EMET-HİSARCIK (KÜTAHYA) BÖLGESİ KİLİNİN MİNERALOJİK VE JEOKİMYASAL ÖZELLİKLERİ VE KOLEMANİT ZENGİNLEŞTİRMESİNE ETKİSİ

Year 2023, Volume: 31 Issue: 2, 610 - 619, 21.08.2023

Zehra Ebru Sayın , Tülay Altay , Hacer Şensöz

https://doi.org/10.31796/ogummf.1198338

Abstract

Çok karmaşık bir proses gerektirmeyen kolemanit zenginleştirme tesislerinden, üretim esnasında ve sonunda büyük potansiyel kaynak oluşturan kil içerikli atıklar çıkmaktadır. Bu çalışmada, Eti Maden Emet Bor İşletmesi Hisarcık kolemanit zenginleştirme tesisi katı atık killerinden alınan örneklerin kimyasal içerikleri incelenmiş ve mevcut kilin yapısal formülü tespit edilmiştir. 45 mikron tane boyutu altında kil içerikli atık %12,42 Mg ve 2352 ppm Li tenörüne sahiptir. Mg'ca zengin Li'lu bir simektit (saponit) olarak bilinen kilin su tutucu olma niteliği nedeniyle de kolemanit zenginleştirme prosesinde cevherden kilin uzaklaştırılmasını zorlaştırmaktadır. Yapılan kil ayırma çalışması sonuçları değerlendirildiğinde, elde edilen saf kilin %46,82 SiO2 ve %19,67 MgO tenörleri ile oldukça yüksek içeriğe sahip olmasının yanısıra 1776 ppm Sr, 3057 ppm As ve 2239 ppm Li tenörleri ile değeri daha da artmaktadır. Kil içerikli katı atığın saponit olması ve lityum içermesi endüstriyel kıymetini daha da arttırmaktadır. Kil içerikli katı atıkların, uygun strateji ve değerlendirme yöntemleriyle cevherden ayrılması ve ekonomiye kazandırılmasının önem taşıdığı belirlenmiştir.

Keywords

Bor, Lityum, Eti Maden, Kil, Saponit

Supporting Institution

Afyon Kocatepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Project Number

17.FEN.BİL.64

Thanks

Bu çalışma Afyon Kocatepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından 17.FEN.BİL.64 numaralı proje kapsamında desteklenmiştir. Desteklerinden dolayı teşekkür ederiz.

MINERALOGICAL AND GEOCHEMICAL PROPERTIES OF CLAY OF EMET-HİSARCIK (KÜTAHYA) REGION AND ITS EFFECTS ON COLEMANITE ENRICHMENT

Abstract

Clay-containing wastes, which constitute a great potential resource, come out during and at the end of production from colemanite beneficiation plants, which do not require a very complex process. In this study, the chemical contents of the samples taken from the solid waste clays of the Eti Maden Emet Boron Operations Directorate Hisarcık colemanite beneficiation plant were examined and the structural formula of the existing clay was determined. Clay-containing waste under 45 micron grain size has 12.42% Mg and 2352 ppm Li grade. Due to the water-retaining nature of the clay known as a Mg-rich Li smectite (saponite), it makes it difficult to remove the clay from the ore in the colemanite beneficiation process. When the results of the clay separation study are evaluated, the pure clay obtained has a very high content with 46.82% SiO2 and 19.67% MgO grades, and its value increases even more with 1776 ppm Sr, 3057 ppm As and 2239 ppm Li grades. The fact that the clay-containing solid waste is saponite and contains lithium further increases its industrial value. It has been determined that it is important to separate the clay-containing solid wastes from the ore with appropriate strategies and evaluation methods and to bring them into the economy.

