Investigation of Dissolution of Some Rare Earth Elements (Ce, Nd, La) from Eskisehir (Turkey) Bastnaesite Complex Ore by Acid Leaching

Öz

In this study, dissolution of some rare earth elements (REE) such as Ce, Nd, and La from Eskisehir bastnaesite complex ore using sulphuric acid and nitric acid were investigated. For this, samples containing bastnaesite were taken from different areas of Eskisehir-Kizilcaoren region, and the blend of these samples was used for the experiments. The dissolution efficiency of the representative sample was investigated with the parameters of solid in the pulp, acid dosage, leaching time, and leaching temperature. The highest dissolution yield of REE was obtained with HNO3 at 35% solids in the pulp, 400 kg/ton HNO3 dosage, 120 min. leaching time, and 60oC leaching temperature. The dissolution yields of Ce, Nd and La were obtained as 82.35%, 77.43%, and 70.21%, respectively.

Anahtar Kelimeler

• Rare earth elements
• Leaching
• Bastnaesite
• Sulphuric acid
• Nitric acid
• Dissolution yield

Bastnazit Kompleks Cevherinden (EskiĢehir, Türkiye) Bazı Nadir Toprak Elementlerinin (Ce, Nd, La) Asit Liçi ile Çözünürlüklerinin AraĢtırılması

Öz

Bu çalışmada, Eskişehir Kızılcaören bölgesindeki bastnazit cevherinde bulunan Ce, Nd ve La gibi nadir toprak elementlerinin (NTE) sülfürik asit (H2SO4) ve nitrik asit (HNO3) ile çözünürlükleri araştırılmıştır. Bu kapsamda, Eskişehir-Kızılcaören yöresindeki farklı bölgelerden bastnazit içeren numuneler alınmış ve bu numuneler harmanlanarak temsili numune elde edilmiştir. Deneysel çalışmalarda; pülp katı oranı, asit dozajı, liç süresi ve liç sıcaklığının NTE çözünme verimi üzerine etkisi araştırılmıştır. En yüksek NTE çözünme verimi %35 pülp katı oranında, 400 kg/ton HNO3 dozajında, 120 dak. liç süresi ve 60oC’lık liç sıcaklığında elde edilmiş olup Ce, Nd ve La çözünme verimleri sırasıyla %82,35, %77,43 ve %70,21 olarak bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler

• Nadir toprak elementleri
• Liç
• Bastnazit
• Sülfürik asit
• Nitrik asit
• Çözünme verimi

Kaynakça

1. 1. Zhang, L.,Wang, Z., Tong, S., Lei, P., Zou, W., 2004. Rare Earth Extraction from Bastnaesite Concentrate by Stepwise Carbochlorination-Chemical Vapor Transport-Oxidation, Metallurgical and Materials Transactions 35B, p.217-221.
2. 2. ETİ MADEN, 2006. Nadir Toprak Elementleri (NTE) Ön Ekonomik Değerlendirmesi, Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü, Rapor No: ETİ.ARGE.400.02-2004.04.030
3. 3. Castor, S. B., Hedrick, J. B., 2006. Rare Earth Elements, Society for Mining, Metallurgy and Exploration, Littleton, Colorado, p. 769-792.
4. 4. Naumov, A.V., 2008. The Review of the World Market of Rare-Earth Metals, Russian Journal of Non-Ferrous Metals 49 (1), p.14–22.
5. 5. Suzimagala, D., 2011. Rare Earth Elements – A Brief Overview of These Elements, Including Their Uses, Worldwide Resources and Known Occurrences in Alaska, Alaska Division of Geological & Geophysical Surveys.
6. 6. İpekoğlu, B., 1983. Eskişehir-Beylikahır Toryum Cevherinin Değerlendirilmesi, İTÜ Fen Bilimler Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul.
7. 7. MTA, 1986. Kızılcaören Köyü (Sivrihisar ESKİŞEHİR) Civarındaki Kompleks Cevher Yatağına Ait (Fluorit+Barit+Nadir Toprak Elementleri) Maden Jeolojisi Sonuç Raporu, MTA Genel Müdürlüğü Maden Etüt ve Arama Daire Başkanlığı.
8. 8. Kopuz, B., Bilge, A. N., 1997. Eskişehir Beylikahır Toryum Cevherinde Klorlama Yöntemiyle Toryum ve Nadir Toprak Elementlerinin Birbirinden Ayrılması, 1. Ulusal Nükleer Yakıt Teknolojisi Sempozyumu Bildiriler Kitabı Cilt 1, s.87-98.

