Kömür külünden nadir toprak elementlerinin (NTE) kazanılması faaliyetlerinde kullanılabilecek referans malzeme (RM) üretiminin araştırılması

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: BERNA YÜKSEL

Danışman: Fatma Çiğdem Güldür

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Nadir Toprak Elementleri (NTE'ler), savunma, enerji, elektronik ve otomotiv endüstrileri için kritik ve stratejik malzemelerdir. Kömürün yanmasıyla oluşan uçucu ve taban külünden NTE'lerin geri kazanılması, geleneksel NTE madenciliğine ek bir kaynak ve fırsat olarak görülmektedir. Ülkemizde elektrik üretiminde kullanılan birincil kaynaklardan olan kömürün yanması ile ortaya çıkan atık/artıkların NTE bakımından değerlendirilmesi kaçınılmazdır. Bu noktada kömür atık/artıklarında NTE miktarının ileri teknoloji analiz cihazları ve yöntemleri ile doğru biçimde belirlenebilmesi için bu matrikslerle tam uyumlu referans malzemelerin üretiminin araştırılması gerekmektedir. Bu çalışmayla kömür külü matriksinde NTE kazanımında kullanılabilecek referans malzeme üretiminin araştırılması ve üretim sistemi tasarlanması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, Manisa Soma ve Kütahya Tunçbilek olmak üzere 2 farklı bölgedeki, 3 farklı santralden uçucu ve taban külü olmak üzere toplam 4,5 ton numune temsili olarak örneklenmiştir. Temsili örneklenen kömür külü 5 farklı çözme yöntemiyle çözeltiye alınarak NTE içeriği ICP-MS cihazıyla test edilmiş, en uygun çözme yönteminin modifiye 4 asit çözme yöntemi olduğu belirlenmiştir. Tüm malzemeler kurutma, öğütme, karıştırma işlemleri yapılarak homojenize edilmiş ve belirlenen tüm numunelerin NTE analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar ile tek yönlü ANOVA testi yapılmış, tüm veri setleri için F˂F ölçütü ve P˃0,05 olduğundan her bir farklı malzemenin kendi içerisinde homojen olduğu gösterilmiştir. Çalışmanın devamında 6 farklı referans malzemenin dört farklı ulusal/uluslararası akredite laboratuvarda ICP-MS cihazı ile NTE analizleri yapılmıştır. Bu malzemeler için istatistiksel veri analizi yapılmış, belirsizlikleri ile birlikte değer atamaları yapılarak malzemeler karakterize edilmiştir. Toplam NTE konsantrasyonları Manisa-Soma Uçucu Külü ve Taban Külü için sırasıyla 212 ppm ve 113 ppm; Kütahya-Tunçbilek Polat Uçucu Külü ve Taban Külü için sırasıyla 230 ppm ve 211 ppm; Kütahya-Tunçbilek Çelikler Uçucu Külü ve Taban Külü için ise sırasıyla yaklaşık 274 ppm ve 247 ppm olarak belirlenmiştir.