Cilt/Volume : 23
122. Sayı
|
|
ARTVİN-CERATTEPE YÖRESİ ALTIN VE GÜMÜŞ İÇEREN CEVHERLERİN SİYANÜR
İLE ÇÖZÜNDÜRÜLMESİ
LEACHING OF SILVER AND GOLD CONTAINING ORES OF ARTVİN CERATTEPE REGION
Fatma ARSLAN, Devrim Y. ÖZDAMAR,
Hayrünnisa DİNÇER, Vecihi GÜRKAN
İTÜ Maden Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü
Cevher ve Kömür Hazırlama Anabilim Dalı 80626 Maslak, İstanbul
ÖZET
Bu çalışmada, Türkiye’de işletilebilir rezervler olarak gündeme gelen rezervlerden biri olan Artvin-Cerattepe yöresi altın ve gümüş içeren cevherlerden siyanür liçi ile altın ve gümüş kazanımı olanakları araştırmıştır. Deneylerde NaCN konsantrasyonu, katı/sıvı oranı, pH ayarlayıcı reaktif cinsi, kurşun nitrat ilavesi ve tane boyutunun altın ve gümüş çözüme verimleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Optimum çözündürme koşulları 1 g/l NaCN, 0.4 g/l Ca(OH)2, 300 g/t Pb(NO3)2, % 10 katı/sıvı oranı, -0.075 mm tane boyutu ve 24 saat çözündürme süresi olarak saptanmıştır. Bu koşullarda gümüşün yaklaşık olarak % 50’si ve altının tamamı çözeltiye alınabilmiştir.
ABSTRACT
In this study, the possibility of recovering silver and gold present in the ores obtained from Artvin-Cerattepe region (Türkiye), which is one of the reserves accepted as economically mineable is investigated. In the experiments, the effects of NaCN concentration, solid/liquid ratio, type of pH stabilizing reagent, addition of lead nitrate and particle size on the leaching recoveries of gold and silver are examined. Optimum leaching conditions are found as 1g/l NaCH, 0.4g/l Ca(OH)2, 300g/t Pb (NO3)2, 10 % solid/liquid ratio, -0.075 mm particle size and 24 hours of leaching time. Approximately 50 % of silver and all of gold were leached under these conditions.
GİRİŞ
Altın ve gümüş çok devirlerden beri insanlar tarafından tanınmakta ve işletilmektedir. Türkiye’de eski uygarlıklara ait kalıntılarda altından yapılmış mücevher ve eşyalara rastlanmaktadır. Eski devirlerde Türkiye’de altın üretiminin yapıldığı bilinmektedir.[1] Türkiye’de M.Ö. 2500 yıllarında altın üretimi yapılmasına rağmen bu günümüzde gerçekleşmemektedir. Türkiye dünyada sayılı altın tüketimi olan ülkeler arasında yer almakta olup yıllık altın tüketiminin 150 tondan fazla olduğu bilinmekte ve bunun % 98’i kuyumculukta, kalanın büyük bir kısmı da dişçilikte kullanılmaktadır [2]. Türkiye’de 1980 sonrası gerek yerli gerek yabancı şirketler tarafından yapılan aramalar sonucu önemli sayılabilecek altın ve gümüş cevherleşmeleri bulunmuştur. Çizelge 1’de bu kaynakların yerleri, altın ve gümüş içerikleri ile cevherleşme türleri verilmektedir [1,2,3]. Ülkemizde altın ve gümüş oluşumlarının yer aldığı cevherler dört ayrı grupta değerlendirilmektedir [1].
1. Altın gümüş içeren baz metal cevherleşmeleri (sülfürlü cevherleşmeler): İçerdiği sülfürlü mineraller yönünden halihazırda işletilmekte olan sülfür yatakları önemli ölçüde değerli metaller içermektedir. Cevherleşmedeki ana mineralleri pirit ve kalkopirit oluşturmaktadır. (Küre ve Ergani cevherleşmeleri gibi.)
