İki aşamalı liç ile alüminyum (Al) ekstraksiyomu

Dünyada alüminyumun kaynağı olarak çok sayıda mineraller bulunmaktadır, ancak en yaygın hammadde boksittir. Boksit, başta alüminyum oksit olmak üzere pek çok mineralin karışımından meydana gelmiş bir mineral grubunun adıdır. Boksit cevherinin bünyesinde % 50'nin üzerinde alümina varsa, yüksek kaliteli olarak kabul edilir. Boksitten alüminyum üretiminin temelinde hidrometalurjik bir uygulama söz konusudur (Bayer Prosesi). Söz konusu proses boksitin basınçlı bir reaktör sistemi içerisinde NaOH ile liçini kapsamaktadır. Liç işlemi sonucu elde edilen çözeltiden, önce alüminyum hidroksit kristalleri elde edilir ve filtrasyon-kalsine işlem basamaklarından sonra elde edilen Al2O3'den alüminyum üretmek amacıyla elektrolitik indirgeme hücrelerine beslenir. Ancak Bayer prosesinde alüminyum üretimi sırasında fazla miktarda kırmızı çamur oluşması, çevresel açıdan risk taşıması, büyük depolama sahalarına ihtiyaç duyması, silis modülü düşük cevherlerin aşırı reaktan tüketmesi, çoklu reaktör sisteminde uzun liç sürelerine ihtiyaç duyması gibi bazı problemlerin zamanla oluşması söz konusudur. Bu çalışmada, Seydişehir/Konya Alüminyum A.Ş'den temin edilen boksit cevherinden metallerin ekstraksiyonu iki etaplı bir liç işlemi ile gerçekleştirilmiştir. Birinci etap liç çalışmasında boksit cevheri oksalik asit varlığında atmosferik şartlarda liç edilerek liç parametreleri optimize edilmiştir. Birinci etap liç çalışmasında organik asit olan oksalik asidin demir üzerinde seçimli bir çözünürlüğe sahip olması ve aynı zamanda boksit yapısında bulunan ve refrakter özellikteki alüminyum yapısını etkilememesi özelliğinden faydalanarak seçimli bir liç işleminin gerçekleştirildiği söylenebilir. Birinci etap liç işleminde en uygun liç şartları; 110 g/l H2C2O4 derişimi, 85 °C liç sıcaklığı, 120 dk liç süresi, 25:1 ml/g sıvı-katı oranı ve 400 dev/dk karıştırma hızı olarak belirlendi. En uygun liç şartlarında yapılan deneylerde metal ekstraksiyon verimleri % 2.82 Al, % 82.7 Fe ve % 55.54 Ti olarak belirlendi. Birinci etap liç bakiyesi karakterize edildi ve ikinci etap liç çalışmalarında alüminyumun geri kazanılması amacıyla kullanıldı. Birinci etap liç bakiyesinin kimyasal analiz sonucu liç bakiyesinin % 71.61 Al2O3, % 1.71 Fe2O3, % 2.82 TiO2 ve % 8.42 SiO2'den oluştuğu belirlendi. İkinci etap liç çalışmalarında en iyi sonuçlar basınçlı bir reaktör sisteminde NaOH varlığında yürütülen deneysel çalışmalarda elde edildi. İkinci etap liç çalışmasında en uygun liç şartları; 3-5 M NaOH, 165 °C liç sıcaklığı, 15-60 dk liç süresi, 4.03 bar basınç, 400 dev/dk karıştırma hızı ve 25 ml/g sıvı-katı oranı olarak belirlendi. Bu şartlarda demir katıda kalmak üzere yaklaşık % 70 Al ekstraksiyonu elde edildi. Anahtar kelimeler: Boksit, hidrometalurji, oksalik asit liçi, basınç liçi, alüminyum, Bayer prosesi, seçimli ekstraksiyon.