9. 9. Zhang, Q.,Saito, F., 1998. Non-thermal Process for Extracting Rare Earths from Bastnaesite by means of Mechanochemical Treatment, Hydrometallurgy 47, p.231-241.
10. 10. Özbayoğlu, G., Atalay, M. Ü., 2000. Beneficiation of Bastnaesite by a Multi-Gravity Seperator, Journal of Alloys and Compounds 303-304, p. 520-523.
11. 11. Zhang, Z, Guo, F.,Meng, S., Jia, Q., Li, H., Li, D., 2010. Simultaneous Recovery of Cerium and Fluorine from Bastnaesite Leach Liquor by Mixtures of Cyanex 923 and HEH(EHP), Industrial Engineering Chemistry Research 49, p.6184-6188.
12. 12. Jordens, A., Cheng, Y.P., Waters, K.E., 2013. A Review of the Beneficiation of Rare Earth Element Bearing Minerals, Minerals Engineering 41, p. 97-114.
13. 13. Wang, L.,Yu Y., Huang, X., Long, Z., Cui, D., 2013. Toward Greener Comprehensive Utilization of Bastnaesite: Simultaneous Recovery of Cerium, Fluorine, and Thorium from Bastnaesite Leach Liquor Using HEH(EHP), Chemical Engineering Journal 215-216, p. 162-167.
14. 14. Huang, Y.,Zhang, T., Dou, Z., Liu, J., Tang, F., 2014. Study on Leaching Rare Earths from Bastnaesite Treated by Calcification Transition, Journal of Rare Earths 32, 11, p. 1043-1047.
15. 15. ODTÜ, 1993. Beylikahır Nadir Toprak Elementlerinin Zenginleştirilmesi ve Metalurjik Yönden Kazanılması, Nihai Rapor, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Maden ve Metalurji Mühendisliği Bölümü, Uygulamalı Araştırmalar Proje Kod No 91-03-05-01-06.
16. 16. Özbayoğlu, G., Atalay, Ü., Hiçyılmaz, C., 1995. Beylikahır Kompleks Cevherinin Zenginleştirilmesi, Türkiye 14. Madencilik Kongresi, s.431-436.
17. 17. Zararsız, S.,Tanrıkut A., 2003. Türkiye’nin Nadir Toprak Elementleri ve Toryum Kompleks Cevheri Üzerine Yapılan Çalışmalar ve İleriye Yönelik Öneriler, Türkiye Atom Enerjisi Kurumu, s. 50-51.
18. 18. Sert, Ş., 2005. Eskişehir-Beylikahır Cevher Konsantresinde Th ve Ce’un Diğer Nadir Toprak Elementlerinden Anyon Değiştirici Reçine ile Ayrılması, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nükleer Bilimler A.B.D., Yüksek Lisans Tezi, İzmir.
19. 19. Tombal, T. D., 2015. Türkiye’deki Toryum Cevherlerinden Kimyasal Çözündürme Yöntemiyle Toryum Kazanımının Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Maden Mühendisliği Programı, Maden Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul.
20. 20. Gültekin A. H., Örgün Y., 2000. Kızılcaören (Sivrihisar-Eskişehir) Yöresi Tersiyer Alkali Volkanitlerle İlişkili Nadir Toprak Elementli Fluorit-Barit Yatakları, Anadolu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt 1, Sayı 1, s. 85-94.