2. Genç volkanizmaya bağlı (tersiyer) altınlı cevherleşmeler: Ülkemizde volkanik yüzey akıntıları ve beraberinde bulunan proklastik malzeme içinde yer alan altın yatakları mevcuttur. Bunlar gümüş de içermektedir. (İzmir - Karşıyaka, Arapdağ ve Çanakkale cevherleşmeleri gibi.)
3. Plaser oluşumlu cevherleşmeler: Eski dönemlerde bilinen ve üretimi yapılmış altın ve gümüş oluşumları genellikle plaser tipi yataklardır. (Manisa-Salihli-Sart, Hatay-Akıllıçay, Niğde-Ulukışla, Bolkardağ cevherleşmeleri gibi.)
4. Epitermal cevherleşmeler: Ülkemizde syenitik, granitik, granodiyoritik intrüzyonların içinde ve yakın çevresinde altın ve gümüş oluşumlarının olasılığı oldukça fazladır. (Bergama-Ovacık, Artvin-Cerattepe, Eskişehir-Kaymaz, Hatay Kisecikköy cevherleşmeleri gibi.)
Plaser veya serbest altın içeren cevherlerden altının kazanılmasında siyanür liçi-çinko ile sementasyon veya aktif karbon üzerine adsorpsiyon-dore metal ergitmesi ve rafinasyon kademelerinden oluşan klasik yöntem uygulanmaktadır. Ancak, refrakter tipteki cevherlerde Au ve Ag sülfür veya karbon içeren minerallerin yapısı içinde kapanımlar halinde olduğundan doğrudan siyanürleştirmeye uygun değildir. Bu nedenle bu tür cevherlerden Au ve Ag’ü kazanmak için bu metallerin siyanürasyon öncesi bir ön işlemle (oksidasyon) serbest hale getirilmesi gerekmektedir. [4.5]
Bu çalışmada Türkiye’de işletilebilir rezervler olarak gündeme gelen rezervlerden olan Artvin-Cerrattepe yöresi cevherlerinden siyanür liçi ile Au ve Ag kazanılma olanakları araştırılmıştır. Bu amaçla optimum çözündürme koşullarını bulmak için değişik çözündürme parametrelerinin Au ve Ag çözünme verimleri üzerindeki etkileri incelenmiştir.
SİYANÜR İLE ALTIN VE GÜMÜŞ ÇÖZÜNDÜRÜLMESİ [3, 5]
Cevherlerden altın ve gümüş kazanımında siyanür liçi 1890’dan beri dünyada geniş ölçüde uygulanmaktadır. Bunun nedeni, bu prosesin teknolojik açıdan kolay uygulanabilirliği ve ekonomik oluşudur. Siyanür liçinde boyutu küçültülmüş cevher pH=11 civarında ve oksijenli ortamda, NaCN’lü çözelti ile muamele edilerek Au ve Ag çözündürülmektedir. Au ve Ag’ün siyanür ile çözünme reaksiyonları aşağıdaki gibidir.
2Au + 4NaCN + 1/202 + H2O = 2NaAu(CN)2 + 2NaOH
2Ag + 4NaOH + 1/202 + H2O = 2NaAg(CN)2 + 2NaOH
Cevher karıştırmalı tank liçi veya yığın liçi yöntemiyle siyanürasyona tabi tutulmaktadır. Siyanür liçinde Au ve Ag çözünürlüğü, siyanür ve oksijen konsantrasyonu sıcaklık, pH, karıştırma hızı ve çözeltide bulunabilecek diğer iyonlara bağlı olarak gelişir. Siyanürasyon, hidroliz yoluyla reaktif kaybını ve HCN oluşumunu önlemek amacıyla alkali ortamda yapılmaktadır.
DENEYSEL ÇALIŞMALAR
NUMUNENİN KİMYASAL VE MİNERALOJİK ÖZELLİKLERİ
Deneylerde Cominco A.Ş. tarafından Artvin - Cerattepe maden sahasından alınan karot numuneler kullanılmış olup 8.94 g/t Au ve 317.05 g/t Ag içermektedir. Numuneler deneylerde kullanılmak üzere önce 1 mm altına ve daha sonra tamamı 0.075 mm altına öğütülmüştür ve numunenin yaklaşık % 85’i 0.075 mm altına geçmiştir.
