Kazanilma olanaklari



Yüklə 148,87 Kb.
Pdf görüntüsü
tarix02.03.2018
ölçüsü148,87 Kb.
#28822


KÜRE PİRİTLİ BAKIR 

CEVHERLERİNDEN KOBALT, BAKIR, 

ALTIN VE GÜMÜŞÜN 

HİDROMETALURJİK SÜREÇLERLE 

KAZANILMA OLANAKLARI 

Mehmet CANBAZOĞLU(*) 

Mukadder UZUN(**) 

Ömer ÇELİK(***) 

Muhterem KÖSE(****) 

ÖZET 

Küre piritli bakır cevherleri örnekleri ferrik kloriir, küprik klorür, amonyak ve hidro-

klorik asit + magnezyum klorür çözeltileri ile Uç edilmişlerdir. Elde edilen sonuçlar ko­

balt, bakır, altın ve gümüşün bu işlemlerle kazanılamayacağını ortaya koymuştur. Ayrı­

ca, Küre cevherlerinden elde edilen pirit küllerinin klorlayıcı kavurma süreci ile değerlen­

dirilmesi umut verici olamazken sülfatlayıcı kavurma ve klorlayıcı buharlaştırma süreçle­

ri başarılı olmuş ve % 85-99 verimlerle metaller kazanılmıştır. Bu iki sureci alternatif ola­

rak içeren bir akım şeması önerilmiştir 

ABSTRACT 

Representative samples of Küre pyritic copper ores were leached with ferric chloride

cupric chloride, ammonical and hydrochloric acid + magnesium chloride solutions to 

extract cobalt, copper, gold and silver. Poor recoveries were obtained. Chloridizing ro­

asting of pyrite cinders obtained from the ores did not appear promissing, but sulpha tiz -

ing roasting and chloridizing volatilization were found successful, with metal recoveries 

of 85-99%. A process flowsheet incorporating the two alternatives is proposed. 

(*) Dr., Teknoloji Dairesi, M.T.A., Ankara 

(**) Kimya Yük. Müh., Teknoloji Dairesi, M.T.A., Ankara 

(***) Kimya Müh., Teknoloji Dairesi, M.T.A., Ankara 

(****) Maden Müh., Teknoloji Dairesi, M.T.A., Ankara 

59 



1. GİRİŞ 

Bildiri, Küre piritli bakır cevherlerinin içerdikleri Co, Cu, Au, Ag vs. gibi metalik de­

ğerlerin cevherlerden hidrometalurjik süreçlerle ve pirit küllerinden kavurma süreçleri ile 

bu metalik değerler kazanıldıktan sonra elde edilen demirce zengin ürünün demir ham­

maddesi olarak kullanılması için yapılan çalışmaları kapsamaktadır. 

2. KÜRE PİRİTLİ BAKIR YATAKLARI 

Aşıköy ve Bakibaba yataklarındaki cevher rezervi ile Cu, S, Co, Au, Ag tenörleri Tab­

lo 1 a'da metal içerikleri ve ekonomik değerleri Tablo 1 b'de verilmiştir. Ayrıca bu ya­

taklardan Outokumpu Oy firmasının geliştirdiği akım şemasına göre, % 80 verimle % 15 

Cu tenörlü kalkopirit konsantresi üretileceği öngörülmektedir, yataklardan elde edilecek 

pirit ve kalkopirit konsantreleri miktarları ve bunların ekonomik değerleri Tablo 1 c'de 

verilmiştir(1-5). 

Yatakların içerdikleri metal değerlerine bakıldığında kobaltın bakıra oranla üç kat 

daha fazla ekonomik değer oluşturduğu görülmektedir. Ayrıca yataklarda bakıra eşde­

ğer altın bulunmaktadır. 

Piritli bakır cevherlerinin değerlendirilmesinde uygulanan klasik işlemlere göre önce 

fiziksel yöntemlerle cevherlerden pirit-bakır mineralleri ayırımı yapılmakta ve sonra elde 

edilen bakır konsantrelerinden izabe işlemi ile bilister bakır, pirit konsantrelerinden ise 

oksitleyici kavurma işlemi ile S0

2

 sonra H


2

S0

4



 üretilmektedir. Bu işlemler sırasında; 

— Bakır konsantrelerinde bulunan altın ve gümüş izabede bilister bakırda kalmakta 

daha sonra rafinasyon işlemleri sırasında kazanılmaktadır. Ancak altın ve gümüşün kaza­

nılma oranı cevherlerden elde edilecek bakır konsantreleri oranına bağlı olup bu oran 

Küre için % 10 dolayındadır(5). Kobalt ise izabe sırasında konverter cüruflarına geçmek­

te ve değerlendirilememektedir. 

- Pirit konsantrelerinde kalan Co, Cu, Au ve Ag gibi metalik değerler ise yakma işle­

mi sonrası küllerde kaldıklarından ancak küllerin değerlendirilmesi sırasında kazanabil­

mektedir. 

3. CEVHERLERDEN VE PİRİT KÜLLERİNDEN Co, Cu, Au ve Ag KAZANILMASI 

Sülfürlü cevherlerden söz konusu metallerin kazanılması amacıyla son yıllarda hidro­

metalurjik süreçler pirometalurjik süreçlere seçenek olarak geliştirilmişlerdir. Üretilen 

toplu konsantreler liç edilmektedir. Pirit ve gang minerallerine oranla cevherde bulunan 

diğer sülfür mineralleri yükseltgeyici etkenlerle sülfatlı ortamda Fe

+3

 veya basınç altında 



0

2

 ile(6,7), klorlu ortamda Fe



+3

 veya Cu


+2

 ile(8-13), nitrik asitli ortamda 0

2

 ile(14) ve 



amonyaktı ortamda basınç altında 0

2

 ile(15-17) çözündürülmededir. Başka bir süreçle 



de, klorik asitli ortamda pirit ve kaikopiritin çözünme güçlüğünden yararlanarak,HCI + 

MgCI


2

 çözeltisi ile seçmeli olarak Pb, Zn, Cd ve Co sülfürler çözündürülerek artıkta pirit 

ve kalkopirit içeren bir konsantre elde edilmektedir(18-20). 

