Konya İnlice epitermal altın cevherlerinin zenginleştirilmesi

Altın, Latince parlayan şafak anlamına gelen "Aurum" kelimesinden gelen metalik bir elementtir. Kimyasal sembolü "Au" dur. Altın, ortalama 35 km kalınlığındaki yer kabuğunun 10 milyonda 2 sini oluşturan nadir elementlerden biridir. Bu nedenle insanların altın edinme arzusu tarih boyunca hiç azalmamış olup aksine altına sahip olmayı güç sembolü olarak görmüşlerdir. Yer kabuğunda bulunan nadir elementlerden biri olma özelliğine sahip altın doğada bilinen en iyi iletken malzemedir. Ayrıca su ve oksijenle tepkimeye girmez, yani altında oksitlenme olmaz. Bu özelliği sayesinde elektronik, uzay sanayi ve sağlık sektöründe çok yaygın biçimde kullanılmaktadır. Altının kolay işlenebilir özelliği, ona şekil verme konusunda olağanüstü bir üstünlük sağlamaktadır. Bu üstünlük sayesinde altın kuyumculuk sanayinin vazgeçilmez metali haline gelmiştir. Geçmişten günümüze gücün, güzelliğin, ihtişamın simgesi haline gelen altının en önemli özelliği ise yüzyıllar boyunca en güvenilen yatırım aracı olarak kullanılmasıdır. Altının, para olarak ticarette kullanılması ona ekonomik önem kazandırmıştır. Sanayi devrimi sonrasında uluslararası ticaretin de gelişmesiyle altının devletlerin iç-dış ticareti başta olmak üzere ekonomi politikalarındaki önemi artmıştır. Günümüzde altın fiyatlarında gerçekleşen artış eğilimi, bu metalin tüm dünyada kazanılması için yürütülen çalışmaları arttırmıştır. Altın sülfürlü renkli metal cevherlerinden yan ürün olarak kazanıldıkları gibi, ana ürün olarak bulundukları kendi cevherlerinden zenginleştirilerek elde edilebilirler. Yan ürün olarak diğer metal cevherlerinden elde edilen altının büyük bölümü bakır cevherlerinden elde edilmektedir. Gümüş ve kurşun üretiminde de bir miktar altın elde edilmektedir. Ayrıca dünya altın üretiminin yaklaşık %25-30'u da teknolojik hurdalardan ve eski süs eşyası ile hurda paralardan sağlanır. Yürütülen tüm çalışmalar değerlendirildiğinde dünyada altın üretiminin ve kazanımının yaklaşık %85'lik kısmının doğrudan siyanürasyon işlemi sonucunda altının çözündürülmesi esasına dayanmakta iken, geri kalan altın üretimi ise altının cevherleşmesine göre fiziksel ve/veya fizikokimyasal yöntemleri ile kazanılmaktadır. Son yıllarda hem ülkemizde hem de küresel anlamda çevresel duyarlılık artışının olması ile birlikte çevresel problemleri azaltmak ve nitelikli ön konsantre elde edebilmek adına daha çok tercih edilen yöntemler fiziksel ve fizikokimyasal yöntemlerdir. Türkiye'nin değişik yörelerindeki altın ve gümüş cevherleri üzerinde sınırlı sayıda fiziksel ve fizikokimyasal yöntemlerle laboratuvar ölçekli çalışmalar yapılmış olmakla birlikte ülkemizde altının fizikokimyasal yöntemlerle kazanıldığı tesis uygulaması Tüprag Efemçukuru flotasyon ile altın zenginleştirme tesisi ile sınırlıdır. Bu açıdan yaklaşıldığında Türkiye'nin değişik yörelerindeki altın cevherleşmelerinden, gravite ve flotasyon yöntemleri ile veya bu yöntemlerin bir kombinasyonu ile altının ön konsantrasyonunun elde edilmesi ve bunun tesis bazında uygulanması gerek çevresel gerekse de ekonomik açıdan önemli olacağı düşünülmektedir. Bu tez kapsamında Konya-İnlice bölgesine ait epitermal altın cevherine uygulanan zenginleştirme yönteminin ilki; küçük boyutlara öğütülen cevherin gravite ile zenginleştirme yöntemi olan Falcon cihazı ile zenginleştirilmesidir. Bu deneyler xx sırasında santrifüj kuvveti, hazne tipi etkisi ve besleme Pülpte Katı Oranı (PKO) gibi parametrelerin etkileri incelenmiştir. İkinci zenginleştirme yöntemi olarak Konvansiyonel Flotasyon tekniği uygulanmıştır. Bu zenginleştirme deneylerinde; uygun tane boyutu, flotasyon süresi, reaktif miktarı ve bastırıcı miktarı ve pH etkisi incelenmiştir. Sistematik deneyler sonucunda elde edilen optimum koşullarda üretilen kaba konsantrenin hangi koşullarda temizleme işlemine tabi tutulacağı da ayrıca araştırılmıştır. Tez kapsamında gerçekleştirilen