Nadir toprak elementleri içeren barit ve fluorit cevherinin değerlendirilmesi

Bu çalışma, Eskişehir ili Sivrihisar ilçesi sınırları içinde bulunan ve ülkemiz ekonomisi açısından oldukça büyük bir öneme sahip olan nadir toprak element içerikli barit ve fluorit cevherinin değerlendirilmesi amacıyla gerçekleştirilmiştir.Çalışmanın birinci aşamasında temin edilen cevher örnekleri önce belirli tanecik boyutuna getirilmiştir (-100 mesh). Bu şekilde öğütülmüş numunelerin homojen hale gelmesi için elek işlemi yapılmış ve tüm numune homojen hale getirilmiştir. Bu işlemden sonra cevherin bileşen analizi gerçekleştirilmiş; bunun sonucunda cevherde bulunan nadir toprak elementleri (Th, Ce ve La), barit ve fluorit içerikleri tespit edilmiştir.Çalışmanın ikinci aşamasında cevher içerisinde bulunan nadir toprak elementlerini flotasyon işlemi ile cevher yapısından ayırmak ve zenginleştirmek amaçlanmıştır. Bugüne kadar yapılan çalışmalarda, çalışma yapılan cevherde bulunan nadir Toprak elementleri içeren bileşiğin öğütme ile serbestleşme derecesi istenilen düzeye getirilememiştir. Bu da cevherin minerolojik yapısından ileri gelmektedir. Bu çalışmanın en önemli tarafı flotasyondan önce cevherin kristal yapısını değiştirerek belli bir boyutta serbestleşme derecesini sağlamak ve daha sonra elde edilen örneğin flotasyonla nadir toprak element içeriğini ana mineralden yüksek verimle ayırmak olmuştur. Cevherin kristal yapısını değiştirerek belli bir boyutta serbestleşme derecesini sağlamak amacıyla yaptığımız işlem sülfürleme işlemidir. Bu amaçla yapılan deneylerde sülfürleme işlemine sıcaklık, süre ve H2S miktarının etkisi, flotasyon verimine ise pH, toplayıcı miktarı, pülp yoğunluğu ve bazı canlandırıcı ve bastırıcı reaktiflerin etkisi incelenmiş olup optimum koşullar tespit edilmiştir. Tespit edilen optimum koşullarda cevher içerisinde bulunan Th(IV), Ce(IV) ve La(III)'ın flotasyon verimleri sırasıyla %95, %96 ve %95 olarak tespit edilmiştir. Bu şekilde elde edilen konsantrelerde Th(IV), Ce(IV) ve La(III) tenörleri sırasıyla %0.37, %10.3 ve %11.0 olarak belirlenmiştir.Çalışmanın üçüncü aşamasında flotasyon işlemiyle cevher yapısından ayrılmış ve zenginleştirilmiş Th(IV), Ce(IV) ve La(III)'ın sülfatlaştırıcı kavurma ve H2O liçi metodları ile çözelti ortamına alınması için deneyler yapılmıştır. Bu amaçla konsantre numuneler yüksek sıcaklıklarda kavurma işlemine tabi tutulmuş olup kavurma sıcaklığı ve kavurma süresi gibi parametreler incelenmiştir. Elde edilen optimum koşullarda Th(IV)'un %99'u, Ce(IV)'un %100'ü La(III)'ın ise %98'inin çözelti ortamına geçtiği belirlenmiştir.Çalışmanın dördüncü aşamasında flotasyon işlemi ile cevherden ayrılmış ve zenginleştirilmiş, sülfatlayıcı kavurma-H2O liçi işlemi ile çözeltiye alınmış Th(IV), Ce(IV) ve La(III)'ın Aza-18-Crown-6 ligandı ile ekstraksiyon koşulları incelenmiş ve pH `a bağlı olarak Ce(IV) ve La(III)'a karşı seçici bir ayırma işlemi yapıp Th(IV)'un bunlardan ayrılması sağlanmıştır. Ayrıca her bir elementin belirtilen ligandla kompleksleri oluşturulup spektrofotometrik tayin metodu geliştirilmiştir.Çalışmanın beşinci aşamasında, flotasyon işlemi sonucu artık (batan) numunede kalan fluoriti yapıdan ayırmak ve yüksek tenörlü konsantresini elde etmek amacıyla ikinci flotasyon işlemi uygulanmıştır. Bu amaçla yapılan deneylerde fluorit yüzdürülmeye çalışılırken, barit ve diğer bileşenler artıkta bırakılmaya çalışılmıştır. Fluoritin flotasyon işlemi ile ayrılmasına pH etkisi, toplayıcı miktarı etkisi ve bastırıcı miktarı etkisi gibi parametreler incelenmiş olup elde edilen optimum koşullarda fluoritin %94'ü yüzdürülmüştür. Bu koşullarda yapılan flotasyon işlemi sonucu fluorit yönünden %99'luk bir konsantre elde edilmiştir.Çalışmanın altıncı ve son aşamasında ise yapılan ön işlemler sonucu tenörü %40 seviyelerine yükselen bariti diğer bileşenlerden ayırmak ve yüksek tenörlü konsantresini elde etmek amacıyla üçüncü bir flotasyon işlemi uygulanmıştır. Bu amaçla yapılan deneylerde barit yüzdürülerek diğer bileşenlerden ayrılmıştır. Baritin flotasyon işlemine pH etkisi, toplayıcı miktarı etkisi, canlandırıcı miktarı etkisi ve bastırıcı miktarı etkisi gibi parametreler incelenmiş olup elde edilen optimum koşullarda baritin tamamı yüzdürülmüştür. Bu koşullarda yapılan flotasyon işlemi sonucu barit yönünden %91'lik bir konsantre elde edilmiştir.