̇ti̇n Yüzey Modi̇fi̇kasyonu: Bölüm I. Üreti̇m Teknoloji̇si̇ ve Kullanılan Donanımlar - Surface Modification of Calcite: Part I. Production Technology and Used Equipments
DOI 10.30797/madencilik.705498 Serkan Çayırlı
ÖZ Endüstriyel bir hammadde olan kalsit, birçok sektörde dolgu minerali olarak kullanılmaktadır. Genellikle, mikronize boyutlara ufalanan kalsit bir yüzey modifikasyon (kaplama) işlemine tabi tutularak hidrofilik (su sever) yapısı hidrofob (su sevmez) yapıya dönüştürülmektedir. Böylelikle, mikronize+kaplanmış üretilen kalsitin ürün fiyatı yükselirken, kullanıldığı alanlarda ise yapıya daha iyi uyum sağlamakta, nihai ürün özelliklerinin gelişmesine yardımcı olmakta ve maliyeti düşürmektedir. Mikronize kalsit üretimi öğütme devrelerinde yapılırken kaplama işlemi ise ayrı bir süreç de gerçekleştirilmektedir. Kalsitin yüzey modifikasyon işlemi, yüzeyin bir kaplama kimyasalı (ajanı) ile kaplanması yöntemine dayanmaktadır ve endüstriyel ölçekte farklı kaplama sistemleri geliştirilmiştir. Bu çalışmada kalsitin yüzey modifikasyon mekanizması, kullanılan sistemler ve donanımlar hakkında güncel bilgiler verilmiş, uygulama örnekleri incelenmiştir. Kaplanmış kalsit sektöründe gerçekleştirilen testler, kalite kontrol süreçleri ve yapılan çalışmalar ise Bölüm II’de sunulmuştur. ABSTRACT Calcite, an industrial raw material, is used as filler mineral in many sectors. In general, the calcite, which is comminute to micronized sizes, is subjected to a surface modification process to convert its hydrophilic structure to a hydrophobic structure. Thus, the product price of micronized+coated calcite increases, while it is better suited to the structure and to improve the final product characteristics in the areas where it is used. Micronized calcite production is performed in grinding circuits and coating is carried out in another process. The surface modification process is based on the method of coating the surface with a coating agent and different coating systems have been developed on the industrial scale. In this study, current information about the surface modification mechanism of calcite, processes, and equipment used are given and application examples are examined. The tests, quality control processes and previous studies performed in the coated calcite sector are presented in Part II.
Kalsitin Yüzey Modifikasyonu: Bölüm II. Karakterizasyon Yöntemleri ve Kalite Kontrol Süreçleri - Surface Modification of Calcite: Part II. Characterization Methods and Quality Control Processes
DOI 10.30797/madencilik.705500 Serkan Çayırlı
ÖZ Kalsitin dolgu malzemesi olarak kullanıldığı sektörlerde yapıya uyumluluk ve kazandırdığı avantajlar açısından yüzeyinin modifiye edilmiş (kaplanmış) olması istenmektedir. Hem laboratuvar çalışmalarında hem de endüstriyel ölçekte mikronize kaplanmış kalsit üretimi öncesinde, sırasında ve sonrasında cevheri karakterize etmek için birçok yöntem ve süreç uygulanabilmektedir. Kullanılan bu yöntem ve analizler oldukça faydalı bilgiler sunarken kalsitin kullanım yerinin teknolojik gereksinimine uygun sürecin seçimine, mevcut sürecin sağlıklı bir şekilde kontrolüne ve ar-ge çalışmalarının gerçekleştirilmesine olanak sağlamaktadır. Mikronize kalsitin yüzey modifikasyon mekanizması, kullanılan sistemler ve donanımlar Bölüm I’de aktarılırken, karakterizasyon yöntemleri, kalite kontrol süreçleri ve yapılan çalışmalar bu derleme kapsamında sunulmuştur. ABSTRACT In the sectors where calcite is used as filling material, it is desirable to have the surface modified (coated) in terms of compatibility with the structure and its advantages. Many methods and processes can be applied to characterize the ore both in laboratory scale and industrial scale before and after industrial micronized calcite production. These methods and analyzes provide useful knowledge. In addition, they allow the selection of the process appropriate to the technological requirement of usage of calcite, the proper control of the existing process and the realization of R & D studies. Surface modification mechanism of micronized calcite, processes and equipment used are explained in Part I, characterization methods, quality control processes and some of the previous studies are presented in this review.