60 



Tablo  l a - Küre Piritli Bakır Yatakları: Rezerv ve Tenor Durumları(l) 

Yatak 


Aşıköy 

Bakibaba 

Cevher Rezerv 

(ton) 


11 792 550 

1 505 488 

Cu S 

(%) (%) 

1.69 39.40 

3.42 43.49 

T e n o r 

Co 

(%) 

0,3 


Au 

(g/t) 


2,48 

Ag 


(g/t) 

10,0 


Tablo  l b - Küre Piritli Bakır Yatakları: Metal İçerikli ve Parasal Durumu(2) 

Metaller 

Kobalt 

Altın 


Bakır 

Gümüş 


İçerik (ton) 

39 893 


32.9 

251 781 


133 

Toplam 


Parasal Değer($) 

1 099 331 400 

357 522 330 

307 172 820 

29 260 000 

1 803 286 550 

Tablo  l c - Küre Piritli Bakır Yatakları: Konsantratör Çıkışı Ürünlerinin Parasal Durumu 

(2-5) 


Üretilecek Konsantre (ton) 

Pirit 11968 234.2 

Kalkopirit 1329 803.8 

Satış Fiyatı 

$ / ton konsantre 

16.74 


85.30* 

Toplam 


Parasal Değer ($) 

200 348 240 

113 432 260 

313 780 500 

* % 15 Cu içeren konsantre için hesaplanmıştır. 

Pilot ölçekte denenmiş veya endüstriyel uygulamaya geçmiş süreçler şunlardır(21): 

Bu of Mines ve Cominco (ferrik klorür), Sherrit-Gordon ve Pennoroya (küprik klorür), 

Cymet (ferrik klorür + elektroliz), Duval (ferrik klorür + küprik klorür) ve Arbiter 

(amonyaklı ortamda oksijen). 

Pirit konsantreleri yakıldıklarında metal sülfürler aşağıdaki tepkimeye göre yükseltge-

nirler: 

61 



MeS + 3/2  0

2

 -»• MeO + S0



2

 (Me = Fe, Cu, Zn, Pb vs.) 

Okside dönüştürülen bu metallerin kazanılmasında uygulanan süreçler şunlardır(22,23): 

3.1. Sülfat Asidi ile Liç 

Küller düşük asit (% 1 H

2

S0



4

) içeren çözeltilerle liç edilmektedir. Suda çözünen ba-

ır sülfat ile asitte çözünen bakır oksitler bu işlemde çözündürülürken diğer bakır bile-

ikleri liç artığında kalmaktadır. Bu süreç, Amagasaki'de Dowa Seiko tarafından bakır 

e demir kazanımı amacıyla 1953'den 1969'a kadar pirit küllerine uygulanmıştır(24,25). 

Bu sürecin doğurduğu sakıncalar aşağıda verilmiştir: 

— Oluşan liç çözeltilerinin çözülmeyen kısımlardan ayrılması problem olmaktadır, 

- Bakır % 30-70 dolayında verimlerle kazanılırken diğer metaller arzulanan verimler­

le alınamamaktadır, 

- Liç çözeltilerinden bakır semantasyonla semente bakır olarak elde edilmektedir. 

3.2. Sülfatlayıcı Kavurma ve Liç 

Bu süreçte küllere önce belirli oranlarda derişik sülfirik asit karıştırılmakta ve elde 

edilen bulamaç kurutulduktan sonra 600-700°C'de kavrulmaktadır. Daha sonra kavrulan 

bu ürün seyreltik asitte liç edilmektedir(26-29). Burada amaç demir oksitleri sülfatlama-

dan demirdışı metal oksitleri seyreltik asitte çözünen sülfatlara dönüştürmektedir. 

Bu sürecin sakıncaları aşağıda verilmiştir: 

— Süzme güçlüklerini azaltmak için asit karıştırılan küllerin peletlenerek kavurma iş­

leminin yapılması gerekmektedir. 

— Bakır, çinko ve kobalt yüksek verimlerle kazanılsa da, fazla arsenik içeren küller­

den arseniğin zor çözünmesi nedeniyle liç artığının demir girdisi olarak yüksek fırına 

beslenebilmesi mümkün olamamaktadır. 

- Liç çözeltilerinden bakır semantasyonla kobalt ve çinko ise pH yükseltilerek elde 

edilir. 

3.3. Klorlayıcı Kavurma ve Liç 

Bu süreç sülfatlayıcı kavurma sürecine benzer olup küllere asit yerine pirit ve NaCI ka­

rıştırılmaktadır. Kavurma oksitleyici ortamda 500-600 C'de yapılmakta ve kavrulan 

ürün seyreltik asitte liç edilerek demirdışı metaller çözündürülmektedir(30). 1965 yılın­

da 3,7 milyon ton kül bu süreçle başta Batı Almanya'da Duisburger Kupferhütte olmak 

üzere İspanya'da Montecatini dahil 10 tesiste değerlendirilmiş olup işletilecek bakır te­

noru için en az % 0.7 limiti önerilmektedir(36). 

Klorlayıcı kavurma ve liç sürecinin sakıncaları aşağıdadır: 

— Bakır, çinko yüksek verimlerle çözündürülürken kobalt verimi düşük olmaktadır, 

- Liç çözeltilerinin kolay suzülebilmesini sağlamak için, sülfatlayıcı kavurmada ol­

duğu gibi, pirit ve NaCI karıştırılan küllerin peletlenerek kavrulması gerekmektedir, 



62 


- Çökeltiye alınan metalik değerlerin kazanılması sürecin en önemli aşaması olup 

bunlar bakırın sementasyorîa çöktürülmesi,  N a

2

S 0

4

 ayrılması, pH yükseltilerek demir, 

kobalt ve çinkonun çöktürülmesi ve çinko tozu ile kadmiyum, talyum ve indiyum'un se-

mentasyonla alınması. 

Sülfatlayıcı ve klorlayıcı kavurma süreçlerinde soy metallerin eldesi için ayrıca bir 

siyanürleme işlemine gereksinim bulunmaktadır. 