Cevher numunesinden seçilen örneklerden yapılan kesitlerin mikroskobik incelemeleri sonucunda, cevher bileşiminde nabit altın, nabit gümüş, küprit, barit, limonit, hematit, götit, lepidokrosit ve kuvars minerallerinini bulunduğu gözlenmiştir. Nabit altın, genellikle demir oksitli mineraller içinde 1 mikron dolayında taneler halinde ve kuvars içerisinde 1 ile 5 mikron arasında değişen taneler halinde gözlenmektedir. Nabit gümüş, çoğunlukla kuvars içerisinde saçılmış halde izlenmekte olup, yer yer demir oksitli mineraller içerisinde ve barit-limonit dokanaklarında gözlenmiştir. Boyutları ile 10 mikron arasında değişmektedir. Cevher bileşiminin büyük çoğunluğunu demir 1 oksitli mineraller ile kuvars teşkil etmektedir. Barit genellikle demir oksitli minerallerin boşluklarında, matriks yapıcı olarak gözlenmektedir.
SİYANÜR İLE ÇÖZÜNDÜRME DENEYLERİ
Siyanür ile çözündürme deneyleri 1 litrelik beherlerde karıştırmalı olarak yapılmıştır. Karıştırma hızı 400 devir/dakika’da sabit tutulmuştur. Çözelti pH’sı tüm deneylerde 11 - 11.5 arasında olacak şekilde ayarlanmıştır. Toplam deney süresi 24 saat olup, deney sırasında ve sonunda çözeltiden alikotlar alınarak siyanür tayini gümüş nitrat titrasyonu ile yapılmış ve siyanür tüketimleri hesaplanmıştır. Altın analizleri deneyler sonunda katı artıktan küpelasyon yöntemiyle yapılmıştır. Deneylerde NaCN konsantrasyonu, katı/sıvı oranı, pH ayarlayıcı reaktif cinsinin, kurşun nitrat ilavesinin ve tane boyutunun altın ve gümüş çözünme verimleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır.
NaCN Konsantrasyonunun Etkisi
Siyanür liçinde en uygun çözündürme verimi ile en az reaktif miktarının kullanımı gereklidir. Bu nedenle optimum siyanür konsantrasyonunu saptamak amacıyla değişik siyanür konsantrasyonlarında (0.5, 1.0,2.0 ve 3.0 g/l) süreye bağlı olarak çözündürme deneyleri yapılmıştır. Deneyler %10 katı/sıvı oranında ve 0.4g/l Ca(OH)2 konsantrasyonunda yapılmıştır.Şekil 1’de değişik siyanür konsantrasyonlarından süreye bağlı olarak Ag çözünme verimi değişimi ve Şekil 2’de de 24 saatlik çözündürme sonunda değişik siyanür konsantrasyonlarında Au çözünme verimi ile siyanür tüketimi değişimleri verilmektedir. Şekil 1’den görüldüğü gibi, bütün siyanür konsantrasyonlarında süreye bağlı olarak Ag çözünme verimi artmakta ve siyanür konsantrasyonu artışına bağlı olarak Ag çözünme hızı artmasına rağmen 8 saatlik çözündürmeden sonra bütün siyanür konsantrasyonlarında aynı çözünme verimi gözlenmektedir. Şekil 2’den de görüldüğü gibi Au çözünme veriminde siyanür konsantrasyonuna bağlı olarak çok az bir artış görülmektedir. Siyanür tüketiminin de siyanür konsantrasyonu artışına bağlı olarak artması bir dezavantaj oluşturmaktadır.
