Yerli selestit konsantresinden hidrometalurjik süreçler yardımıyla stronsiyum karbonat üretimi

Bu tez çalışmasının ana amacı, stronsiyum cevheri olan selestitten (SrSO4), basit proses adımları uygulayarak ticari değeri yüksek stronsiyum karbonat (SrCO3) üretmektir. Tez konusu kapsamında, selestit konsantresi, asidik baryum klorür (BaCl2) çözeltisinde liç işlemine tabi tutulmuş ve elde edilen stronsiyum yüklü çözeltiden, sodyum karbonat (Na2CO3) vasıtasıyla stronsiyum karbonat (SrCO3) çöktürülmüştür. Dünyada selestit rezervleri, İspanya, Kanada, ABD, Meksika, İngiltere, İran ve Türkiye'de bulunmaktadır. Türkiye, Barit Maden A.Ş tarafından işletilen selestit rezervlerinden yıllık yaklaşık 2 milyon ton selestit minerali üretim kapasitesine sahiptir. Sarsıntılı masa ve jig işlemleri sonrasında elde edilen cevher konsantresi %95-96 SrSO4 içeriğinin yanı sıra ticari üründe yaklaşık %3 CaSO4, %0,5 BaSO4, %0,5 SiO2 ve %0,5 Fe2O3 oranlarında empürite içermektedir. İşletimi yapılan selestit mineralinin yüksek tenörlü olduğu ifade edilebilir. Türkiye'de selestitin stronsiyum karbonata dönüşeceği bir tesis bulunmamaktadır. Stronsiyum karbonat yurtdışından ithal edilmektedir. Selestitin ton fiyatı 90-100 $ olup, stronsiyum karbonatın ton fiyatı ise 400-500 $'dır. Stronsiyum karbonat, renkli televizyon tüplerinin camları dışında, sert seramik magnet üretimi başta olmak üzere, seramik ve cam endüstrisinde kullanılabilmektedir. Ayrıca özel camların üretiminde ve çinko elektrolizinin rafinasyonunda kurşun giderilmesi için kullanılabilmektedir. Bunların dışında alev ile kırmızı renk oluşturabildiğinden havai fişek endüstrisinde de tercih edilmekte olup, makine sanayinde, mil yataklarında yağlayıcı olarak kullanılmaktadır. Tez kapsamında yapılan çalışmalarda asıl amaçlanan, daha basit ve az yatırım maliyeti gerektiren proses adımlarıyla yüksek konsantrasyonlu SrCO3 üretebilmektir. Deneysel çalışmalarda Barit Maden Türk A.Ş'den temin edilen selestit minerali kullanılmıştır. Deneysel çalışmaların ilk bölümünü kapsayan liç deneylerinde, sürenin, katı sıvı oranının, sıcaklığın, hidroklorik asit (HCl) konsantrasyonunun ve sodyum klorür (NaCl) konsantrasyonunun liç verimi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Deneysel tasarım programı MİNİTAB kullanılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. En yüksek liç veriminin alındığı deney koşulları, 1/300 katı sıvı oranının kullanıldığı, 0,5M HCl ve 1M NaCl içeren ve 65°C'de gerçekleştirilen deney olmuş, liç verimi %91,17 olarak hesaplanmıştır. Deneysel çalışmaların ikinci kısmında stronsiyum klorür (SrCl2) yüklü stok çözeltiden, SrCO3 çöktürülme koşulları incelenmiştir. HSC programında alınan datalar değerlendirilmiştir. Sıcaklığın ve sürenin etkisi üzerinde durulmuştur. En verimli sonuç 75°C'de stokiyometrinin gerektirdiğinin iki katı Na2CO3 kullanılan deneyde elde edilmiş ve çöktürme verimi %99,52 olarak hesaplanmıştır. Kullanılan konsantre ve deney numunelerinin karakterizasyonu için AAS ve XRD analiz cihazları kullanılmıştır. Deneylerde elde edilen veriler MİNİTAB programında hesaplanan datalarla karşılaştırılmıştır.