3.4. Klorlayıcı Buharlaştırma 

Bu süreçte küller ya 1 250 C'ye varan sıcaklıklarda belirli oranlarda kalsiyum klorür 

karıştırılarak peletlenmekte ya da yalnız peletlendîkten sonra yine yüksek sıcaklıklarda 

klor gazı veya gaz hidroklorik asitle şaft, döner veya akışkan yataklı fırınlarda buharlaş­

tırmaya tabi tutulmaktadır. Kalsiyum klorür(24-26, 30-34) Kowa Seiko sürecinde, klor 

gazı(30,35-37) Lurgi Duisburger Kupferhütte (LDK) sürecinde kullanılmakta olup klor­

layıcı buharlaştırmada amaç demir dışı metalleri, Au ve Ag dahil, metal klorürler şeklin­

de buharlaştırıp elde edilen Cu, Pb, Zn, Co, Au, Ag vs. gibi klorürler ile  S 0

2

, Cl

2

 ve HCl 

içeren gazları gaz yıkama kulelerinde yıkayarak çözeltiye almak ve kazanmaktır. Ayrıca 

bu uygulama ile yüksek fırına beslenebilecek özelliklere sahip demir girdisi de üretilebil­

mektedir. 

Diğer taraftan buharlaştırıcı kavurma süreçlerinde ortamdaki oksijen ve metal klorür-

lerin hidrolizine sebep olan subuharı önemli değişkenler olup bakır ve kobaltın ekstrak-

siyonunu ters yönde etkilemektedir(24,32). 

Çözeltiye alınan metalik değerler Amagasaki de şöyle kazanılmaktadır(24): 

- Kireçle pH yükseltilerek önce CaS0

4

 alınır, 

- Bakır sementasyonla çöktürülerek alınır. Au, Ag ve As semente bakıra geçer, 

- Ortamda bulunan demir iyonları  H N 0

3

 ile yükseltgendikten sonra pH yükseltile­

rek hidroksit şeklinde çöktürülerek uzaklaştırılır, 

- pH yükseltilerek önce kurşun PbCI

2

 ve PbS0

4

 şeklinde sonra CI

2

 ile Mn ve Co 

çöktürülerek alınırlar. Daha sonra yine pH yükseltilerek çinko alınır ve geriye küllere ka-

rıştırılabilecek CaCI

2

'IU çözelti kalır. 

Bu süreç klorlu ortamda çalışmak sakıncasını içermesine karşın demir dışı metallerin 

kazanılmasında etkili olmaktadır: Bakır % 99, çinko % 94, kurşun % 86, altın % 94, gü­

müş % 89, kobalt % 30-50 ve arsenik % 60-70 verimlerle kazanılabilmektedir(25,35). 

4. KÜRE CÜRUF, CEVHER VE KÜLLERİ ÜZERİNDE YAPILAN ÇALIŞMALAR 

Küre de mevcut izabe cürufları, tarihsel cüruflar, MTA'da yapılan bir çalışmada bakır 

ve kobalt içeriklerinin değerlendirilmesi için incelenmiştir: Cüruflardan siyanürleme ile 

bakırın % 75 verimle kazanılabileceği ve yine piritle karıştırılan cüruflardan kavurma + 

sülfat asiti ile liç uygulaması sonunda bakırın % 60, kobaltın % 75 verimlerle kazanılabi­

leceği ortaya konmuştur(38). 

63 


MTA'da yapılan bir diğer çalışmada Küre yataklarındaki kobaltîn pirit ve kalkopiritte 

izomorf olarak bulunması nedeniyle fiziksel yöntemlerle konsantre edilemeyeceği orta­

ya konmuştur(3). 

Kowa Seiko Türkiye pirit külleri raporunda Küre yatakları küllerinin sülfatlayıcı ka­

vurma ile değerlendirilmesini önermiştir(26). 

Burada ithal ve Murgul pirit külleri üzerinde TÜBİTAK MAE tarafından Etibank'a ya­

pılan kalsine pirit artıklarının değerlendirilmesi çalışmalarına işaret etmekte yarar var­

dır: Denenen sülfat asit liçi, klorlayıcı kavurma ve klorlayıcı buharlaştırma süreçlerinden 

klorlayıcı buharlaştırma sürecinin daha avantajlı olacağı sonucuna varılmış ve bir ön fizi­

bilite raporu hazırlanmıştır(23). 



5. DENEYLERDE KULLANILAN ÖRNEKLERİN TANIMI 

Deneyler Küre'de kurulmakta olan konsantratör tesisi için öngörülen ortalama % 1,6 

Cu içeren temsili örnekler ile KBİ Samsun Küre konsantratöründen sağlanan stok pirit 

konsantresinin oksitleyici koşullarda 700 C'de kavrulmasıyla elde edilmiş küller üzerin­

de yapılmış olup bu örneklerin kimyasal bileşimleri Tablo 2'de verilmiştir. Temsili cev­

her örnekleri (%90 -325 meş) üzerinde doğrudan hidrometalurjik süreçler ve küller 

(% 48 -325 meş) üzerinde ise sülfatlayıcı kavurma, klorlayıcı kavurma ve klorlayıcı bu­

harlaştırma süreçleri incelenmiştir. 



Tablo 2- Deneylerde Kullanılan Örneklerin Kimyasal Bileşimi 

Kimyasal Bileşim 

Fe 


Cu 

Zn 


Pb 

Co 


Ca 

As 


Ag(*) 


Au(*) 

sio


Orjinal Küre 

Cevheri 

38.55 


1.60 

0.13 


0.005 

0.26 


0.15 

41.81 



3.4 

1.2 


~ 1 0 

Samsun Konsan 

Konsantresi 

37.22 


1.57 

0.19 


0.007 

0.17 


0.20 

37.93 



5.40 

0.80 


~ 7 

tratörü stok pirit 

Külü 

50.50 


1.99 

0.25 


0.009 

0.23 


0.27 

3.40 



7.30 

1.08 


~ 1 0 

(*) : g/t 

G : Optik Spektrografik Analizde Görülmedi 

64 



6. BULGULAR VE İRDELENMESİ 

6.1. Hidrometalurjik Süreçlerle Cevherlerden Cu, Co, Au ve Ag Kazanılması 

Küre piritli bakır cevherlerinden pirit-bakır mineralleri ayırımı yapılmaksızın oksitle­

yici liç (FeCI

3

, CuCI

2

 ve 0

2

 ile piriti çözmeden) koşullarında Cu, Co, Au ve Ag ve yi­

ne seçmeli liç (HCl + MgCI

2

 ile piriti ve bakır minerallerini çözmeden) koşullarında 

Co, Au ve Ag kazanılabilme olanakları araştırılmıştır. Optimum koşullarda elde edilen 

bulgular Tablo 3'de verilmiştir. Deney sonuçları aşağıdaki koşullara özgüdür: HCl + 

