Emet Bor Üretim Tesisleri Atıklarının Lityum İçeriğinin İncelenmesi

Year 2021, Volume: 21 Issue: 6, 1460 - 1469, 31.12.2021

Hacer Şensöz , Zehra Ebru Sayın , Mehmet Savaş Yunus Erdoğan

https://doi.org/10.35414/akufemubid.933125

Cited By: 7

Abstract

Bu çalışmada, Dünya’da ki en fazla bor yataklarına sahip Türkiye’de yer alan Kütahya Emet bölgesi bor minerali zenginleştirme sürecinde oluşan atıkların lityum içeriği incelenmiştir. Numuneler Hisarcık konsantratör atık barajından, Espey konsantratör atık barajından, Espey konsantratör -25 mm katı atıktan, Hisarcık konsantratör -25 mm katı atığından ve 2.Borik Asit Fabrikası kek jips atık filtre çıkış noktasından olmak üzere 5 ayrı atık yerinden numune alınmıştır. Yapılan kimyasal analizler sonucunda, Hisarcık konsantratör tesisi -25 mm kalibreli elek çıkışından alınan numunede ki lityum tenörünün 648/588 ppm aralığında olması nedeniyle lityum üretim yöntemi belirlenmesi çalışmasında en uygun inceleme yerinin Hisarcık konsantratör -25 mm katı atık çıkışı olduğu kararına varılmıştır. Çalışmanın devamında numune suda bekletilerek elenmiştir. Eleme sonucu, 4 mm’nin üstünde numunenin %18’inin kaldığı ve B2O3 tenörü ise %30 olarak analiz edilmiştir. Tane boyutu küçüldükçe %B2O3 tenörü azalmaktadır ve 45 mikron altında %1,57 B2O3 olduğu tespit edilmiştir. 4 mm’nin altındaki katı atık numunesi içerisinde lityumun %76’sının 212 mikron tane boyutu altında ve 2.000 ppm lityum tenörü üzerinde olduğu ve ağırlıkça %40’ında ise lityumun %66’sının bulunduğu tespit edilmiştir. Eleme yönteminin lityumun zenginleştirme çalışmalarında önemli bir basamak olduğu kanaatine varılmıştır.

Keywords

Bor, Lityum, Kil, Atık, Zenginleştirme, Kolemanit

Supporting Institution

Afyon Kocatepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Project Number

17.FEN.BİL.64

Thanks

Çalışmayı, 17.FEN.BİL.64 numaralı proje ile destekleyen Afyon Kocatepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon birimine teşekkür ederiz.

Investigation of Lithium Content of Emet Boron Production Plants Wastes

Abstract

In this study, the lithium content of the wastes generated during the enrichment process of the boron mineral in the Kütahya Emet region in Turkey, which has the highest boron deposits in the world, was examined. Samples were taken, from the waste dam of the Hisarcık concentrator, the waste dam of the Espey concentrator, the Espey concentrator -25 mm solid waste, the Hisarcık concentrator -25 mm solid waste and the cake jips waste filter outlet point of the 2nd Boric Acid Factory. As a result of the chemical analysis, it was decided that the most appropriate examination place in the study of determining the lithium production method was the Hisarcık concentrator -25 mm solid waste outlet, since the lithium grade in the sample taken from the -25 mm caliber sieve outlet was in the range of 648/588 ppm. In the continuation of the study, the sample was sieved. As a result of sieving, 18% of the sample above 4 mm remained and the B2O3 grade was analyzed as 30%. The B2O3% grade decreases as the grain size gets smaller and it was analyzed as 1.57 %B2O3 under 45 microns. It has been determined that 76% of lithium is under 212 micron grain size and above 2.000 ppm lithium grade in solid waste sample below 4 mm and 66% of lithium is found in 40% by weight.

