Kırmızı çamurdaki değerli metallerin hidrometalurjik proseslerle kazanılması

Bayer prosesi küresel alümina üretimin neredeyse tamamında kullanılmaktadır. Süreç boyunca boksit cevheri kostik soda ile çözündürülmektedir. Cevher içerisindeki alüminyumun önemli bir kısmı çözeltiye alınarak filtrasyon ile atık sınıfında olan kırmızı çamurdan ayrılmaktadır. Başlangıç cevher kütlesinin en az %35 oranını oluşturan kırmızı çamur başta demir olmak üzere, alüminyum, titanyum ve nadir toprak elementleri gibi değerli metaller içermektedir. Elementlerin bir kısmının radyoaktif olması, pH değerinin yüksek olması ve geniş depolama alanları gerektirmesi nedeniyle birçok çalışmanın odak noktasında bulunmaktadır. Metallerin uygun yöntemlerle kazanılması, farklı endüstriyel uygulamalar için alternatif hammadde kaynağı oluşturabilmektedir böylece artan çevresel kaygıların azalmasını sağlayacaktır. Bu çalışmanın amacı, hidrometalurjik proseslerle kazanılmasına yönelik kırmızı çamurda bulunan metallerin çözünme davranışlarını incelemektir. Seydişehir Alüminyum tesisinden alınan kırmızı çamur örneklerinin içeriği fiziksel ve kimyasal karakterizasyon yöntemleri ile belirlenmiştir. Mevcut metallerin çözeltiye alınması için farklı konsantrasyon, sıcaklık ve işlem süresi gözetilerek hidroklorik asit ve sitrik asit kullanılmıştır. Her iki asit için liç süresinin önemli bir etkisinin olmadığı, fakat konsantrasyonun önemli bir parametre olduğu saptanmıştır. Sıcaklığın etkisi ise mineral asit liçi için yüksek olmakla birlikte, organik asit liçinde farklı davranış göstermektedir. 100°C sıcaklıkta 8M HCl çözeltisi ile kırmızı çamur içerisindeki demirin tamamı, alüminyumun %84'ü, titanyumun ise %69'u çözeltiye alınmıştır. Ayrıca bazı nadir toprak elementleri (Sc, La, Ce, Nd, Y) liç verimleri maksimum %8 olarak bulunmuştur. Sitrik asit liçinde, asit konsantrasyonu arttıkça metal liç verimleri azalmıştır. Böylece 25°C sıcaklıkta 50 ml saf su içerisinde 10 gram sitrik asit çözdürülerek 5 saat sonunda %59 alüminyum ve %53 kalsiyum liç verimleri elde edilmiştir. Nadir toprak elementleri ve demir liç verimlerinin ise %1'den daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Çalışmalar sonucunda, kırmızı çamur içerisindeki minerallerin hidroklorik asit ve sitrik asit içerisindeki çözünme davranışları ortaya konulmuştur. Sitrik asit ile alüminyum ve kalsiyum seçici olarak çözeltiye alınmıştır.