MgCI

2

 ile seçmeli liç (90°C, 2 saat, katı/sıvı  = 1 / 5 , HCl  = 2 2 0 g/l, MgCI

2

  . 6 H

2

O = 5 0 9 

g/l), FeCI

3

 ile liç (100°C, 6 saat, katı/sıvı = 1/5, Fe

+3

 = 100 g/l, HCl  = 3 3 g/l, NaCI = 

175 g/l), CuCI

2

 ile liç (100°C, 3 +3 saat, katı/sıvı  = 1 / 5 , Cu

+2

 = 100 g/l, HCl  = 3 3 g/l, 

NaCI = 292 g/l) ve amonyak liçi (90°C, 1 saat, katı/sıvı = 1/5, NH

4

OH = 100 g/l, 

(NH

4

)

2

)  C 0

3

  = 3 0 0 g/l, 900 rpm). 

Tablo 3- Küre Piritli Bakır Yataklarının Doğrudan Hidrometalurjik Süreçlerle Değer­

lendirilmesi 

Uygulanan Süreç 

HCl +MgCI

2

 Liçi 



FeCI

3

 Liçi 



CuCI

2

 Liçi 



NH

4

OH  + ( N H )



2

C 0


3

 Liçi 


Liç 

Ağırlık 


Kaybı % 

9.33 


14.78 

12.57 


4.72 

Fe 


12.74 

12.92 


18.80 

3.28 


Cu 

55.23 


69.41 

98.36 


32.70 

Çözün 


Co 

5.84 


11.50 

9.20 


12.04 

enler ( 


1.91 


5.11 

3.61 




%) 

Au 


32.01 

28.45 


56.28 

Ag 



38.66 

54.55 


38.28 

Y : Analiz edilmedi 



Bulgular, metalik değerleri yüksek verimlerle kazanmanın incelenen süreçlerde müm­

kün olamayacağını ortaya koymaktadır. Kobaltın en fazla % 10'u, altın ve gümüşün ise 

% 30-50'si çözündürülmektedir. Bakırın çözünürlüğü ise farklıdır: Cevherlerde kalkopi-

ritle beraber bu mineralin bozunma ürünü kalkozin ve kovelin bulunduğundan sözkonu-

su süreçlerde bu minerallerin tavrı farklı olmaktadır. Bu nedenle de bakır verimi % 32-98 

arasında süreçlere bağlı olarak değişmektedir. Ancak kobalt cevherde izomorf karışım 

şeklinde bulunduğundan sadece pirit ve kalkopiritin çözündürülebildiği oranda çözündü-

rülebilmektedir. 

6.2. Kavurma Süreçleri ile Küllerden Co, Cu, Au ve Ag Kazanılması 

Küller üzerinde gerçekleştirilen sülfatlayıcı kavurma, klorlayıcı kavurma ve klorlayıcı 

buharlaştırma süreçleri ile ilgili bulgular aşağıda verilmiştir. 

6.2.1 .Sülfatlayıcı kavurma 

Bu süreçten önce küllere değişik oranlarda asit karıştırılarak elde edilen bulamaç ku­

rutulmuş ve sırasıyla aşağıdaki işlemler yapılmıştır. Kavurma, asitte liç, çözeltiden Cu 

ve Co ve liç artığından Au ve Ag kazanımı çalışmaları. Uygulanan akım şeması Şekil V 

de verilmiştir. 

65 


Şekil 1— Küre yatakları pirit konsantre küllerinin değerlendirilmesi: Sul-

fatlayıcı kavurma sureci akım şeması 

Değişik oranlarda asit karıştırılarak hazırlanan küller kavurma işlemine tabi tutulma­

dan ve tutulduktan sonra seyreltik asitte liç edilmiştir. Elde edilen bulgular Tablo 4'de 

verilmiştir. 

66 




Tablo 4— Küre Yatakları Pirit Konsantresi Küllerinin Değerlendirilmesi 

SUlfatlandırıcı Kavurma = Kavurma Sıcaklığının Etkisi 

Kavurma 

Sıcaklığı 



<°C) 

-

6 0 0 


6 2 5 

6 5 0 


6 7 5 

7 0 0 


Kullanılan  H

2

S 0



4

 (kg/ton kul) 

18 107 

Ağırlı 


kavurma 

-

1.20 


1.20 

1.10 


1.62 

1.44 


< kaybı (%) 

toplam 


9.20 

9.74 


9.72 

9.78 


8.34 

8.66 


Çozunt 

Cu 


64.53 

87.77 


87.77 

88.25 


77.56 

82.87 


n (%) 

Co 


84.86 

81.19 


81.19 

81.58 


74.41 

78.30 


Ağırlık 

kavurma 


-

2.90 


3.20 

3.72 


6.42 

6.04 


kaybı (%) 

toplam 


23.40 

22.00 


22.00 

21.38 


19.42 

20.00 


Çozun 

Cu 


89.87 

93.27 


94.17 

94.17 


94.90 

94.48 


2n (%) 

Co 


86.07 

84.40 


85.10 

84.63 


85.34 

85.45 


Tablo 4'de verilen bulgulardan; 

— Kavurma yapılmadan I iç işlemi uygulamasında küllere karıştırılan asit miktarı art­

tırıldığında küllerin çözünen ağırlığı % 9.20'den % 23.40'a ve yine küllerden çözünen ba­

kır oranı % 64.53'den % 89.87'ye ulaşmaktadır. Fakat kobalt bu değişkenden çok az et­

kilenerek % 84-86 dolayında çözünmektedir. Bu işlemler sırasında küllere karıştırılan 

a>it miktarının arttırılmasının bakırın daha fazla çözünmesine neden olmakla birlikte 

yüksek oranlarda demirin de çözündürülmesine sebep olmaktadır. 