Keywords

Boron, Lithium, Eti Mine, Clay, Saponite

Project Number

17.FEN.BİL.64

References

• Ağaoğlu, Z., Yılmaz K. ve Demir, Ö. F. (2016). Smektit ve vermikulitce zengin kurak alanlarda hububatta üre ve amonyumun üst gübre olarak kullanılması. Çukurova Tarım Gıda Bilimleri Dergisi, 31(3): 165-169 (Özel Sayı).
• Chanturiya, V., Minenko, V., Suvorova, O., Pletneva, V. ve Makarov, D. (2017). Electrochemical modification of saponite for manufacture of ceramic building materials. Applied Clay Science, 135, 199–205.
• Chanturiya, V. A., Minenko, V. G., Makarov, D. V., Suvorova, O. V. ve Selivanova E. A. (2018). Advanced techniques of saponite recovery from diamond processing plant water and areas of saponite application. Minerals, 8, 549; doi: 10.3390/min8120549.
• Çolak, M. (1997). Hisarcık-Emet kolemanit ocağı killeri. 8. Ulusal Kil Sempozyumu Dumlupınar Üniversitesi Kütahya, 25-36.
• Çolak, M., Helvacı, C. ve 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. ve 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.
• Erkan, Z E., Akar, A. ve Savaş, M. (2003). Emet Bor İşletme Müdürlüğü Hisarcık baraj atıklarının değerlendirilebilirliğinin araştırılması. Journal of Institude of Science and Technology of Balıkesir University, 5(1):161-174.
• Erkan, Z. E., Akar A. ve Savaş M., (2004). Espey baraj atıklarının değerlendirilebilirliğinin araştırılması. II. Bor Çalıştayı, 20: (Yayın No:911148).
• Garrett, D. E. (2004). Handbook of lithium and natural calcium chloride. Elsevier, Academic Press., 488.
• 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. ve 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.
• Hover, V. C., Walter, L. M., Peacor, D. R. ve Martini, A. M. (1999). Mg-smectite authigenesis in a marine evaporative environment, Salina Ometepec, Baja California. Clays and Clay Minerals, 47, 252–268.
• JCPDS, (1993). Mineral powder diffraction file databook, joint committee on powder diffraction standards. Swarthmore, Pennsylvania, 781sf.
• Krebs, R. E. (2006). The history and use of our Earth's chemical elements: a reference guide. Greenwood Publishing Group, 422.
• Kumari, N. ve Mohan, C. (2021). Basics of clay minerals and their characteristic properties. Clay and Clay Minerals, 30 sf. doi: 10.5772/intechopen.97672,
• Mordoğan, H. ve Helvacı, C. (1994). Bor yataklarındaki killer ile bazı güncel göl sularındaki lityumun varlığı ve dağılımı. Geosound Yerbilimleri, 25,185-195.
• Murray, H. H. (2007). Applied clay mineralogy: occurrences, processing and application of kaolins, bentonites, palygorskite-sepiolite, and common clays. Developments in Clay Science, Vol. 2. Amsterdam, Elsevier, 188 sf.
• Polyakov, V. E. ve Tarasevich, Y. I. (2012). Ion exchange equilibria involving uncharged cations on saponite. Journal of Water Chemistry and Technology, 34, 18 –27.
• Shao, H. ve Pinnavaia, T. J. (2010). Synthesis and properties of nanoparticle forms saponite clay, cancrinite zeolite and phase mixtures thereof. Microporous Mesoporous Materials, 133, 10-17.
• Spivak, V., Astrelin, I., Tolstopalova, N., ve Atamaniuk, I. (2012). Ecological sorbent based on saponite mineral from ukrainian clay-field. Chemistry & Chemical Technology/Chemical Technology Vol. 6, No. 4, 451-457.
• Şensöz, H., Sayın Z. E., Savaş, M. ve Erdoğan, Y. (2021). Emet bor üretim tesisleri atıklarının lityum içeriğinin incelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 21-6, 1460-1469.
• Tarasevich, J. I., Poljakov, V. E., Ivanova, Z. G., ve Trifonova, M. Y. (2011). Composition, structure and thermal stability of exchangeable cations hydrates of saponite. Journal of Water Chemistry and Technology, 33, 381–391. Türkiye’nin Yükselen değeri: Bor (2022). Eti Maden. Erişim tarihi/adresi: 21.01.2022 https://www.etimaden.gov.tr/turkiyede-bor
• Vogels, R. J. M. J., Kloprogge, J. T., ve Geus, J. W. (2005). Synthesis and characterization of saponite clays. American Mineralogist, 90, 931–944.
• Yanushevska, O. I., Dontsova, T. A., Aleksyk, A. I., Vlasenko, N. V., Dıdenko, O. Z. ve Nypadymka, A. S. (2020). Surface and structural properties of clay materials based on natural saponite. Clays and Clay Minerals, Vol. 68, No. 5: 465–475.
• Yarar, B. (1973). Düşük tenörlü kolemanit cevherinin flotasyon yolu ile zenginleştirilmesi. Türkiye Madencilik Bilimsel ve Teknik 3 Kongre TMMOB Maden Mühendisleri Odası Ankara 571 - 588.
• Zhoua, C. H., Zhoua, Q., Wua, Q. Q., Petitd, S., Jianga, X. C., Xiaa, S. T., Lib, C. S., ve Yua, W. H. (2019). Modification hybridizationand applications of saponite: an overview. Applied Clay Science, 168, 136–154.
• Zubkova, O., Alexeev, A., Polyanskiy, A., Karapetyan, K., Kononchuk, O. ve Reinmöller, M. (2021). Complex processing of saponite waste from a diamond-mining enterprise. Applied Science, 11, 6615-6632. doi: https://doi.org/10.3390/app11146615