Fiziksel ve kimyasal ön işlemlerin lateritik nikel cevherlerinin atmosferik liçine etkisi

Teze konu olan cevher Manisa-Turgutlu'nun Çaldağ yöresinden temin edilmiştir. Yapılan kimyasal analizler sonucunda numunenin %1,2 Ni, %24,77 Fe ve %0,062 Co içerdiği saptanmıştır. Modal mineralojik analiz sonuçlarına göre ise, numunede nikel ve kobalt taşıyan fazlar olarak; limonit grubu, Fe-Mn Hidroksitler, Fe-Mg-Mn hidrosilikatlar, Fe-Mg hidrosilikatlar, Fe-Cr-Al hidrosilikatlar, Mg'lu killer, Fe-Mg'lu killer, yüksek düzeyde silis içeren killer; gang mineralleri olarak hematit, manyetit, kromit grubu mineralleri, kuvars, feldspat, kil mineralleri (klorit, montmorillonit, smektit, halloysit), kalsit, dolomit ve muskovit tespit edilmiştir. Kimyasal zenginleştirme deneyleri öncesinde dağıtma + boyuta göre sınıflandırma ve yüksek alan şiddetli yaş manyetik ayırma (Jones ayırıcısı) deneyleri yapılmıştır. Her iki ön zenginleştirme deneyleri sonucunda da bir ön konsantre eldesi ya da temiz bir artık atma olanağı bulunamamıştır. Ön zenginleştirme deneylerinin ardından kimyasal zenginleştirme deneylerine geçilmiş ve doğrudan çözündürmeyi kapsayan proses (DÇP), asitle pişirmeyi kapsayan proses (APP) ve mekanik aktivasyonu kapsayan proses (MAP) olmak üzere 3 farklı proses incelenmiştir. DÇP'de yapılan deneyler sonucu, 74 µm altındaki numune ile 80oC pülp sıcaklığında, %25 pülpte katı oranında, 250 g/L H2SO4 konsantrasyonunda ve 8 saat sürede yapılan çözündürme deneyinde %75 Ni, %60 Fe ve %85 Co çözünme verimlerine ulaşılmıştır. Liç sonunda elde edilen yüklü çözelti, nötralizasyon sonrasında Fe çöktürme deneylerine tabi utulmuştur. 80oC sıcaklık, pH 3 ve 45 dk reaksiyon süresinde gerçekleşen deney sonunda %99,8 Fe çöktürme verimi elde edilirken, %1,2 Ni ve %1,5 Co kaybı gerçekleşmiştir. Demiri uzaklaştırılan çözelti üzerinde Ni,Co kazanımına yönelik birlikte çöktürme deneyi yapılmış (pH 8 ve 20 dk reaksiyon süresi) ve sonucunda %30,42 Ni ve %1,75 Co içerikli çökelek elde edilmiştir. APP deneylerinde ise, liç öncesinde 74 µm altındaki numune, 200oC sıcaklıkta asitle 60 dk boyunca pişirilmiş ve bu ürün 700oC sıcaklıkta 15 dk süre ile kavrulmuştır. Pişirme+kavurma ön hazırlık işlemlerinin ardından kalsine ürüne 30 dk sürede su ile çözündürme uygulanmıştır. Çözündürme sonunda %83,6 Ni, %25,8 Fe ve %91,7 Co çözünme verimlerine ulaşılmıştır. Bu yüklü çözelti üzerinde pH 3'te, 60oC sıcaklıkta ve 30 dk sürede Fe çöktürme deneyi yapılmıştır. Demirin %99,6'sı çöktürülürken, demiri uzaklaştırılan çözelti üzerinde Ni ve Co kazanımına yönelik birlikte çöktürme deneyi uygulanmıştır. Bu deney sonucunda %33,27 Ni ve %1,9 Co içerikli çökelekler elde edilmiştir. MAP deneylerinde, kimyasal zenginleştirme öncesinde cevherin ekzantrik titreşimli değirmen ile mekanik aktivasyonunu kapsayan ön hazırlık işlemi uygulanmıştır. Optimum mekanik aktivasyon süresi (2 saat) tespit edildikten sonra kimyasal çözündürme deneylerine geçilmiş ve 30µm altındaki numune ile 85oC pülp sıcaklığında, %30 pülpte katı oranında, 300 g/L H2SO4 konsantrasyonunda ve 2 saat sürede yapılan çözündürme deneyi sonunda %80,6 Ni, %72,2 Fe ve %84,5 Co çözünme verimlerine ulaşılmıştır.Yüklü çözelti nötralizasyonunun ardından pH 3'te 90oC sıcaklıkta ve 45 dk sürede Fe çöktürmesi uygulanmış, sonucunda demirin %99,7'si çöktürülmüştür. Ni-Co yüklü çözelti ise, diğer prosesteki uygulamalardan farklı olarak, solvent ekstraksiyona tabi tutulmuş, bu işlem sonucunda Ni ve Co yüklü 2 ayrı çözelti elde edilmiştir. Bu çözeltilerin elektroliz ünitesine gönderilerek daha yüksek kazanç ve katma değer sağlayacak metal ürünlerin eldesi mümkündür.