- Kavurma yapıldıktan sonra liç işlemi uygulamasında küllere karıştırılan asit mikta­

rı arttırıldığında küllerden çözünen ağırlık artmaktadır. Çözündürülen bakır % 85-95'e 

kobalt ise % 80-85'e ulaşmaktadır. 600-700 C aralığında kavurma sıcaklığının çözünme­

ye etkisi değişmemektedir. 

Pirit küllerinin sülfatlayıcı kavurma ve sülfirik asitte liçi sonucu elde edilen, pH'sı 0.5-

1.5 arasında olan bir çözeltilen bakır, demir ve kobaltın ayrılması ve bakır ile kobaltın 

kazanılmasında solvent ekstraksiyon-elektrokazanma yöntemi uygulanabilir. Bu amaçla, 

çözeltiden önce bakır pH 1.5-2.5'da çelat türü bir organik, örneğin LIX 64N kullanıla­

rak ekstrakt edilir. Bakır yüklü organik uygun konsantrasyon ve oranda sülfirik asitle 

kontakt ettirilerek elektrokazanmaya uygun yaklaşık 40 g/1 bakır ve 150 g/1 sülfirik 

asit içeren bir elektrolit elde edilir, buradan elektrokazanma sonucu metalik saf bakır 

üretilir. Bakırı LIX 64N'le uzaklaştırılmış olan liç çözeltisinden önce demir pH 4 civa­

rında hidroksit şeklinde çöktürülerek ayrılır. Çökeltide kalan kobalt pH 5-6.5 arasında, 

önceden amonyum hidroksitle dengelenmiş D2EHPA, di-2-etilhekzil fosforik asitle 

ekstrakt edilebilir. Kobalt yüklü D2EHPA'dan kobalt uygun oranlarda % 10'luk sülfirik 

asitle sıyrılarak yaklaşık 40 g/1 kobalt içeren elektrokazanmaya uygun bir çözelti elde 

edilir. Buradan da kobalt metalik olarak kazanılabilir(39). 

67 



Küllerden sülfatlayıcı kavurma ve sülfat asitte Uç sonucu eld» edilen 8.8 g/l bakır, 

1,2 g/l kobalt, 8.40 g/l demir içeren ve pH'sı 1.2 olan bir çözeltiden bakır ve kobaltın 

solvent ekstraksiyon-elektrokazanma işlemi ile ayrılıp eldeki araştırılmıştır. Uygulanan 

akım şeması ve ulaşılan sonuçlar Şekil 2'de verilmiştir. Bakır % 98.6'lık kobalt ise %  8 1 ' 

lik verimlerle organik faza alınmakta buradan da elektrokazanmaya uygun çözeltiler el­

de edilmektedir. Ancak kapalı sistem çalışıldığında, bir devrede tamamı alınamayan, ba­

kır ve kobalt daha yüksek verimlerle kazanılabilecektir. 

Şekil 2— Küre yatakları pirit konsantresi küllerinin değerlendirilmesi: Sül­

fatlayım kavurma. Solvent ekstraksiyon - Elektrokazanma akım 

şeması 


Pirit küllerinin sülfatlayıcı kavurma ve sülfat asitle liçi sonucu soy metaller, aynen sul-

fürlü cevherlerin sülfatlayıcı kavurma süreçleriyle değerlendirildikleri koşullarda olduğu 

gibi, liç artıklarında kalmakta ve siyanürle liç edilerek kazamlabilmektedir(28). 

Sülfatlayıcı kavurma sürecinde optimum olmayan bir koşulda elde edilmiş % 031 ba­

kır, % 0.065 kobalt, % 0.63 kükürt, 1.2 g/t altın ve 1.4 g/t gümüş içeren liç artığına siya-

nürleme şişe testi (8 kg NaCN/ton girdi, Katı/sıvı =1/4,pH =11.5, süre  = 4 8 saat) uy­

gulanmıştır. Bu işlemle altın ve gümüş siyanürleme artığında kimyasal analiz dedeksiyon 

limitleri altına indirilerek yüksek verimlerle siyanür çözeltisine alınmıştır. Ancak bu iş­

lemler sırasında bakır çözündürülmezken kükürt % 49 oranında çözündürülmektedir. 

68 



Sonuç olarak sülfatlayıcı kavurma ve sülfat asitle liç süreci ile pirit küllerinin içerdik­

leri Co, Cu, Au ve Ag kazanılması ve demir tenörü yüksek artıkların da peletlenip pişiril­

dikten sonra yüksek fırında değerlertdirilebilmesi olanağı ortava çıkmaktadır. 

6.2.2.Klorlayıcı kavurma 

Bu süreçte ise küllere, sülfatlayıcı kavurma sülfatlayıcı kavurma sürecinde olduğu gibi 

asit yerine, belirli oranlarda kalsiyum klorür çözeltisi karıştırılmıştır. Elde edilen bula­

maç kurutularak önce kavurma sonra liç işlemine tabi tutulmuştur. CaCI

2

 karıştırılan 



küllerin kavurma yapılmadan ve yapıldıktan sonra liç edildiklerinde elde edilen bulgular 

Tablo 5'de verilmiştir. 

Tablo 5— Küre Yatakları Pirit Konsantresi Küllerinin Değerlendirilmesi 

Klorlayıcı Kavurma = Kavurma Sıcaklığının Etkisi 

Kavurma Cevher  = 5 0 9 Liç Sıcaklık = 5o°C 

Sure — 45 dak Sure

  =

6 o dak. 



