Scientific Mining Journal

ÖZET

Boksit cevherleri, alüminyumun yanı sıra galyum gibi stratejik öneme sahip metaller de içerir. Bayer prosesi liç çözeltileri ve atıkları bu metaller açısından önemli bir kaynak konumundadır. Ancak yapılan çalışmalar büyük ölçüde liç çözeltilerinden metal kazanımı ile sınırlıdır. Bu çalışma çerçevesinde, Bayer prosesi atıklarından galyumun geri kazanımına yönelik olarak çevresel, teknik ve ekonomik açıdan potansiyele sahip kimyasal liç ve kazanım yöntemleri araÅŸtırılmıştır. Yapılan çalışmalarda atık yan ürün olarak nispeten yüksek galyum içeriÄŸine sahip olan elektrofiltre tozu kullanılmıştır. Farklı reaktiflerin performansı, sıcaklık, katı/sıvı oranı, liç süresi ve reaktif deriÅŸimi gibi parametrelerin galyum kazanım verimine etkisi Yates deney tasarım tekniÄŸine göre yapılmış olup, elde edilen sonuçların deÄŸerlendirilmesi iÅŸlemleri için ANOVA-Yates analizi uygulanmıştır. Belirlenen optimum ÅŸartlarda (katı/ sıvı oranı: %10, hidroklorik asit deriÅŸimi: 5M, sıcaklık: 80°C, liç süresi: 90 dak) HCl liçinde Ga kazanım verimi %44,2; (katı/sıvı oranı: %10, sodyum hidroksit deriÅŸimi: 2,5M, sıcaklık: 70°C, liç süresi: 120 dak) NaOH liçinde Ga kazanım verimi ise %43,1 olarak tespit edilmiÅŸtir. Ekonomik modelleme çalışmaları ile tesis simülasyonu oluÅŸturulmuÅŸtur. Simülasyon ile tasarlanan metal kazanım tesisinin ekonomik olarak uygulanabilir olduÄŸu belirlenmiÅŸtir.

Anahtar Sözcükler: Galyum, Elektrofiltre tozu, Liç, Yan ürün, Bayer prosesi.

ABSTRACT

Bauxite ores contain strategically important metals such as gallium as well as aluminum. Leach solutions and wastes of Bayer process are important sources for these metals. However, earlier studies are concentrated mostly on the recovery of metals from leach solutions not from solid wastes. In this work, experimental studies were conducted to develop an environmentally friendly, technically and economically feasible leaching method for gallium recovery from Bayer process solid waste by product. In this study, dust samples from electrofiltration units with a relatively high content of gallium were used in the leaching tests as a waste by-product of Bayer process. The effect of different parameters such as type of reagents, temperature, pulp density, leaching time and reagent concentration on the gallium recovery were investigated experimentally applying factorial test design technique. The results of the tests were evaluated using ANOVA-Yates statistical analysis methods. At the end of the studies, 44.2% Ga and 43.1% Ga recoveries were achieved under optimum conditions of HCl leaching and NaOH leaching respectively. Simulation of the process developed was also made by conducting economic modeling technique. The results showed that the designed metal recovery plant is economically feasible.

Keywords: Gallium, Electrofilter dust, Leaching, By-product, Bayer process.

ÖZET

Çelik tahkimat malzemelerinin alternatifi olarak 1980`li yıllardan itibaren paslanma problemi olmayan, yüksek dayanıma sahip farklı kompozit malzemeler ile kaya saplamaları üretilmekte olsa da, düşük fiyatları nedeni ile çelik halen en yaygın kullanılmakta olan kaya saplaması malzemesidir. Bu çalışmada, poliüre türü termoset polimer, kaya saplaması korozyonunun önlenmesi adına yeni bir kaplama malzemesi olarak değerlendirilmiştir. Poliüre hızlı polimerleşen ve çelik yüzeyine çok iyi yapışma özelliği gösteren bir elastomerdir. Ribar ve split-set türü kaya saplamaları poliüre püskürtme yöntemi ile pratik bir şekilde kaplanmış ve bu işlemin tahkimat performansı üzerindeki etkileri Çayeli Bakır İşletmeleri`ne ait yeraltı galerilerinde gerçekleştirilen deneysel çalışmalar ile incelenmiştir. Poliüre kaplamalı ve kaplamasız olarak montajı yapılmış olan kaya saplamalarına kısa ve uzun dönemli olarak yeraltında çekme testleri uygulanmış ve poliüre kaplamanın ekonomik olarak su yalıtımı sağladığı, aynı zamanda taşıma kapasitesini önemli ölçüde artırdığı görülmüştür.

