Browsing by All Authors "KUTLUATA, Onur Berk"

Now showing 1 - 2 of 2
  • No Thumbnail Available
    Item
    Efficient Purification and Production of Rare Earth Metals from Bastnasite Ore: Beneficiation, Leaching, Solvent Extraction, and Metallothermic Reduction Approaches
    (IMNR, 2024-10-30) KOÇ DELİCE, Tülay; TÜRKER, Gülşah; KUTLUATA, Onur Berk; ŞEŞEN, Halil; SOYDAŞ SÖZER, Belma; PITICESCU, Radu Robert; Bogdanescu, Cristian
    Rare earth elements (REE) are one of the indispensable raw materials of modern technologies and are used in many critical applications such as magnetic materials, catalysts and batteries. The economic and efficient recovery of REE from ores is of great importance to reduce global supply risks [1,2] This study investigates the production of high purity rare earth metals by physical pre-benefication, leaching, solvent extraction and metallothermic reduction steps applied in the process of recovery of rare earth elements from bastnasite ore containing rare earth elements. Bastnasite occurs naturally with fluorite, barite, calcite, quartz, hematite and some silicates. Various methods, mainly gravity separation, magnetic separation, flotation and electrical separation, can be used to extract these gangue minerals [3]. In the present study, bastnasite ore was subjected to crushing-grinding-sieving processes and pre-enrichment process was carried out. The direct leaching and roasting methods were applied to the screened ore and the pre-beneficatio ore sample with a particle size of -45 µm was then subjected to mineral acid leaching with and without roasting. The effects of roasting temperature, roasting type, acid type, acid concentration on the leaching efficiency of the pre-enriched ore concentrate were investigated. Solvent extraction parameters were investigated for the purification and selective recovery of REEs from the REE loaded solution obtained. In the following stage of the study, we focused on the production of high purity rare earth metals from rare earth oxides purified by solvent extraction by metallothermic method. The metallothermic process is based on a reduction reaction, usually using reactive metals such as Ca or Mg. In this study, neodymium metal (Nd) production by metallothermic reduction method using neodymium oxide (Nd₂O₃) obtained after solvent extraction process with 95%-97% Nd content is discussed. Mg was selected as the reactive metal. The reduction reaction was carried out in vacuum under high temperature conditions (800-1000°C). As a result of metallothermic reduction, high purity neodymium sponge was obtained.
  • Thumbnail Image
    Item
    NİKEL METAL HİDRİT PİLLERDEN NADİR TOPRAK ELEMENTLERİ VE KRİTİK ELEMENTLERİN KAZANIMI
    (Türkiye Enerji, Nükleer ve Maden Araştırma Kurumu, TENMAK, 2026-01-14) KOÇ DELİCE, Tülay; TÜRKER, Gülşah; KAYA, Yasemin; KUTLUATA, Onur Berk; ŞEŞEN, Halil; SEZEN, Büşra; ÖZSARI, Melike; ÖNAL, Mehmet Ali Recai; SOYDAŞ SÖZER, Belma
    Günümüzde artan enerji talebi, enerji depolama ihtiyacı ve sürdürülebilirlik hedefleri, kritik ham maddelerin güvenilir kaynaklardan temin edilmesini zorunlu kılmaktadır. Kritik elementleri içeren enerji depolama uygulamalarında yaygın olarak kullanılan pil türleri lityum iyon ve nikel metal hidrit (NiMH) pillerdir. NiMH piller, elektrikli araçlar ve taşınabilir elektronik cihazlarda kullanılmaktadır. NiMH pillerin üretiminde kullanılan nikel ve nadir toprak elementleri (NTE) gibi stratejik metallerin, geri dönüşüm süreçleriyle tekrar kazanılarak ikincil ham madde kaynağı olarak değerlendirilmesi mümkündür. Bu bağlamda, şehir madenciliği yaklaşımıyla atık NiMH pillerin geri dönüşümü, hem çevresel açıdan atık yönetimine katkı sağlamakta hem de stratejik ham maddelerin arz güvenliği açısından kritik bir değer taşımaktadır. Bu çalışmada, öncelikle NiMH pillerden elde edilen “siyah kütle (black mass)” fraksiyonunun fiziksel ve yapısal karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. XRF ve XRD analizleri ile Ni(OH)₂, AB₅ tipi intermetalik hidrojen depolama alaşımları ve grafitik karbonun başlıca fazlar olduğu belirlenmiş; lazer kırınımına dayalı tane boyutu ölçümleri ise D₉₀ = 12,23 μm ve D₅₀ = 8,87 μm değerleriyle, numunenin yüksek özgül yüzey alanına sahip ince partiküllerden oluştuğunu ortaya koymaktadır. Bu morfolojik özellik, hidrometalurjik proseslerde çözünme kinetiklerini doğrudan etkilemekte ve metal kazanım verimini belirleyici bir faktör olarak öne çıkmaktadır. İçeriği belirlenen NiMH pil atığına sistematik liç deneyleri uygulanmış; sıcaklık, asit molaritesi ve sürenin liç verimine etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak 0,5–2 M derişim aralığında ve 30–50 °C sıcaklıklarda Zn hariç Ni, Co, Mn, Ce, La ve Nd gibi diğer elementlerde %90’ın üzerinde çözünme verimi sağlanmıştır. Çalışmada ayrıca laboratuvar ölçeğinden pilot ölçeğe geçme amaçlı deneysel altyapı oluşturulmuş, bu kapsamda laboratuvar ölçeğinde elde edilen optimum parametreler yüksek hacimli liç işlemlerine uygulanmıştır. Bu sayede çalışmanın endüstriyel olarak uygulanabilirliği araştırılmıştır.