HCl = 100 g/ton kul 

Katı/Sıvı = 1/5 

Kavurma 

Sıcaklığı 



(°C) 

-

5 5 0 


6 0 0 

6 5 0 


Kavurma 

Sıcaklığı 



(°C) 

-

5 5 0 


6 0 0 

6 5 0 


14 

Ağırlık 


kavurma 

-

0.74 


0.88 

1.60 


kaybı (%) 

toplam 


7 60 

8.50 


9.00 

8.10 


70 

Ağırlık 


kavurma 

-

1.60 


2.14 

3.60 


kaybı (%) 

toplam 


14.32 

8.10 


12.50 

10.10 


Kullanılan C0CI2 

Çoz 


Cu 

57.35 


84.51 

80.40 


84.91 

jnen (%) 

Co 

47.77 


52.26 

52.52 


52.05 

Kullanılan CaCI ( 

Çoz 

Cu 


58.11 

84 91 


81.14 

95.03 


unen (%) 

Co 


46.96 

2.05 


20.83 

27.22 


(kg/ton kul) 

42 


Ağırlık 

kavurma 


-

2.00 


1 50 

2 40 


kaybı (%) 

toplam 


10.60 

10 04 


9.00 

8 90 


kg/ton kul) 

140 


Ağırlm 

kavurma 


-

— 

3.21 


— 

kaybı (%) 

toplam 

18 62 


— 

18.69 


— 

Çozu 


Cu 

56.28 


90 62 

79.61 


92.88 

Çozu 


Cu 

59.31 


— 

82.61 


— 

nen (%) 


Co 

49.46 


21.27 

28.78 


20.78 

nen (%) 


Co* 

48.60 


— 

6.39 


— 

Tablo 5'deki bulgulardan; 

— Kavurma yapılmadan liç işlemi uygulamasında küllere karıştırılan CaCI

2

 miktarı 



arttırıldığında küllerden çözünme, ağırlıkça % 7.60'dan % 18.62'ye kadar artarken çözü­

nen bakır oranı % 59 kobalt ise % 48 dolayında olmaktadır. 

— Kavurma sonrası liç uygulamasında ise artan CaCI

2

 oranlarında yine küllerden çö­



zünme kavurma sıcaklığından etkilenmeden, ağırlıkça %8.50'den % 18'e kadar artmak­

ta ve çözünen bakır oranı % 80 dolayında olmaktadır. Ancak kobaltın çözünürlüğü % 52' 

den % 6'ya kadar düşmektedir. 

69 



Klorlayıcı kavurma deney sonuçları, Küre yatakları pirit konsantreleri küllerinin de­

ğerlendirilmesinde bu sürecin kobalt kazanımı için uygun olamayacağını ortaya koy­

maktadır. 

6.2.3.Klorlayıcı buharlaştırma 

Bu sürecin klorlayıcı kavurmadan farkı, CaCI

2

 karıştırılmış küllerden 500-600°C'de 



kavurma ile asitte çözünen metal klorürler oluşturmak yerine, yüksek sıcaklıklarda metal 

klorürleri buharlaştırarak kazanmak ve safsızlık içermeyen yüksek fırında işlenebilir de­

mir girdisi elde etmektir. Basitleştirilmiş klorlayıcı buharlaştırma akım şeması Şekil 3' 

de verilmiştir. 

Şekil 3— Küre yatakları pirit konsantresi ve küllerinin değerlendirilmesi 

klorlayıcı buharlaştırma akım şeması 

Klorlayıcı buharlaştırma deneyleri için küllere belirli oranlarda CaCI

2

 çözeltisi karış­



tırılmış ve elde edilen bulamaç daha sonra elle 1 inç boyutuna peletlenmiştir. Kurutulan 

peletler sonra 1 100-1 200°C arasında sabit tüp fırında oksitleyici olmayan koşullarda 

klorlayıcı buharlaştırma işlemine tabi tutulmuştur. Buharlaştırma işlemi sırasında olu­

şan metal klorür buharlarını yıkayarak çözeltiye almak ve değerlendirmek yerine labora-

tuvar ölçekte CaCI

2

 karıştırılmış peletlerden metal klorürlerin hangi oranlarda buharlaş-



tırıldığı araştırılmıştır. Bu nedenle de deneyler sırasında metal klorür buharları soğuk bir 

zonda soğutularak yoğunlaştırılmıştır. Buharlaştırman metallerin oranı, peletlerin buhar­

laştırma öncesi ve sonrası kimyasal analizlerinden hesaplanmıştır. Elde edilen bulgular 

Tablo 6'da verilmiştir. 

70 



Tablo 6— Küre Yatakları Pirit Konsantresi Küllerinin Değerlendirilmesi: 

Klorlayıcı Buharlaştırma - Kavurma Sıcaklığının Etkisi 

Cevher — 75 g pelet 

Süre — 4 saat 

Buharlaştırıcı 

Kavurma 

Sıcaklığı 

(°C) 


1100 

1150 

1200 

Buharlaştı 

Kavurma 

Sıcaklığı 

(°C) 


1100 

1150 

1200 

Buharlaştırma 

Ağırlık kaybı 

(%) 

6.81 

— 

8.77 

rıcı| 

Buharlaştırma 

Ağırlık kaybı 

(%) 

13.78 

14.61 

13.85 

Kullanılan CaCI

2

 (kg/ton kul) 

14 

Buharl 

Cu 

98.56 

— 

92.51 

aşan (%) 

Co 

59.48 

— 

4.80 

Kullanılan CaC 

105 

Buhar 

Cu 

99.26 

98.53 

98.52 

aşan (%) 

Co 

87.06 

82.92 

82.77 

/o 


Buharlaştırma Buharlaşan (%) 

Ağırlık kaybı 

(%) Cu Co 

-

11.78 

11.23 

2 (kg/ton kül) 

Buharlaştırma 

Ağırlık kaybı 

(%) 

16.22 

17.60 

16.62 

-

99.51 

98.03 

1 4 0 

Buharlaş 

CU 

99.02 

98.56 

98.54 

-

57.99 

36.59 

an (%) 

Co 

83.36 

86.99 

86.83 

Klorlayıcı buharlaştırma deney sonuçlarından: 

- Ton kül başına küle karıştırılan CaCI

2

 miktarı 14'den 140 kg'a kadar arttırıldığın­



da peletlerden 1 200°C'de buharlaşan toplam ağırlık % 8.77'den % 16,62'ye, bakır 

% 92.51'den % 98.54'e, kobalt ise % 4.80'den % 86,83'e ulaşmaktadır. Aynı sıcaklıkta, 

buharlaştırma sonrası peletlerde altın ve gümüşün kimyasal analiz dedeksiyon limitleri 

altına kadar buharlaştırıldığı saptandığından bu metallerin de buharlaştırılma dereceleri 

yüksek olmaktadır. 

