Bir Bölümü de OKÇU KÖYÜ sınırları
içerisinde bulunan Dünyanın en büyük Toryum yatakları hakkında yapılan çalışmalar ve bu
konuda çıkmış yayınlardan derlemeler.
ESKİŞEHİR OKÇU KÖYÜ TORYUM VE NADİR TOPRAKLAR
KOMPLEKS CEVHERİNİN
DEĞERLENDİRİLMESİ İÇİN YAPILAN
ÇALIŞMALAR
Bayram Kopuz, Lütfiye Güreli, Yusuf Bayram, Süheyla Acarkan, Reşat
Uzmen
Çekmece NükleerAraştırma ve Eğitim Merkezi
ÖZET
Eskişehir Beylikahır /
OKÇU KÖYÜ yöresindeki toryum ve nadir topraklar kompleks cevherinin değerlendirilmesi
için cevherin
bulunduğu tarihten itibaren
arama, jeolojik etüt, rezerv tespiti ve cevherin değerlendirilmesi yönünde çalımalar
yapılmıştır.
Çalımaların ilk aşamasında Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü çalışmaların ağırlık
noktasını
oluşturmuştur. Daha sonra devreye giren Eti Holding
cevherin değerlendirmesi ile ilgili çalışmalar yapmıştır. Bu
arada değişik üniversiteler
de lisansüstü ve doktora çalışmaları ile cevherin değerlendirilmesi konusunda katkıda
bulunmuşlardır.
Burada yapılan çalışmaların sırasıyla anlatılacak ve cevherin değerlendirilmesi yönünde ne gibi
bulguların elde edildiği
incelenecektir. Eskişehir - OKÇU KÖYÜ'nde bulunan cevher radyoaktif bir element olan toryum içerdiği
için toryum cevheri olarak bakılmıştır.Burada mineral oluşumunun bastnazit olduğu, bastnazit'
in ise bir nadir
toprak elementleri minerali olduğu bilindiğinden bu cevhere toryum içeren nadir toprak minerali demek daha
doğru olacaktır.
Son yıllarda nadir toprak elementlerinin endüstride kullanımının artmasıyla bu cevherin nadir
toprak elementleri açısından
değerlendirilmesi, toryumun ise yan ürün olarak kazanılmasının uygun olduğu
düşünülmektedir.Anahtar kelimeler:
Toryum, Nükleer yakıt, Nadir toprak elementleri
GİRİŞEskişehir-Sivrihisar-OKÇU
KÖYÜ cevheri fluorit, barit
ve toryum içeren nadir toprak elementleri cevheridir.
şimdiye kadar yapılan çalışmalarda önce toryum ön
plana çıkarılmş, daha sonra nadir toprak elementleri
ve barit, fluorit açısından
gözönüne alınmıştır. Bu
nedenle de kompleks cevher adı verilmiştir. Saha
üzerine yapılan çalışmalar
1940'lı yıllara kadar
uzanmaktadır.
CEVHER YATAĞININ COĞRAFİ KONUMU
Eskişehir kompleks cevher sahası Eskiehir ili,
Sivrihisar ilçesinin 40 km. Kuzey-batısında
Kızılcaören, Karkın
ve OKÇU köyleri arasında olup
15 km2'lik bir alanı
kapsar. Ankara Eskişehir devlet
karayoluna 35 km, demiryoluna ise 12 km.
mesafededir. Cevher sahasının rakımı 900-1200 m.
civarındadır
SAHADA YAPILAN ÇALIMALARIN
KRONOLOJİSİ
Remeux (1942) sahanın
1/100000 ölçekli jeoloji
haritasını yapmıtır.Mangan
boyalamalarına
ekonomik olmayan kromit olarak adlandırmıtır.[1]
Weingart (1953); yine bölgenin 1/100000 ölçekli
jeoloji haritasını
yapmıştır.[1]
Erol, O; (1955): Weingart'ı destekleyen jeolojik
çalışmalar yapmıştır.[1]
Erentöz, C., Tokay M., (1959) yaptıkları
“Türkiye'nin muhtemel uranyum ve toryum
bölgeleri” konulu çalımalarında Türkiye'de
Uranyum ve toryum ihtiva etmesi muhtemel olan
formasyonlar ve bunların
bulundukları bölgeleri
incelemişlerdir. MTA Genel Müdürlüğünün muhtelif
alanlarda yapmış
olduğu tetkikler neticesinde
Türkiye jeolojisi ve mineralizasyon durumu
gözönüne alınarak mukayeseli
bir inceleme
yapılmış,
uranyum ve toryumun bulunabileceği
alanlar hakkında bilgiler
verilmiştir.
