Yüksek Silisli Kemiklitepe (Türkiye) Boksit Cevherinden Alkali Kavurma-Su Liçi Yöntemiyle Alüminyum Kazanımı ve Proses Optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, kritik bir hammadde olarak sınıflandırılan diasporik boksitten kostik soda kullanılmadan Al kazanımı için yenilikçi ve çevre dostu alternatif bir yöntem araştırılmıştır. Bu kapsamda yüksek silis içerikli boksit cevherinden alüminyum kazanımını artırmak amacıyla alkali kavurma–su liçi kombinasyonu uygulanmıştır. Proses parametrelerinin optimizasyonu ise Yanıt Yüzey Metodu (RSM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kavurma sıcaklığı, öğütme süresi ve BPR gibi temel parametrelerin Al çözünürlüğü üzerindeki etkileri, RSM tasarımı ile sistematik olarak değerlendirilmiştir. Modelin güvenilirliği ANOVA analizleriyle doğrulanmıştır. Regresyon analizleri, tüm yanıtlar için determinizasyon katsayısının (R²) %90’ın üzerinde gerçekleştiği ve model uyumunun yüksek olduğu belirlenmiştir. Optimizasyon sonuçlarına göre en uygun parametreler; 919 °C kavurma sıcaklığı, 90 dakika öğütme süresi ve 23 BPR olarak belirlenmiştir. Su liçi sonuçlarına göre, kavrulmamış cevhere kıyasla 1000 °C’de alkali kavrulan cevherde Al kazanımının yaklaşık %26 oranında arttığını ortaya koymuştur. Bulgular, yüksek silis içerikli boksitlerde alkali kavurma-su liçi yönteminin umut vaat eden alternatif bir yöntem olarak değerlendirilebilir. Ayrıca sonuçlar, prosesin endüstriyel ölçekte uygulanabilirliğine yönelik önemli bir potansiyel sunduğunu ortaya koymaktadır.

In this study, an innovative and environmentally friendly alternative method was investigated for aluminum recovery from diasporic bauxite, classified as a critical raw material, without using caustic soda. Within this context, the alkaline roasting–water leaching combination was applied to enhance aluminum recovery from high-silica bauxite ore. Optimization of the process parameters was carried out using Response Surface Methodology (RSM). The effects of key parameters, roasting temperature, milling time, and ball-to-powder/ore ratio (BPR), on Aluminum (Al) dissolution were systematically evaluated through the RSM design. The reliability of the model was confirmed by ANOVA analysis, and the regression results indicated that the coefficient of determination (R²) exceeded 90% for all responses, demonstrating a strong model fit. According to the optimization outcomes, the optimum conditions were determined as a roasting temperature of 919 °C, a milling time of 90 minutes, and a BPR of 23. Water leaching results revealed that aluminum recovery increased by approximately 26% in the ore roasted at 1000 °C compared to the raw (unroasted) ore. Overall, the findings indicate that the alkaline roasting–water leaching method is a promising alternative for processing high-silica bauxite deposits.