- Kullanılan klorlayıcı miktarı bakırdan çok kobaltın buharlaştırılmasına etken ol­

maktadır. Ancak oluşan buharların ve gazların değerlendirilmesi sırasında CaCI

2

 tekrar 



kazanılacağından kobalt kazanımı için fazla klorlayıcı kullanılması sorun olmamaktadır 

(24). 


Sonuç olarak klorlayıcı buharlaştırma sürecinde, sülfatlayıcı kavurma sürecinde oldu­

ğu gibi, küllerden Co, Cu, Au ve Ag kazanılabileceği ve süreç artığı peletlerin de yüksek 

fırınlarda kullanılabileceği ortaya çıkmaktadır. 

7. SONUÇ VE ÖNERİLER 

Küre cevherlerinin içerdikleri metalik değerlerin (Co, Cu, Au, Ag vs.) kazanılması 

amacıyla cevher ve küller üzerinde yapılan çalışmalarda elde edilen sonuçlar aşağıda su­

nulmuştur. 

71 



Cevherden giderek doğrudan hidrometalurjik süreçlerle yukarıda belirtilen metalik 

değerlerin kazanılmasında kobaltın, mineral şeklinde olmayıp pirit ve kalkopiritle izo­

morf olarak bulunması nedeniyle başarılı olunamamıştır. 

Küre cevherlerinden elde edilecek pirit küllerinin değerlendirilmesinde klorlayıcı ka­

vurma süreci başarılı olamazken siilfatlayıcı kavurma ve klorlayıcı buharlaştırma süreçle­

ri istenilen sonuçlara ulaşılabileceğini ortaya koymaktadır. 

— Küllerden yüksek verimlerle bakır, kobalt, altın ve gümüş kazanılmaktadır, 

— Süreç artıkları demir hammaddesi olarak kullanılabilecek saflıkta ve tenörde ol­

maktadır. 

Sülfatlayıcı kavurma ve klorlayıcı buharlaştırma süreçleri ile optimum koşullarda el­

de edilen artıkların kimyasal bileşimleri, yüksek fırınlara beslenen demir hammaddeleri 

safsızlık limitleri karşılaştırılmalı olarak Tablo 7'de verilmiştir. 

Tablo 7- Küre Yatakları Pirit Konsantresi Küllerinin Değerlendirilmesi: Klorlayıcı Bu­

harlaştırma ve Sülfatlayıcı Kavurma süreçleri ile elde edilen ürünlerin yüksek 

fırında girdi olarak kullanılabilirliği 

* : g/ ton 

G : Dedeksiyon limitleri altında 

Şekil 4'de verilen akım şemasına göre cevherden elde edilecek toplu konsantre 700 C 

de yakıldıktan sonra elde edilen küllerden Co, Cu, Au ve Ag sülfatlayıcı kavurma veya 

klorlayıcı buharlaştırma süreçleri ile değerlendirilebilir. Ayrıca bu işlemle süreç artıkla-

rındaki demir tenörü daha yüksek olacaktır. 

7 2 

*-«* 



Demir girdisi 

Şekil 4— Küre yataklarının değerlendirilmesi için önerilen akım şeması 



KAYNAKLAR 

1. ÇAĞATAY, A., PEHLİVANOĞLU, H.,  A L T U N , Y., Küre Piritli Bakır Yataklarının Kobalt-Altın 

Mineralleri ve Yataklarının Bu Metaller Açısından Ekonomik Değeri, MTA Dergisi No 93/94, An­

kara, 1982, s. 100-117. 

2. MTA Maden Haberleri Bülteni, Kasım, cilt 2, sayı 4 Ankara, 1984 

3. UÇURUM, M.,  Y I L D I R I M , M., KoSE, M., Küre piritli Bakır Yataklarındakı Kobaltın Flotasyon 

Yöntemiyle Zenginleştirme Çalışmaları, MTA Teknoloji Dairesi Rapor, Eyluı, Ankara, 1982 

4. Siirt Madenköy Fizibilite Etudu, MTA, Ankara, 1981 

5. Laboratory Flotation Tests of Kure Aşıkoy Ore Samples of Etıbank, Outokumpu O, Metallurgi­

cal Research Centre, Porl, June 29, 1977 

6. YU, H., HANSEN, K., WADSWORTH, M., A Kinetic Study of The Leaching of Chalcopynte at 

Eleveted Temperatures, Metall. Trans., 4, 1973, s. 2138-2144 

7. GERLACH, J.K , GOCK, E, D., GHOSH, S, K., Activation and Leaching of Chalcopynte Con­

centrates With Dilute Sulfuric Acid, Int. Symposium on Hydrometallurgy, Chicago, AIME, Ed. 

Evans, D, J, I., Shoemaker, R, S., New York 1973, s. 403-416. 

8. CANBAZOĞLU, M., Oxydation Ménagée de la Chalcoyprite en Solution Acide Chlorurée, Anal­

yse Cinétique des Reactions, Doktora Tezi, I.N.P.L. Nancy-Fransa, 1978 

9. CONDE, J., Etude de la Cinétique de la Dissolution de la Chalcoyprite par les Sels Ferriques, 

Doktora Tezi, I.N.P.L. Nancy-Fransa, 1974 

10. HOVER, E, P., WONG, M, M., Recovery of Elemental Sulfur from Non Ferrous Minerals Ferric 

Chloride Leaching of Chalcopynte Concentrate, U.S. Bur. of Mines, Rl 7474, J. of Metals, vol 23, 

no 2, 1971, s. 25-29 

1 1 . HOVER, E, P., BAKER, R, D., WONG, M, M., Improvement in the Ferric Chloride Leaching of 

Chalcopyrite Concentrates, U S Bur. of Mines Rl 8007, 1975 

12. KUNDA, W., HİTESMAN, R.,  V E L T M A N , H., Treatement of Sulphıdıc Copper Concentrate in 

Chloride Systems, Extractive Metallurgy of Copper, Las Vegas, AIME New York, 1976 s 738-813 

13. DEMARTHE, J, M., GORDON, L., GEORGEAUX, A., A New Hyarometallurgical Process for 

Copper, Extractive Metallurgy of Copper, Las Vegas, AIME New York, 1976, s. 825-848 