Katı/Sıvı Oranının Etkisi
Optimum katı/sıvı oranını saptamak amacıyla yapılan deneylerin sabit koşulları 1.0 g/l NaCN, 0.4 g/l Ca(OH)2 ve pH 11-11.5 olup % 10, 20 ve 30 katı/sıvı oranlarında deneyler yapılmıştır. Şekil 3’te katı/sıvı oranının gümüş çözünme verimine etkisi görülmektedir. Şekilden de görüldüğü gibi katı/sıvı oranı artışına bağlı olarak gümüş çözünme veriminde azalma gözlenmiştir. En yüksek gümüş çözünme verimine %10 katı/sıvı oranında ulaşılmakta olup daha önce de saptandığı gibi 8 saatlık çözündürmeden sonra gümüş çözünme verimi yavaşlamaktadır. Şekil 4’ten de görüleceği gibi katı/sıvı artışına bağlı olarak Au çözünme veriminde çok az da olsa bir azalma gözlenmektedir. Ayrıca, katı/sıvı oranı artışına bağlı olarak siyanür tüketimi de azalmakta ve bu da avantaj teşkil etmektedir.
pH Ayarlayıcı Reaktif Cinsinin Etkisi
Siyanür liçi ile Au ve Ag metallerini kazanma amacı ile yapılan uygulamalarda; çözelti pH sının 9.5’in altına düşmemesi istenir. Çözelti pH sının düşmesi NaCN’lü çözelti içindeki CN iyon konsatrasyonunun azalmasına, bu da hem NaCN tüketiminin artmasına, hem de oldukça zehirli bir gaz olan HCN gazının açığa çıkmasına yol açar. Bu gibi olumsuz durumları önleyebilmek amacıyla kullanılan pH ayarlayıcı reaktif cinsinin Au ve Ag çözünme verimleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla pH 11 - 11.5 arasında olacak şekilde 0.4g/l NaOH ve 0.4g/l Ca(OH)2 kullanılarak yapılan deneyler 1g/l NaCN konsantrasyonunda ve % 10 katı/sıvı oranında gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları Şekil 5’te görülmektedir. NaOH kullanımı ile Ca(OH)2 kullanımını da %94.7 olan Au çözünme veriminin % 96.6 ya yükselmesine rağmen, Şekil 5’ten görüldüğü gibi NaOH kullanımında Ag çözünme veriminde azalmalara sebep olduğu da belirlenmiş olup Ca(OH)2 kullanımında 4.4 kg/t olan siyanür tüketimi NaOH kullanımı ile 1.96 kg/t’a düşmüştür. Ancak, deneylerin yapılışı sırasında NaOH kullanımı halinde katı/sıvı ayırımının zorlaştığı gözlenmiştir. Yüksek Ag çözünme verimi ve filtrasyon kolaylığı bakımınından Ca (OH)2’in pH ayarlayıcı olarak seçimi uygun görülmüştür.
Kurşun Nitrat İlavesinin Etkisi
Özellikle refrakter cevherlerden Au ve Ag’ün siyanür ile ekstraksiyonu sırasında, uygun konsantrasyonlarda eklendiği takdirde altın ve gümüş çözünürlüğünün artmasını sağlayan kurşun nitratın yüksek konsantrasyonlarda eklenirse liç işlemlerinde geciktirici etkiler yarattığı bilinmektedir. Yüksek verimli bir liç işlemi için gereken kurşun nitrat miktarı her cevherin mineral kompozisyonuna göre değiştiğinden, optimum miktarda Pb(NO3)2 ilavesi ile liç işlemlerinde, NaCN tüketimleri de düşürülebilmektedir. Pb(NO3)2 ilavesinin Ag kazanma verimine etkisi Şekil 6’da ve altın kazanma verimi ile NaCN tüketimine etkisi Şekil 7’de görülmektedir. Şekillerden de görüldüğü gibi Pb(NO3)2 miktarı arttıkça Ag ve Au çözünme verimlerinde artış gözlenmektedir. NaCN tüketimi ise Pb(NO3)2 konsantrasyonu artışına bağlı olarak azalmakta, belli bir değerde sabitlenmeye başlamaktadır. Sonuç olarak; cevherin siyanür ile liçinde Pb(NO3)2 miktarının 300g/t civarında olduğu söylenebilir.
