Lateritik nikel cevherinin asidofilik bakteriler ile biyoliçi

Öz

Lateritik nikel cevherleri dünyada toplam nikel içeriğinin %72’sini içermesine rağmen, nikel ürünlerinden sadece %40’ı lateritik yataklardan üretilmektedir. Karmaşık yapılarından dolayı lateritik nikel yataklarının geleneksel yöntemlerle zenginleştirilmesi yetersiz kalmaktadır. Bu çalışmada, asidofilik mezofilik At. ferrooxidans ve At. thiooxidans bakteri kültürleri kullanılarak Çaldağ (Manisa, Türkiye) lateritik nikel cevherinden nikel, kobalt ve demirin çözünme verimleri araştırılmıştır. Biyoliç deneyleri 135 devir/dk. çalkalama hızında ve 30 ^oC sıcaklıkta erlenmeyerlerde gerçekleştirilmiştir. Bu testlerde katı oranı ve elementel kükürt oranının lateritik cevherden metal (Ni, Co ve Fe) çözünmesine etkileri belirlenmiştir. En yüksek nikel, demir ve kobalt çözünme verimleri At. thiooxidans bakteri kültürü ile %1 katı oranı ve %7 kükürt içeren ortamda yapılan biyoliç işleminde sırasıyla %94, %83 ve %92.6 olarak gerçekleşmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Lateritik nikel cevheri,Asidofilik bakteri,Biyoliç,Metal kazanımı

Bioleaching of lateritic nickel ore with acidophilic bacteria

Abstract

Although the lateritic nickel ores have been estimated to constitute about 72% of the known nickel reserves of the world, only 40% of nickel can be produced from lateritic ores. The beneficiation of lateritic nickel deposits by traditional methods falls short due to complex nature of lateritic ores. In this study, the dissolution capacities of nickel, iron and cobalt from Çaldağ (Manisa, Turkey) lateritic nickel ores were investigated employing acidophilic mesophilic At. ferrooxidans and At. thiooxidans. Bioleaching tests were conducted in Erlenmeyer flasks at 135 rpm and 30 ^oC. In these tests, the effects of solids ratio and amount of elemental sulphur on metal (Ni, Co and Fe) dissolution from the lateritic ore were examined. The maximum dissolution yield of nickel, iron, cobalt were determined respectively as 94%, 83% and 92.6% by bioleach processes which containing 7% sulphur, 1% solids and the bacterial culture of At. thiooxidans.

Keywords

• Lateritic nickel ore,Acidophilic bacteria,Bioleaching,Metal recovery

References

1. Devlet Planlama Teşkilatı. “Dokuzuncu Kalkınma Plânı (2007-2013) Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Raporu”. Ankara, Türkiye, 2006.
2. TMMOB Türkiye Maden Mühendisleri Odası. “Nikel Raporu”. http://www.maden.org.tr/resimler/ekler/ed6e 86027795f79_ek.pdf (03.06.2015).
3. Rawlings DE. “Microbially assisted dissolution of minerals and its use in the mining industry”. Journal of Applied Chemistry, 76(4), 847-859, 2004.
4. Ndlovu S. “Biohydrometallurgy for sustainable development in the African mineral industry”. Hydrometallurgy, 91(1-4), 20-27, 2008.
5. Hsu CH, Harrison RG. “Bacterial leaching of zinc and copper from mining wastes”. Hydrometallurgy, 37(2), 169-179, 1995.
6. Sandström A, Petersson S. “Bioleaching of a complex sulphide ore with moderate thermophilic and extreme thermophilic microorganisms”. Hydrometallurgy, 46(1), 181-190, 1997.
7. Akçil A, Çiftçi H. “Küre piritli bakır cevherinin liçinde sülfür ve demir oksidasyonu yapan bakterilerin metal kazanımına etkisi”. Yerbilimleri Dergisi, 28, 145-154, 2003.
8. Çiftçi H. Asidofilik Bakteriler Yardımıyla Kalkopirit Biyoliçinde Katı Oranının Etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, Türkiye, 2003.

9. Deveci H, Akcil A, Alp I. “Bioleaching of Complex zinc sulphides using mesophilic and thermophilic bacteria: Comparative importance of pH and iron”. Hydrometallurgy, 73(3-4), 293-300, 2004.
10. Akçıl A, Çiftçi H. “Metal kazanımında bakteriyel liç mekanizmaları”. Madencilik Dergisi, 45(4), 19-27, 2006.
11. Arslan F, Perek KT, Önal G. “Acidic leaching of Turkish lateritic nickel ore”. Sohn International Symposium on Advanced Processing of Metals and Materials, Thermo and Physicochemical Principles: Special Materials, Aqueous and Electrochemical Pprocessing, San Diego, USA, 27 August 2006.
12. Göveli A. Nickel Extraction From Gördes Laterites by Hydrochloric Acid Leaching. MSc Thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey, 2006.
13. Özdemir V. Hydrometallurgical Extraction of Nickel and Cobalt From Çaldağ Laterite Ores. Msc Thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey, 2006.
14. Göktaş M. Manisa-Turgutlu-Çaldağ Nikel Ham Cevherinden Yapısal Özelliklerinin ve Bunlara Dayalı Zenginleştirilebilirliğinin Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir, Türkiye, 2007.
15. Ağaçayak T. Karaçam (Eskişehir) Lateritik Nikel Cevherinin Fiziksel ve Kimyasal Yöntemlerle Zenginleştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Konya, Türkiye, 2008.
16. Girgin İ, Obut A, Üçyildiz A. “Dissolution behaviour of a Turkish lateritic nickel ore”. Minerals Engineering, 24(7), 603-609, 2011.
17. Agacayak T, Zedef V. “Dissolution kinetics of a lateritic nickel ore in sulphuric acid medium”. Acta Montanistica Slovacai, 17(1), 33-41, 2012.
18. Köseler M. Mikrodalga Etkisinde Adatepe (Karaçam) Lateritik Cevherinin Liçing Şartlarının Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Konya, Türkiye, 2012.
19. Erdem B, Baylut F. Analitical Chemistry. 5. baskı. İstanbul, Türkiye, İstanbul Üniversitesi, 1978.
20. Wei Y, Zhong K, Adamov EV, Smith RW. “Semi-continuous biooxidation of chongyang refractory gold ore”. Minerals Engineering, 10(6), 577-583, 1997.
21. Deveci H, Akcıl A, Alp I. “Parameters for control and optimization of bioleaching of sulphide minerals”. International Symposium Process Control and Optimization in Ferrous and Non Ferrous, Chicago, USA, 9-12 November 2003.
22. Bailey AD, Hansford GS. “Factors affecting the biooxidation of sulphide minerals at high concentrations of solids: A review”. Biotechnology and Bioengineering, 42(10), 1164-1174, 1993.
23. Garcia Frutos FJ. Bacterial leaching of minerals. Editors: Gallios GP, Matis KA. Mineral Processing and the Environment, 43-72, Kluwer Academic Publishers, 1998.