Anahtar sözcükler: Kaya Saplamaları, Püskürtülen ince kaplamalar (PİK), Polimer kaplamalı kaya saplamaları, Yeraltı tahkimatı, Çelik korozyonu, Poliüre

ABSTRACT

Although noncorrosive and high strength composite rock bolts have been produced since 80`s, steel is still the most widely used rock bolt material due to its cheaper prices. In this study, polyurea type thermoset polymer was assessed as a new material to prevent rock bolt corrosion. Polyurea is an elastomer polymerizes fast, and adheres on steel surfaces well. Rebar and split-set types of rock bolts were easily coated with polymer spraying. The experimental studies were performed under acidic underground water conditions at the Cayeli Copper Mine. Long and short terms pull-out tests were performed on polymer coated and uncoated rock bolts separately to examine the effect of the surface treatment method on rock bolt corrosion. It was observed that polyurea layer prevented steel corrosion economically while bolt load bearing capacity was being increased significantly. Key words: Rock bolts, Thin spray-on liner (TSL), Polymer-coated rock bolt (PCRB), Underground support, Steel corrosion, Polyurea

ÖZET

Günümüzde, mekanik aktivasyonun, özgün bir ürün üretimi amacıyla ısıl işlemlerle değerlendirilen birçok endüstriyel mineralin ısıl davranışında dramatik değişimlere yol açabildiği artık çok iyi bilinmektedir. Bu çalışmada, mekanik aktivasyon oluşturmak üzere uygulanan aşırı öğütmenin jipsin, CaSO4 .2H2 O, hemihidrat, CaSO4 .1/2H2 O (alçı) oluşturmak üzere kalsinasyonu üzerine etkileri araştırılmıştır. Mekanik aktivasyon oluşturmak üzere jips örnekleri tungsten karbür ortama sahip gezegensel bilyalı değirmen kullanılarak aşırı biçimde öğütülmüşlerdir. Aşırı öğütülmüş örnekler, tane boyu dağılımı (PSD), özgül yüzey alanı (BET), kristal yapı (XRD), yüzey morfolojisi (SEM), kimyasal yapı (FT-IR), thermogravimetrik (TGA) ve ısıl davranış (DSC) gibi çok çeşitli özelliklerin tanımlanması amacıyla çeşitli enstrümantal teknikler kullanılarak analiz edilmişlerdir. Sonuçlara göre, jipsin kristal yapısı, artan öğütme süresiyle birlikte, jipsin hemihidrata, hemihidratın anhidrite (CaSO4 ) dönüşüm sıcaklıklarında düşüşe yol açacak biçimde az miktarda bozulabilmiştir. Aşırı öğütmenin, yine de jipsin ısıl dönüşümleri için gerekli özgül enerji miktarında azalmaya yol açabilecek kadar mekanik aktivasyon oluşturduğu yorumu yapılmıştır.

Anahtar kelimeler: Jips, Mekanik Aktivasyon, Isıl Davranış, Karakterizasyon

ABSTRACT

It is now very-well known that mechanical activation can lead to dramatically changes in the thermal behaviour of many industrial minerals processed thermally for manufacturing a specific product. In this study, effects of intensive milling performed to generate mechanical activation on the calcination of gypsum, CaSO4 .2H2 O, to give hemihydrate, CaSO4 .1/2H2 O (plaster of Paris) was investigated. Gypsum samples were intensively milled in order to achieve mechanical activation using planetary ball mill with tungsten carbide media. Intensively milled samples were analysed using various kinds of instrumental techniques for characterisation of a wide variety of the properties like particle size distribution (PSD), specific surface area (BET), crystal structure (XRD), surface morphology (SEM), chemical structure (FT-IR), thermogravimetric (TGA) and thermal behaviour (DSC). According to the results, crystalline structure of the gypsum can be slightly deformed with increasing milling time, yet resulting in the decrease of the temperatures at which gypsum converts to hemihydrate and hemihydrate to anhydride (CaSO4 ). It was concluded that intensively milling creates mechanical activation yet enough to decrease the amount of specific energy needed for thermal conversions of gypsum.

Keywords: Gypsum, Mechanical Activation, Thermal Behavior, Characterization

ÖZET

Madencilik faaliyetleri ile bozulan sahaların doğaya yeniden kazandırılabilirliğinin fayda–maliyet analizi yöntemleriyle değerlendirilmesi kaynakların optimum kullanımı açısından önem taşımaktadır. Bu çalışmada refah ekonomisi ışığı altında fayda - maliyet analizi yaklaşımı incelenmekte ve konu bir doğaya yeniden kazandırma projesine uygulanmaktadır.

Anahtar kelimeler: Doğaya Yeniden Kazandırma, Fayda-Maliyet, Refah Ekonomisi, Madencilik.

ABSTRACT

Appraisal of mining reclamation projects with cost- benefit methods is important from the point of optimum usage of limited resources. In this study cost- benefit method under light of welfare economics is investigated with application to a mine reclamation Project.

Keywords:Reclamation, Benefit-Cost, WelfareEconomics, Mining.