Tane Boyutunun Etkisi
Tane boyutunun Au ve Ag çözünme verimlerine etkisini incelemek amacıyla 1g/l NaCN ve 0.4 g/l Ca(OH)2 konsantrasyonlarında, % 10 katı/sıvı oranında, -0.075 mm ve -0.038 mm boyutundaki numunelerle deneyler yapılmıştır.Tane boyutunun Ag çözünme verimine etkisi Şekil 8’de görülmektedir. Tane boyutunun küçülmesi Ag çözünme veriminde bir miktar azalmaya neden olmuştur. Tane boyutunun küçülmesi Au çözünme veriminde önemli bir değişikliğe neden olmamış (% 94.5) fakat NaCN tüketimini azaltmıştır. Tane boyutunun küçülmesi ile NaCN tüketimi 4.4 kg/t’dan 2.9 kg/t’a düşmüştür. Bu da önemli bir bulgudur.
SONUÇLAR
Artvin- Cerattepe yöresi Au-Ag içeren cevherlerden siyanür liçi ile Au ve Ag kazanımına yönelik olarak değişik çözündürme parametrelerinin Ag ve Au çözünme verimleri üzenideki etkileri incelenmiş ve optimum çözündürme koşulları -0.075 mm tane boyutu, % 10 katı/sıvı oranı, 1 g/l NaCN konsantrasyonu, 0.4 g/l Ca(OH)2 ilavesi, 300 g/t Pb(NO3)2 ilavesi ve 24 saat çözündürme süresi olarak bulunmuştur. Bu belirtilen optimum çözündürme koşullarında altının tamamı çözeltiye alınırken gümüşün yaklışık % 50’si çözeltiye alınabilmiştir. Gümüşün çözeltiye alınamamasının nedeninin cevherin mineralojik yapısından kaynaklandığı düşünülmektedir. Altın oksitli mineraller içerisinde olmasına rağmen gümüş silisli yapı içerisinde ince dağılımlar halindedir. Optimum çözündürme koşullarında gerçekleştirilen deneyler sonucunda NaCN tüketimi 3.9 kg/t olarak bulunmuştur.
TEŞEKKÜR
Genel Müdürü Maden Yük. Müh. Sabri Karahan başta olmak üzere, Cominco A.Ş.’ye bu çalışmamızda kullandığımız numuneleri sağladıkları ve kimyasal analizlerin yapılmasında gösterdikleri yardımlarından dolayı teşekkür ederiz.
KAYNAKLAR
1. Acarkan N., Gürkan V., Türkiye’deki Altın Zuhurları ve Değerlendirmeleri, İTÜ Maden Fakültesi 35. Yılı Sempozyumu, İstanbul, 1989, Sayfa 1-15.
2. Karahan S., Yüce E., Türkiye’de Altın ve Çevre, Metal Dünyası Nisan 1995, Sayı 24, Sayfa 15 - 16.
3. Arslan F., Yüce E., Türkiye’de Altın ve Çevre, Metal Dünyası, Nisan 1995, Sayı 24, Sayfa 27 - 32.
4. Arslan F., Arslan C., Açma E., Türkiye’deki Altın Cevherlerinin Değerlendirilme Olanaklarına Genel Bakış, Metalurji Dergisi, Kasım 1992, Sayı 79, Sayfa 43-52.
5. Arslan F., Arslan C., Açma E., Altın ve Gümüş Ekstraksiyonunda Siyanür Liçine Alternatif Prosesler, Metalurji Dergisi, Ağustos 1993, Sayı 85, Sayfa 57 - 65.
|
|
||||
|
Adres: |
Tel: |
(312) - 425 41 60 |
E-Posta: |
|
| Faks: |
(312) - 418 93 43 |
|||
|
|
||||
|
TÜRKİYE ÜNİVERSİTELERİ |
||||
|
ÜNİVERSİTELERİN METALURJİ, SERAMİK VE MALZEME BÖLÜMLERİ |
||||
Web Tasarım
|
||||