Keywords

Boron, Lithium, Clay, Waste, Enrichment, Colemanite

Project Number

17.FEN.BİL.64

References

• Akgök, Y. Z., Şahiner M., 2017. Dünya'da ve Türkiye'de Lityum, Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü, Fizibilite Etütleri Daire Başkanlığı, Ankara, 25.
• Brenner, A., 1963. Electrodeposition of alloys: principles and practice, Volume I. Academic Press, Newyork and London, 676.
• Çolak, M., Helvacı C., and Maggetti, M., 2000. Saponite from the Emet Colemanite mines, Kütahya, Turkey. Clays and Clay Minerals, 48(4), 409-423.
• Erdoğan, Y., Aksu, M., Demirbaş, A., and Abalı, Y., 1998. Analyses of boronic ores and sludges and solubilities of boron minerals in CO2-saturated water. Resources, Conservation and Recycling, 24(3-4), 275-283.
• Ertan B., Erdoğan Y., 2014. Emet - Espey bölgesindeki borlu killerde eser element tayini. Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 33, 22-27.
• Ertan, B., 2020. Klorlama kavurma işlemi ile bor killerindeki değerli metallerin ekstraksiyonu. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26(7), 1267-1272. doi: 10.5505/pajes.2019.90836
• Garrett, D. E., 2004. Handbook of lithium and natural calcium chloride. Elsevier, Academic Press., 488.
• Goonan, T. G., 2012. Lithium use in batteries , US Geological Survey, Reston, Virginia, 22.
• Hamzaoui, A. H., M'nif, A., Hammi, H., and Rokbani, R., 2003. Contribution to the lithium recovery from brine. Desalination, 158(1-3), 221-224.
• Helvacı C., 2018. Lityum ve lityum minerallerinin kaynakları, yatakların dağılımı ve ekonomik önemi, 71. Türkiye Jeoloji Kurultayı, Bildiri Öz Kitabı, 265-266.
• Helvacı, C., Mordoğan, H., Çolak, M., and Gündoğan, İ., 2004. Presence and distribution of lithium in borate deposits and some recent lake waters of west-central Turkey. International Geology Review, 46(2), 177-190.
• Hocking M., Kan J., Young P., Terry C., Begleiter D., 2016. Industry Lithium 101, Deutsche Bank Markets Research, 172.
• Kamienski, C. W., McDonald, D. P., Stark, M. W., and Papcun, J. R., 2004. Lithium and lithium compounds. Kirk‐Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. John Willey and Sons, Inc.
• Krebs, R. E., 2006. The history and use of our Earth's chemical elements: a reference guide. Greenwood Publishing Group, 422.
• Manthiram, A., 2017. An outlook on lithium ion battery technology. ACS Central Science, 3(10), 1063–1069.
• Mordoğan, H., Helvacı, C, Malayoğlu, U., 1995. Bor yatakları killeri ve güncel göllerdeki lityum varlığı ve değerlendirme olanakları. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu. TMMOB Maden Mühendisleri Odası. Eds Köse and Kızıl. İzmir, 185-196.
• Mordoğan, H. ve Helvacı, C., 1994. Bor yataklarındaki killer ve bazı güncel göl sularındaki lityumun varlığı ve dağılımı. 47. Türkiye Jeoloji Kurultayı, Bildiri Özleri, 149.
• Polat, B. D. ve Keleş, Ö., 2012. Lityum iyon pil teknolojisi, Metalürji Dergisi, TMMOB Metalürji Mühendisleri Odası Yayını, 162, 42-48.
• Salakjani, N. K., Singh, P., and Nikoloski, A. N., 2020. Production of lithium–A literature review part 1: Pretreatment of spodumene. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 41(5), 335-348.
• Swain, B., 2017. Recovery and recycling of lithium: A review. Separation and Purification Technology, 172, 388-403.
• Vieceli, N., Nogueira, C. A., Pereira, M. F. C., Dias, A. P. S., Durão, F. O., Guimarães, C., and Margarido, F., 2017. Effects of mechanical activation on lithium extraction from a lepidolite ore concentrate. Minerals Engineering, 102, 1–14. doi:10.1016/j. mineng.2016.12.001.
• Vieceli, N., Nogueira, C. A., Pereira, M. F. C., Durão, F. O., Guimarães, C., and Margarido, F., 2018. Recovery of lithium carbonate by acid digestion and hydrometallurgical processing from mechanically activated lepidolite. Hydrometallurgy, 175, 1–10. doi:10.1016/j.hydromet.2017.10.022.
• Yan, Q., Li, X., Wang, Z., Wu, X., Guo, H., Hu, Q., and Wang, J., 2012a. Extraction of valuable metals from lepidolite. Hydrometallurgy, 117–118, 116–118. doi:10.1016/j.hydromet.2012.02.004.
• Yan, Q., Li, X., Wang, Z., Wu, X., Wang, J., Guo, H., and Peng, W., 2012b. Extraction of lithium from lepidolite by sulfation roasting and water leaching. International Journal of Mineral Processing, 110–111, 1–5. doi:10.1016/j.minpro.2012.03.005.
• Yıldız, N., 2016. Lityum, TMMOB Maden Mühendisleri Odası, Ankara, 54.
• İnternet kaynakları 1- https://www.etimaden.gov.tr/turkiyede-bor (04.05.2021)
• 2- https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021-lithium.pdf (04.05.2021)