73 


14. BJORLING, G., FALDT, I., LİNGREN, E., TOROMANOV, I., A Nitric Acid Route In Combina­

tion With Solvent Extraction for Hydrometallurglcal Treatement of Chalcopyrrte, Extractive Me­

tallurgy of Copper, Las Vegas,  A I M E New York, 1976, s. 725-737 

15. ARBITER, N., KUHN, M, C,  K L İ N G , H., Anaconda s Arbiter Process for Copper, CİM Bulletin, 

vol. 67, no 742, February, 1974, s. 62-71 

16. EX, S, C, Oxidative Ammoniacal Leaching of Sulfide Minerals and Their Minerological Structure, 

Dept. of non ferrus metallurgy, University of Liege Belçika, 1979 

17. TOZAWA, K., UMETSU, Y., SATO, K., On Chemistry of Ammonia Leaching of Copper Concen­

trate, Extractive Metallurgy of Copper, Las Vegas, AIME New York, vol. II, chap. 36, 1976, s. 

706-721 


18. ERMİLOV, V, V , TKACHENKO, O, B., TSEFT, A, L., Hydrochloric Acid Method for Process 

ing a Copper-Zinc-Lead Sulphide Concentrate Vestn., Akad. Nauk. Kazakh. SSR, 24, no II, 1968 

s 43-49. Chemical Abstr., 70, 1969, 89845 v. 

19 SCOTT, T, R., DYSON, N, F., The Benefication of Chalcopynte Concentrates by Leaching with 

HCI-CaCI

2

 and HCI-MgCI



2

 Solutions, CSIRO IR 827, Trans. Inst.  M m . Met., 85 c, 1976, s. 40 

20. CANBAZOĞLU, M.,  o Z K O L , S., Leaching of Çayeli Complex Ore by HCI+ MgCI

2

 Solution: Re­



covery of Pb, Zn and CuFeS

2

 Concentrates, Complex Sulphide Ores Congress, Rome, IMM, 1980 



s. 7-12 

2 1 . CANBAZOĞLU, M., Suif urlu Cevherlerin Hıdrometalurjik Yöntemlerle Değerlendirilmesi, Maden­

cilik. Aralık, 1979, s. 9-20. 

22. KUYUCAK, S., Türkiye'nin Pirit Kulu Kaynaklarının Demir ve Demir Dışı Metaller Yönünden De­

ğerlendirilmesi, MTA Teknoloji Dairesi, Araştırma Raporu 1, Ankara, Nisan 1977 

23. GUCER, D ,  B U Y U R A N , M, S., COŞKUNER, S.,  Y I L D I R I M , G.,  B U T U N , B., Kalsıne Pirit Ar­

tıklarını Değerlendirme Projesi,  T Ü B İ T A K MAE, Rapor no 1-10 ve nihai rapor, Gebze, Mart 1980 

24. OKUBO, Y , The Treatment of Pyrite Cynders at DoWa Seiko, Amagasakı Plant, Joint Meeting 

MMIJ-AIME, Tokyo, May, 1972, s. 24-27 

25. OKUBO, Y., Kowa Seiko Pelletızıng Chlorination Process-Integral Utilization of Iron Pyrites, 

Journal of Metals, March, 1968, s. 63-67 

26. Bench Test Report on Turkish Pyrite Ores, Kowa Seiko Co. Ltd., Tokyo,  1 9 7 1 , s. 9 

27. MEDDİNGS, B., EVANS, D, J, I., The Changing Role of Hydrometallurgy, CIM Transactions, vol 

LXXIV, 1971, s. 42-51 

28. SUBRAMANİ  A N , K, N., JENNİNG, P, H., Review of the Hydrometallurgy of Chalcopyrlte Con­

centrates, Can Metall. Quarterly, vol.  1 1 , no 2, 1972, s. 387-400 

29. SOHN, H, Y., GOEL, R, P', Principle of Roasting, Minerals Sei. Engng., Vol  1 1 , no 3, July, 1979, 

s. 137-153 

30. WALDEN, H., Processing of Solutions Accruing in Connection with Chlondizing Volatilization 

Process, Journal of Metals, August, 1969, s. 25-30 

3 1 . Kowa Seiko Process for Overall Utilization of Pyrites, Sulphur, no 69, March/April, 1967 

32. The Purification and Pelletization of Pyrites Cinders Recent Modifications to Kowa Seiko's To-

bata Plant, Sulphur, no 77, July/August, 1968 

33. Kowa Seiko Pyrites Cinders Treatment Process Economics of Chlorinated Volatilizating Using 

Calcium Chloride, Sulphur, no 38, July/August, 1969, s. 35-38 

34. YAZAMA, A., KAMEDA, M., The Removel of Impurities from Pyrite Cinders by A Chloride Vo­

latilization Process, Can. Metall. Quarterly, vol 6 no 3, 1967, s. 263-280 

35. LIPPERT, K, K., PIETSCH, H, B., ROEDER, A., WALDEN, H, W., Recovery of Non Ferrous 

Metal Impurities from Iron Ore Pellets by Chlorination (CV or LDK process), IMM Trans. C, vol 

79, 1980, s. C71-C78 

36. RIEDER, V., Pyrite Cinder Chlorination by The  L D K Process, Special reprint the Zeitschrift fur 

Erzbergbau und Metallhuttenwesen, vol XX, no 1, 1967, s 7-13 

37. HENRICH, G., Future Prospects for Pyrites from the Point of View of Cinders Extraction, Paper 

read on the occasion of the roasting experts meeting at the Diusburger Kupferhütte on June 18, 

1969 

38. SAĞDIK, U., Curuflardakı Bakır ve Kobaltın Kimyasal Bileşimlerinin Saptanması ve Ekstraksl-



yonları Hakkında Araştırma, MTA Teknoloji Dairesi, Ankara, 1976 

39. RITCEY, G, M., ASHŞROOK, A, W., Solvent Extraction, Principles and Application to Process, 



Metallurgy, part II, Elsevier pub. CO., Amsterdam, 1979, s. 281-285, 295 

74 

Yüklə 148,87 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə