Investigation of the Effect of Roasting Temperature on the Reduction of Mechanically Activated Zinc Concentrates by Thermal Analysis Methods

Abstract

Sulfurized sphalerites are the most widely used ores in the world for zinc production. Global zinc production is produced mostly from sphalerite minerals as well as from scrap materials. To obtain zinc in sphalerite ores, hydrometallurgical and pyrometallurgical processes are used. Although zinc sulphide ore produced in Turkey, there are no plants for production of zinc from ore. Çanakkale Yenice region concentrates which are still enriched with flotation and sold abroad have been mechanically activated. Subsequently, concentrates oxidized at different temperatures were mixed with graphite and reduced in a thermal analyzer. Reduction was performed in a nitrogen atmosphere to investigate high temperature behavior and chemical behavior. X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy- energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS-Mapping) and thermal analysis studies were carried out for analysis and characterization.

Keywords

• Zinc concantrate
• mechanic activation
• XRF
• SEM-EDS
• thermal analysis

Mekanik Aktivasyon Yapılmış Çinko Konsantrelerinde Kavurma Sıcaklığının Redüksiyonuna Etkisinin Termal Analiz Yöntemleri İle İncelenmesi

Abstract

Sülfürlü sfaleritler çinko üretimi için dünyada en çok kullanılan cevherlerdir. Dünyada çinko üretimi hurda malzemelerinden sonra en çok sflalerit minerallerinden üretilmektedir. Sfalerit cevherlerinde çinko eldesi için hem hidrometalurjik hem de pirometalurjik prosesler kullanılmaktadır. Türkiye’de sülfürlü çinko cevheri üretimi yapılmasına rağmen cevherden çinko üretimi yapan tesis bulunmamaktadır. Halen flotasyonla zenginleştirilip yurt dışına satılan Çanakkale Yenice bölgesi konsantreler mekanik aktive edilmiştir. Sonrasında farklı sıcaklıklarda oksitlenen konsantreler grafit ile karıştırılarak bir termal analiz cihazında redüklenmiştir. Redüksiyon işlemi azot atmosferinde gerçekleştirilerek yüksek sıcaklık davranışı ve kimyasal davranışlar incelenmiştir. Çalışmada analiz ve karakterizasyon için X ışını floresansı (XRF), X-ray difraktometresi (XRD), taramalı elektro mikroskopu-Enerji dağılımlı X-ışın spektrometresi (SEM-EDS-Mapping) ve termal analiz çalışmaları gerçekleştirilmiştir.

Keywords

• Çinko konsantresi
• mekanik aktivasyon
• XRF
• SEM-EDS
• termal analiz

References

1. [1] Aras Ali, “Koyulhisar sfalerit konsantresinin asidik ferrik klorürlü ortamda liçing şartlarının belirlenmesi.”, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Maden Mühendisliği Bölümü, 2003.
2. [2] Dedemli İsmail, “Sfaleritin asidik potasyum dikromatlı (K2Cr2O7) ortamda çözündürülmesi.”, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Maden Mühendisliği Bölümü, 2008.
3. [3] https://sbb.gov.tr/wp-content/uploads/2018/11/09_Madencilik_Madencilik.pdf Dokuzuncu kalkınma planı 2007-2013 madencilik özel ihtisas komisyonu raporu, Ankara 2007. (Erişim zamanı; Aralık, 21, 2020).
4. [4] J. Han, W. Liu, W. Qin, Y. Zheng and H. Luo, “Optimization Study on the Leaching of High IronBearing Zinc Calcine After Reduction Roasting”, Metallurgical And Materials Transactions B, vol. 47B, pp. 686-693, February 2016.
5. [5] A. D. BAŞ Et Al. , "Hydrometallurgy Over The Years - Geçmişten Günümüze Hidrometalurji," Madencilik Bilimsel , vol.5, pp.39-50, 2014.
6. [6] D. Chen, B. Peng, L. Y. Chai, N. Peng, M. Hu, and Y. C. Li, “Selective reduction reaction process of zinc ferrite and its application in treatment of zinc calcine,” Zhongguo Youse Jinshu Xuebao/Chinese J. Nonferrous Met., vol. 25, no. 8, 2015.
7. [7] X. Hu, Q. Yang, L. Sundqvist Ökvist, and B. Björkman, “Thermal Analysis Study on the Carbothermic Reduction of Chromite Ore with the Addition of Mill Scale,” Steel Res. Int., vol. 87, no. 5, pp. 562–570, 2016.
8. [8] Y. Zhao, G. Zhu, and Z. Cheng, “Thermal analysis and kinetic modeling of manganese oxide ore reduction using biomass straw as reductant,” Hydrometallurgy, vol. 105, no. 1–2, pp. 96–102, 2010.

9. [9] Kahvecioğlu, Özgenur, “Pirinç küllerinin pirometalurjik değerlendirilmesi”. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, 2002.
10. [10] M. Xing, Y. Wang, Y. Yang, X. Huang, C. Li, and H. Hong, “Lead recovery from CRT funnel glass through carbon thermal reduction enhanced acid leaching process,” Chinese J. Environ. Eng., vol. 10, no. 12, pp. 7271–7276, 2016.
11. [11] Fuat Yavuz Bor, Ekstraktif Metalurji Prensipleri cilt-II, İTÜ Matbaası, 1990.