Sündal, Ü; (1968): Beylikahır – OKÇU KÖYÜ fluorit
oluşumuyla ilgili çalışmış, cevher filonlarının
hidrotermal çatlak dolgusu eklinde olduğu
belirtilmiştir.[1]
Uçmak, F; (1968) : Toryum etüdleri ile ilgili
raporunda cevherin hidrotermal solüsyonlarla
geldiğini belirtmiştir.[1]
Helke, A; Çağatay, A;
(1977) Yatağın karbonatitlere
bağlı olduğunu söylemiştir.[1]
Kaplan, H; (1977): Eskişehir-Sivrihisar, OKÇU
köyü yakın güneyi bastnasite-barit-fluorit
kompleks
cevher yatağı”
adlı raporunda, hidrotermal
mineralizasyonu adı
altında inceleyerek ilk
hidrotermal gelişler bariti, daha sonra fluoriti ve
demirli solüsyonları
getirdiğini, son olarak manganlı
solüsyonlar gelerek diğerlerini
çimentoladığını,
toryum ve Nadir Toprak elementlerini içeren
bastnasite'in de manganlı solüsyonlarla geldiğini, en
son olarak kalsit, kuvars, kalsedon kristallerinin
oluştuğunu belirtmiştir.[1]
Kulaksız, S; (1981)
1/25000 ölçekli haritalarında
jeolojik olarak volkanik aglomera, tüf, bre, ve
lavların tersiyer yalı
olduğunu belirtmiştir.[1]
Aygün, A; ve diğerleri;
(1981) Fluoritli kompleks
cevherin oluşumu ile filoniyen tipinde yanta içinde
dolgular meydana getirdiğini belirtmişitr.[1]
Baybörü, R; (1982) : Eskişehir – Sivrihisar-
OKÇU köyü kuvarsitli
– baritli kompleks
cevher oluşumuna ait iki formasyonun bindirme
sonucu oluşan çatlaklarda asit volkanizasyonun
getirdiği eriyiklerle
oluştuğunu belirtilmiştir.[1]
Kayabali, N; (1983) Eskişehir–Sivrihisar–
OKÇU köyü civarındaki kompleks cevher
yatağının (Fluorit- Barit- NTE) Küçükhöyüklü tepe
sektöründe yapılan çalımada biribiri üstüne bindiren
formasyonlar içinde oluşan çatlaklarda
volkanizmanın getirdiği
solüsyonların hidrotermal
artlarda disemine yerleşmesi ve daha sonra üstteki
tüfler içerisine taşınarak zenginleştiğini
belirtmiştir.[1]
Gözler, N.Z; ve diğerleri
(1984) Bu cevherin
karbonatitlere bağlı
olarak oluştuğunu belirtmiştir.
[1]
Kırıkoşlu, S; (1986) : Cevherlemenin hidrotermal
çözeltilerle oluştuğunu karbon ve kükürt izotop
analiz sonuçlarına göre
oluşumda deniz suyunun rol
oynamadığını ortaya koymuştur.[1]
Basnasite mineralinin tayini 1974 te Yazgan
tarafından yapılmıştır.
Gültekin A.H., Örgün Y., yapmış oldukları
çalışmada; OKÇU
KÖYÜ cevherlemesini Batı
Anadolu tersiyer rift volkanizmasının bir parçasını
oluşturan alkali trakit ve fonolitlerle ilişkili
kompleks bir toryum ve nadir toprak elementli
fluorit barit mineralizasyonu olduğunu
belirtmişlerdir.[3]
Bu çalışmada “temeldeki
metamorflar üzerine
uyumsuz olarak yerleşen bazik sokulumlar içeren
Triyas klastiklerinin çökelmesini takiben ilk tektonik
fazda muhtemelen bazik karakterde olan hidrotermal
solüsyonlar ezik zonlar içindeki kayaç parçalarını
çimentolayarak tektonik brelerin olumasına yol
açmıştır.
Birincil kırık sistemleri muhtemelen
okyanussal kabuktan kopan serpantinlerin
metamorfik temel üzerinde sürüklenmesi ile eş
zamanlı olarak gelimiştir.
Doğrudan fonolit ve
trakitlerin erüpsiyonu ile bağlantılı olan ikincil bir
tektonik fazda ise eski tektonik breler ile damar
dolguları yer yer kırılmış
ve çimentolamış,
yükselen mağmaların
oluşturduğu basınçların doğal
bir sonucu olarak gelişen konsantrik ve doğrusal
kırık sistemlerin içinde bir yandan ikincil tektonik
breler, diğer yandan
damar tipi cevher dolguları
gelişmiştir. OKÇU KÖYÜ ana cevherlemesinin evresi
esas olarak bir tektonik fazın bir sonucu olarak
oluşmuştur. Nihayet tektonik faaliyetlerin hızını
büyük ölçüde kaybettiği
son bir
Mineral adı Ortalama tane boyutu Tenör
Fluorit 0.03-0.15 mm 37.44
Barit 8-1000 mikron 31.04
Bastnasit 4 mikron 3.40
Tablo 1. Cevher yatağında bulunan mineraller tane
boyutları.[1]
fazda gelişen ince kuvars ve kalsit dolgulu
damarcıklar kendilerinden
daha yalı tüm
cevherlemeyi kesmiştir.[3]
Cevher oluşmasında
eşlik eden minerallerin tane
büyüklükleri Tablo 1.'de verilmitir.ARAMA VE TESPİT ÇALIMALARI
1959 yılında MTA
Genel Müdürlüğüne sunulan
rapor gereğince havadan
arama çalışmaları
başlatılmıştır.
Arama ve cevher tespit çalışmaları
1977 yılına kadar
aralıklı olarak sürmüştür. Sahada
bulunan cevher toryum olduğu için, cevherin adı
önce toryum cevheri olarak adlandırılmıştır.
Cevherle ilgili en geniş çalışmalar Kaplan tarafından
yapılmıştır.
Cevherin bulunduğu alanın haritası .ekil
2. de ve ekonomik değeri
olan minerallerin rezerv
tespiti ise tablo 2’de verilmiştir.[2]CEVHER ÜZERİNDE YAPILAN
TEKNOLOJİK ÇALIŞMALAR
Daha sonraları yapılan
teknolojik çalışmalar
sırasında Tablo
1. de verilen tane boyutlarından
dolayı fiziksel zenginlşetirme yöntemleri ile
toryumun seryum minerali olan bastnasit’e bağlı
olması nedeniyle başarılı
olamamıştır. 1980’li
yıllardan sonra da barit,
fluorit ve nadir toprak
minerallerinin de değerlendirilmesi
gözönüne
alınarak çalışmalar
yapılmıştır.
Yüce, A.E., yaptığı doktora çalışmasında ; Eskişehir
Görünür rezerv (ton)
ThO2 Ce La Nd Y
ThO2 tenörü
(%)
Koca devebağırtan
286424 1495935 1077075 634275 119674 0.217
Küçükhöyüklü 97560 614782 442662 260678 49181 0.196
Toplam rezerv 383984 2110717 1519737 894953 168155
Ortalama tenörler 0.212 1.25 0.90 0.53 0.10
Ce+La+Nd+Y toplam rezerv (ton) 4694262
Ce+La+Nd+Y tenörü (%) 2.78
Tablo 2. Eskişehir OKÇU
KÖYÜ cevher yatağı rezerv ve tenör miktarları
– Beylikahır
OKÇU KÖYÜ yöresi, nadir toprak elementli, baritli
fluorit cevherinden fluorit ve baritin kazanılması
amacıyla sarsıntılı
masa, flotasyon ve manyetik
ayırma yöntemleriyle
deneyler yapıldğını belirtilmektedir.
Cevher yatağından,
Devebağırtan Tepe ve
Küçükhöyüklü Tepe bölgesinden iki
ayrı örnek
alınarak, Devebağırtan
Tepe örneği %32.9 BaSO4 ve
%36.6 CaF2; Küçükhöyüklü
Tepe örneği ise %33.8
BaSO4 ve %27.3 CaF2 içermektedir. Her iki
bölgenin toryum içeriği
aynı olup %0.11'dir.
Mineralojik çalışmalarda
her iki yöre örneğinin
benzer olduğu saptandığından
bir karışım numunesi
hazırlanmıştır.
Bu karışım numunesi %32.3 BaSO4 ;
%34.6 CaF2 içermektedir.
Tane serbestlemesi etüdleri sonuçlarına göre 0.3
mm boyutu altında barit
ve fluoritin tane
serbestleme dereceleri %80'in üzerine çıkmaktadır.
.lamı ayrılmış
0.3 mm altındaki cevherde yapılan
sarsıntılı
masa deneyleri sonucunda %85.5 BaSO4
içerikli bir konsantrenin %56 barit kazanma
verimiyle elde edildiği
belirtilmektedir.
Barit konsantresinin yüksek alan iddetli manyetik
ayırıcıdan
geçirilmek suretiyle % 91.3 BaSO4
içerikli (%11.3 tenör ve %0.5kayıpla) nihai barit
konsantresi elde edildiği belitilmektedir.
Giren cevherin %45.2'sini oluşturan ve % 60.9 CaF2
içeren sarsıntıılı
masa artık ve ara ürünlerinin 0.15
altında flotasyonu sonucunda
cevherin % 8.2 si
oranında fluorit konsantresi
%94.2 CaF2 içeriği ve %
21.9 fluorit kazanma verimiyle elde edilmektedir.
Ayrca %20.4 oranında
%81.1 CaF2 içerikli bir
konsantre %47 kazanma verimiyle elde
edilmektedir.[4]
Çiftçi M.S., yaptığı teknolojik değerlendirme
çalışamasında;
Eskşiehir – Sivrihisar – OKÇU KÖYÜ –
Devebağırtan tepe
cevher yatağı, hidrotermal-filon
olgusu eklinde kompleks bir yataktır. Kompleks bir
mineralizasyona sahip olan cevherde önemli ölçüde,
fluorit, barit minerallerinin yanı sıra seryum, lantan,
yitrium neodmiyum ve toryum gibi nadir toprak
elementleri vardır.
Mevcut cevher numunesi üzerinde fluoritler için
gerçekleştirilen sallantılı masa çalışmaları
sonucunda; girie göre % 45.11 ağırlık, %54.39
fluorit verimi ile % 79.00 fluorit içeren bir
konsantre kazanılmıştır.
Bu konsantrenin SiO2
içerii % 0.56 dır. Diğer
safsızlıkda barit hariç
hemen hemen aynı küçük
değerlerdedir. Böylece
sallantılı masa
ile metalurjik vasıflı konsantrenin
elde edilebileceği görülmektedir.
Yarı sistematik, ön
teknolojik nitelikteki flotasyon testleri sonucunda
orijinal cevher girişine göre %33.81 fluorit verimi
ile % 94 fluorit içerikli 1. Kalite konsantre 12.06
ağırlık randımanı,% 19.18 fluorit verimi ile % 78
fluorit içerikli 2. kalite konsantre ise % 16.45 ağırlık
randımanı ile kazanılmıtır. Böylece flotasyon ile
metalurjik nitelikte konsantrenin yanı sıra cam,
seramik ve ceza ödemek kaydıyla kimya sanayiinde
kullanılabilecek özelliklerde
konsantreler üretmek
mümkün olmuştur. Metalurjik nitelikteki
konsantrelerin tane boyutu problemi peletleme
yapılarak giderilebilir.
Zenginleştirilme çalışmaları
sonucunda kazanılan
metalurjik nitelikteki
konsantrelerde gözlenenen barit içeriğindeki
fazlalık, cevherin sahip
olduğu kompleks
mineralojik yapıdan
kaynaklanmaktadır. Kompleks
mineralojik yapı ayrıca
daha yüksek randımanla
tüketim alanlarına uygun
özelliklerde daha
ekonomik fluorit konsantreleri üretmeyi mümkün
kılmıştır. [5]
Gündüz M., yaptığı doktora çalışmasında;
Nadir toprak elementlerince zengin iki sektörden
numune alınmıştır. Bu numunelerin kimyasal
bileşimleri benzer olduğundan karıştırılarak tane
serbestlemesi çalımaları
yapılmıştır. Fluoritin -
.21+0.149 mm'de %79.3, barit için -0.074+0.053
mm 'de 74.47 olmaktadır.
Flotasyon çalışmaları
aşındırılmış ve flotasyon
boyutuna öğütülmüş
numune ile flotasyon deneyleri
yapılmıştır. Elde edilen barit konsantresi %90-93
BaSO4 tenör ve %75-85 verimle
kazanılabilmiştir.
Optimum artlarda yapılan
flotasyon deneylerinde
yüzende fluorit konsantre tenörü %90-93 CaF2
verimi ise %60-70 arasnda
olmaktadır. Bu fluorit
konsantresi seramik ve peletlenerek metalurji
sektöründe kullanıma
uygundur.
Flotasyonda batanda bastnasite bulunduğundan bu
ön konsantre olarak değerlendirilmiştir.
Bu
konsantrede NTE tenörü yaklaşık %18, verimi %
75-85'tir.
Flotasyon deneyleri sonucunda malzeme dağılımı
ağırlıkça, %30 Barit, %35 Fluor ve %35 Bastnasite
ön konsantresi şeklinde olmaktadır.
Bastnasite ön konsantresi üzerinde HNO3 ile 3 saat,
70°C sıcaklık ve
1/6 katı sıvı oranıyla liç denemeleri
yapılarak % 95 üzerinde
çözünme verimi
sağlanmıştır.[6]
Önal G., ve diğerlerinin
yaptığı çalışmada;
Batsnasite ön konsantresi üzerinde HNO3 ile 3 saat,
70°C sıcaklık ve
1/6 katı sıvı oranıyla liç denemeleri
yapılarak % 95 üzerinde
çözünme verimi
sağlanmıştır.
Sonuç olarak karışım numuneden aşındırma,
flotasyon ve HNO3 liçi ile barit, florit ve nadir
topraklar kazanılabilmektedir.
Bu nedenle yatak üç
ayrı mineral için değerlendirlebilecek özelliktedir.
üründe (-0.038 mm) toryum tenörü girişe göre iki
kat artmaktadır.
.lam olarak ayrılan ürün (-0.038 mm) üzerinde lam
masası, yüksek alan
şiddetli ya manyetik ayırıcı ve
kolon flotasyonu ile zenginleştirme çalışmaları
yapılmış ancak
yeterli sonuç alınamamıştır.
Cevher yatağı üzerinde
yapılan çalışmalar
sonucunda, çok ince boyutlarda zenginleşen toryum
mineralinden bir konsantre elde edilmesi ve liç
işlemine gidilmesi sorunun çözümü olarak
görülmektedir.[7]
Çiftçi M.S., yaptığı teknolojik değerlendirme
çalışmasında;
Eskişehir-Sivrihisar - Beylikahır -OKÇU KÖYÜ
Höyüklü cevher yatağı hidrotermal filon dolgusu
şeklinde bir oluşumdur. Kompleks bir
mineralizasyona sahip olan cevherde esas olarak
fluorit, barit ve nadir toprak elementlerini taşıyan
ve iyimser bir yaklaşımla Cordylit ve/veya basnasit
olabilecei tahmin edilen mineraller ile pisilomelan
demir hidroksit, kuvartz, kalsit, serizit ve albit
bulunmaktadır.
Cevherleme sahasında
2 türlü fluorit oluşumu söz
konusudur. Bunlardan birincisi nispeten iri boyutlu
ve daha az miktarda olan (tüm fluoritlerin %13 - 15 i
kadar} tamamen saf fluoritlerdir. Zenginleştirme
çalışmalarında
%95.81 CaF2 tenörüne sahip birinci
kalite fluorit konsantresi tamamen bu fluoritlerden
meydana gelmiştir. İkinci gurup fluoritler ise hemen
her boyutta (4 ila 8 mikronda dahi) daima barit ve
N.T.O. leri ile kenetli bulunmaktadır. %77.04 CaF2
tenörlü ikinci kalite fluorit konsantresinde gözlenen
barit ve N.T.O. leri değer1erindeki yükseklik bu
nitelikteki fluoritlerin serbestleşememe
karakterinden kaynaklanmaktadır. Cevherde mevcut
baritler ise gene hemen her boyutta mikro ve kripto
içertiler halinde N.T.0. lerini ve fluoritleri
içermektedir.
Cevherin sahip olduğu
toprağımsı, kolay öğünebilir
kompleks mineralojik yapı, zenginleştirilemeyen ve
lam olarak kaybedilen kısmın fazla olmasına neden
olmuştur. Bu kısımda;
%30.30 ağırlıkla %42.30
CaF2 tenöründe %25.81 lik bir fluorit ile %19.40
BaSO4 tenöründe ve %20.62
lik bir barit kaybı söz
konusudur.
Ayrı ayrı fluorit ve barit ön konsantreleninin elde
edilmesi amacıyla sınıflandırılmış
numuneler
üzerinde yapılan sallantılı
masa deneyleri sonunda,
%64.92 CaF2 tenörlü fluorit ön konsantresi %55-20
ağırlık ve
%72.16 CaF2 verimiyle, %85.98 BaSO4
tenörlü barit ön konsantresi de %l4.50 ağırlık ve
%43.75 BaSO4 verimiyle elde
edilmitir.
.lamlardaki (-34 mikron)
N.T.0.’lerinin kazanılması
için -8 mikronluk kısım
öğütme-dekantasyon
ilemiyle ayrılmış, sonuçta lam fraksiyonuna göre
%7.61 ağırlık1ı
bir ön konsantre %32.20 N.T.0
tenörü ve %15.86 N.T.0 verimiyle kazanılmıştır.
N.T.O. leri daha yüksek tenör ve verimlerle elde
edebilmek amacıyla N.T.O.
lerin dispersiyonunu
takiben yapılacak seçimli
flokülasyon ve daha sonra
da N.T.O.’lerin dekantasyonuyla iyi sonuçlar
alınabileceği tahmin edilmektedir.
Diğer taraftan, literatürdeki
bazı bulgulardan
faydalanarak N.T.0. li mineral ve/veya minerallere
kavurma yoluyla manyetik özellik kazandırılmaya
yönelik olarak ayrı
bir çalışma yapılmış, fakat mikro
ve kripto yapıda barit
ve fluoritler içersinde bulunan
N.T.O. lerine manyetik özellik kazandırılamamış ve
dolayısıyla da
dikkate değer bir zenginleme
sağlanamamıştır. Son olarak, seçimli flokülasyon -
dekantasyon yöntemiyle kazanılabilecek N.T.O. li
ön konsantreler üzerinde gerçekletirilecek
hidrometalurjik zenginletirme çalışmalarıyla
sorunun çözümüne yeni boyutlar getirilebileceği
tahmin edilmektedir.
Sallantılı masa
çalışmaları sonucunda kazanılan
fluorit ön korsantresi üzerinde yapılan seçimli
flotasyon deneylerinde; %95.81 CaF2 tenörlü 1.
kalite konsantre orijinal cevher girişine göre
%12.77 ağırlık ve %24.81 fluorit verimiyle, %77.04
CaF2 terıörlü 2. kalite
konsantre ise %19.41 ağırlık
ve %32.18 fluorit verimiyle kazanılmıştır. .lam
hesaba katılmadan flotasyon
girişine göre toplam
fluorit kazanma verimi %76.36 ya yükselmektedir.
Sallantılı masa
çalımalarıyla elde edilen barit ön
konsantresi üzerinde yapılan öğütme - yüksek alan
şiddetli manyetik ayırma – sallantılı
masa
çalışmaları
sonunda, %91.92 BaSO4 tenörlü ve 4.29
gr/cm3 yoğunluklu sondaj çamuru üretiminde
kullanılabilecek özelliklere
sahip barit konsantresi,
orijinal cevher girişine göre %12.94 ağırlık ve
%41.74 BaSO4 verimiyle elde
edilmiştir.[8]
Npekoılu B., yaptığı
doktora çalışmasında;
Toryum cevher numunesi içerisinde tesbit edilen
mineraller toryum mineralinden daha farklı
özelliklere sahip olmalarına rağmen toryumun kolay
kırılıp ufalanabilen ve ince taneye geçen kil
mineralleri ile birlikte, hareket etmesinden dolayı
gravimetrik ayırma,
manyetik ayırma ve flotasyon
yöntemleriyle, istenilen özellikte ve verimde bir ön
konsantre elde edilemeyeceği anlaşılmıştır.
Orijinal Toryum cevher numunesi üzerinde yapılan
aktararak dağıtma
ve boyuta göre sınıflandırma ile
zenginleştirme deneyleri sonunda 0.105 mm
altındaki tane boyutunda
tüvenan cevher girişine
göre % 41.6 oranında,
% 1.2 Th tenörlü ve % 73.1
toryum kazanma verimi ile bir ön konsantre elde
edilmiştir. Bu ön konsantre çözündürme
deneylerinde kullanılmıştır.
Orijinal toryum cevheri ve elde edilen toryum ön
konsantresi sülfurik asit, nitrik asit ve hidroklorik
asit ile çözündürme ilemine tabi tutulmuştur. Her
üç asittede toryum % 99 luk bir verimle çözeltiye
alınabilmitir. Ancak
toryum ön konsantresi için
kullanılan asit miktarları
orijinal cevhere nazaran %
30-35 oranında daha
azdır.
Çözündürme ilemleri sırasında, orijinal cevherde
bulunan serbest Si02 nedeniyle toryum çökelmesi
olmazken, toryum ön konsantresinde flor fazlalığı
ve serbest SiO2 nin çok az
oluu dolayısıyla
çözeltiye geçen toryum tekrardan çökmektedir. Bu
çökelme nedeninin fluor olduğu çözündürme süresi
yarım saati geçince
çökelmenin başladığı saptanmıştır.
Çözündürme ilemlerinde kullanılan nitrik asit ve
hidroklorik asit gibi kuvvetli ve difüzyon sabitleri
yüksek asitler katyonlarla çökecek bileşikler
vermediklerinden sülfürik asitten daha etkin bir şekilde
toryumu çökmekte, aynı
verim için asit
sarfiyatı sülfürik asitten
daha düşük olmaktadır.
Ayrıca karıştırma ve süzme ilemlerinde zorluk
çıkarmadıklarından toryum çözünme verimini
olumlu yönde etkilemişlerdir. Bu iki asitten
hidroklorik asit sınai
uygulamalarda daha elverili
gözüktüğünden diğerine nazaran tercih
edilebilmektedir.
Toryum ön konsantresi üzerinde hidroklorik asit ile
yapılan çözündürme deneylerinde
200 kg/ton
hidroklorik asit kullanılarak 3 saatlik çözündürme
süresi sonunda % 99 luk bir verimle toryum
çözeltiye alınabilmiştir.
Orijinal cevherde ise bu
verim, aynı çözündürme süresi sonunda 300 kg/ton
hidroklorik asit kullanılarak elde edilebilmiştir.[9]
Kopuz B., yaptığı doktora çalışmasında;
Eskiehir Beylikahır
OKÇU KÖYÜ yöresinden alınan üç ayrı
tenördeki cevherlerden %5.28 F içerikli olanıyla
yapılan klorlama deneylerinde
%43’ten daha yüksek
verimlere ulaşılamamıştır.
Fluor içeriği %1.90
olan cevherle argon
atmosferinde 1000oC’de
bir saat ve yarım saat
süreyle klor gazı atmosferinde
yapılan deneyde
%86’1lk bir verim elde
edilmiştir. Klor
atmosferindeki sürenin 1 saate çıkarılmasıyla %2 lik
bir verim artışı olmuştur. Sürenin iki saate çı-
karılmasıyla da
%3.5 civarında bir verim artışı
olmuştur. Bu nedenle yarım saatlik süreye karşı
gelen verim, sürenin dört kat artırılmasına karşın
büyük bir artış olmaması
nedeniyle yeterli
görülmüştür.
Toryum içeriği yukarıdaki cevherden daha düşük
fakat fluor içeriği
%2.95 olan cevherle aynı
koşullarda yapılan
klorlama deneylerinde %78’in
üzerinde verimler elde edilmiştir.
Gene toryum içeriği
en yüksek olan ve fluor içeriği
ise %1.9 olan cevherle aynı koşullarda yapılan
klorlama deneylerinde %86’nın üzerinde verimler
elde edilmiştir.
Toryum veriminin % 86’nın üzerinde ayrıtırma
işlemlerinde nadir toprak elemetlerininde bir miktar
klorlandığı
tespit edilmiştir.
Tepkime sıcaklığı
olarak 1000oC’de argon
atmosferinde 60 dakika, klor atmosferinde 30
dakikanın optimum süreler
olduğu tespit edilmiştir.
Cevher karbon karşımı için en uygun oranın 1
olduğu saptanmıştır.
Klor akış hızı için ise 0.7
1/saat’lık debinin
deney düzeneği için en uygun
değer olduğu tespit edilmiştir.
Bütün bu parametrelerin incelenmesinden sonra
Eskişehir Beylikahır OKÇU KÖYÜ yöresindeki cevherin klorlama
yöntemiyle değerlendirilebilmesi
için fluor içeriği
düşük olan alanlardan alınan cevherle çalışılması
gerekmektedir.
Tespit edilen paramatrelerle Eskişehir OKÇU KÖYÜ yöresindeki
toryum cevherine klorlama uygulanabilmiştir.
Böylece tek kademede susuz klorürler elde edildiği
gibi artık nadir toprak
elementlerince zengin bir
konsantre oluturulmuştur. Dolayısıyla ya
yöntemlerde bulunan birçok kademe ortadan
kalkmaktadır. Bu çalıma
daha az yatırımla
gerçekleştirilip çalıştırıldığından malzeme ve işçilik
açısından tasarruf
sağlanmış olmaktadır.
Bastnasit minerali olduğu tespit edilmi olan bu
cevherin değerlendirilmesine
karar vermeden önce
“Toryum cevheri mi yoksa nadir topraklarca zengin
cevher mi?” sorusuna cevap bulmak gerekmektedir.
Bundan sonra nadir toprak veya toryum (hangisi
ekonomik oluyorsa) açısından
değerlendirme
düşünülmelidir.
Ancak öncelikle yörelere göre cevherin farklı özellik
göstermesinden dolayı
ister klasik ya metod, ister
klorlama uygulamasında
olsun cevherin içerdiği
yabancı minerallere
göre alanların ayrılması
gerekmektedir.[10]
SONUÇYapılan çalışmalardan anlaşılan şudur: Eskşiehir
Sivrihisar Beylikahır
OKÇU KÖYÜ yöresinde bulunan kompleks
cevher yatağı ile ilgili jeolojik etüt, arama ve sondaj
çalışmaları
tamamlanmıştır. Bu çalışmalar devam
ederken alınan numuneler
ile teknolojik
değerlendirme çalışmaları
da yapılmıştır. Jeolojik
etüt çalımaları
da dahil olmak üzere birçok
lisansüstü tezi ve doktora çalıması yapılmış ve
değişik yöntemler
ortaya konmuştur. Ancak hiçbiri
tek başına cevherin
ekonomik olarak
işletilebilirliğini
ortaya koyamamıştır. Önceleri
toryumun değerlendirilmesi
amacıyla teknolojik
çalışmalar yapılmış
hatta cevher toryum cevheri diye
adlandırılmıştır. Sadece toryum için ekonomik
olmayan cevherde bulunan fluorit, barit, ve nadir
toprak elementlerinin de değerlendirilmesi gündeme
getirilmiştir. Fiziksel zenginleştirme çalışmaları
bastnasite minerali içinde bulunan toryum ve nadir
toprak minerallerinin 5-15µm
arasında olması fluorit
ve baritin fiziksel zenginleştirmeye uygun olan tane
boyutlarından çok küçük
olmaktadır. Tuvenan
cevheri öğütüp direkt
liç işlemine sokmak ise
balangıçta tenörü düşük,
çok miktarda cevherle
çalışmaya dolayısıyla yüksek maliyete neden
olmaktadır. Son olarak
önerilen bir çalışmada 1mm
altına öğütülen
cevherin değişik sıcaklıklarda
kavrulması sonrası
H2SO4 ile liç işlemine tabi
tutularak nadir toprak elementleri ve toryumun
birbirinden ayrılması
çalımaları sürdürülmektedir.
KAYNAKLAR[1] Kayabalı, N., Kızılcaören Köyü , OKÇU KÖYÜ (Sivrihisar-Eskişehir)
Civarındaki Kompleks
Cevher ( Fluorit-Barit-Nadir Toprak
Elementleri) Yatağı ve Özellikleri, Doktora Semineri, 1986,
Konya.
[2] Nakoman E., Radyoaktif Hammaddeler Jeolojisi, Eğitim
Serisi No 20, Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü, 1979
[3] Gültekin, A.H., Örgün
Y., Kızılcaören , PKÇU KÖYÜ (Sivrihisar –
Eskişehir) Yöresi Tersiyer Alkali Volkanitlerle Nlikili Nadir
Toprak Elementli Fluorit-Barit Yatakları, Anadolu Üniversitesi
Bilim ve Teknoloji Dergisi. Cilt 1, Sayı 1, 85-94(2000)
[4]- Yüce A.E., Eskşiehir -Beylikahır OKÇU NTE'li Baritli Fluorit
Cevher Yatağının
Barit ve Fluorit Yönünden Değerlendirilmesi,
NTÜ Maden Fakültesi, Doktora
Tezi, 1988
[5] Çiftçi, M.S., Eskişehir-Sivrihisar-Beylikahır OKÇU KÖYÜ Fluorit Cevherı
Yatağının
Fluorit Yönünden Değerlendirilmesine Nlikin Ön
Teknolojik Çalışmalar.
MTA Dergisi Sayı 103-104 (1984-
1985), Sayfa 82-103
[6] Gündüz M., Eskişehir-Sivrihisar, OKÇU KÖYÜ Kompleks
cevherinden
Fluorit, Barit ve Bastnasit Kazanılması, Doktora Tezi, Hacettepe
Üniversitesi, Eylül-1992
[7] Önal, G., Eskşiehir – Beylikahır - OKÇU KÖYÜ – Cevher Yatağının Toryum
Olanaklarının Araştırlması,
NTÜ Maden Fakültesi, 1989, İstanbul.
[8] Çiftçi, M.S., Kumru, C., Eskişehir-Sivrihisar-Beylikahır-Okçu Köyü
Küçükhöyüklü tepe Nadır
Toprak Oksitli-Baritli Fluorit
Cevherinin Zenginleştirmesi, M.T.A Genel Müdürlüğü, Maden
Analizleri ve Teknoloji Daire Bakanlığı, Mayıs 1985, Ankara,
[9] Npekoılu, Bedri.,
Eskişehir -Beylikahır - Okçu Köyü Toryum Cevherinin
Değerlendirilmesi, NTÜ
Maden Fakültesi, Doktora Tezi, 1983
İstanbul.
[10] Kopuz, B., Klorlama Yöntemiyle Cevherlerde Toryum
Kazanma Veriminin Arttırılması,
NTÜ Nükleer Enerji Enstitüsü,
Doktora Tezi. 1992, İstanbul