zenginleştirme deneyleri öncesinde deneysel çalışmalarda kullanılacak cevher kimyasal ve mineralojik analizlerle incelenmiştir. Cevher numuneleri Sülfürlü ve Oksitli cevher olarak ikiye ayrılmıştır. Kimyasal analiz sonucuna göre sarı renkli oksitli tüvenan cevherde 2,38 ppm Au ve gri renkteki sülfürlü tüvenan numunede 1,39 ppm Au bulunmaktadır. Mineralojik incelemelerde ise; oksitli numuneyi oluşturan mineraller, kuvars, barit, az pirit ve ilmenit iken; sülfürlü numuneyi oluşturan mineraller, pirit, galen, kuvars ve barit olarak tespit edilmiştir. Konya İnlice bölgesi epitermal yataklı altın cevherinden tamamı 53 mikron altı boyuta öğütülen sülfürlü ve oksitli numuneler ile öncelikle %15 lik sabit PKO ve ortalama 6 lt/dk besleme hızlarında, pürüzsüz hazne kullanılarak, 100 G, 200 G ve 300 G değerlerinde santrifüj kuvvetine tabi tutularak, Falcon aygıtı ile fiziksel zenginleştirme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Pürüzsüz hazne ile gerçekleştirilen Falcon zenginleştirme deneylerinde, sülfürlü numune ile 200 G'de yapılan deneylerde 2,46 ppm Au içerikli konsantre, %43 verimle elde edilirken, oksitli cevher numunesi ile 300 G'de yapılan deneylerde 1,85 ppm Au içerikli konsantre %21 verim ile alınmıştır. Çentikli hazne ile gerçekleştirilen Falcon deneyleri sonucunda ise; sülfürlü numune ile 300 G'de yapılan deneylerde 4,79 ppm Au içerikli konsantre, %7 verimle elde edilirken, oksitli cevher numunesi ile 300 G'de yapılan deneylerde 2,70 ppm Au içerikli konsantre %2 verim ile alınmıştır. Reaktif miktarı etkisinin incelendiği konvansiyonel flotasyon deneylerinde optimum konsantre tenör ve verim değerleri; 240 g/t Aerophine 3418A ve 240 g/t Aero 208 kollektörlerinin kullanıldığı deneyde 4,21 ppm Au ve %73 verim şeklinde elde edilmiştir. Bastırıcı miktarı etkisinin incelendiği flotasyon deneylerinde sonuçlar karşılaştırıldığında; 2000 gr/ton Na2SiO3 kullanıldığı deneyde 4,21 ppm Au (%73 altın kazanım verimi) ile en yüksek tenör elde edilirken %88 altın kazanım verimi (2,39 ppm Au) ile en yüksek verim 1500 g/t silikat bastırıcı kullanılan deneyde elde edilmiştir. Altının flotasyon yöntemi ile zenginleştirme deneylerinde en iyi verimin 3418 A ve Aero 208 kollektör kombinasyonunun kullanımı ile elde edilmesi ve bu kollektörlerle yapılan önceki çalışmalarda optimum tenör ve verimin, pH 4,5'da elde edilmiş olması dikkate alınarak, Konya İnlice altın cevherin için doğal pH (6,6-6,9) değerinde ve pH 4-4,5 değerlerinde flotasyon deneyleri gerçekleştirilerek altının kazanımında pH etkisi incelenmiştir. Tenör ve kazanım verimlerine bakıldığında diğer literatür çalışmalarına benzer şekilde pH 4-4,5'da daha iyi sonuçlar (4,21 ppm Au, %73 verim) elde edilmiştir. xxi Kaba flotasyon deneyi sonuçlarına istinaden daha yüksek tenörlü nihai konsantrenin elde edilebilmesi için kaba flotasyon deneylerinde en iyi verimin elde edildiği koşullarda (1500 g/t Na2SiO3, 240 g/t 3418 A, 240 g/t Aero 208 ve pH 4-4,5) kollektörlü ve kollektörsüz olarak 4 kademeli temizleme flotasyonu gerçekleştirilerek verim ve tenör üzerindeki etkisi incelenmiştir. Kollektör ilaveli gerçekleştirilen temizleme deneylerinde 4 kademinin sonuncunda tenör ve verim yükselmişken ilavesiz gerçekleştirilen deneylerde 2.kademeden sonra değerlerde yaşanan düşüş sebebiyle uygulamada temizleme devresinin 2 kademe olarak kalmasının daha iyi olacağına karar verilmiştir. Kollektör ilavesiz olarak 2 kademeli gerçekleştirilen temizleme deneyleri sonucunda nihai konsantredeki altın içeriği 5,23 ppm değerine yükselmiş verim ise %21,61 olarak hesaplanmışken ara ürünlerin dağıtılması durumunda, konsantre verimi teorik olarak %65,66 değerine yükselmiştir. Her kademesinde 25 g/t Aerophine 3418A ve 25 g/t Aero 208 kollektörleri ilave edilen 4 kademeli temizleme deneyleri sonucunda nihai konsantredeki altın içeriği 8,37 ppm değerine yükselmiş verim ise %36,37 olarak hesaplanmışken ara ürünlerin dağıtılması durumunda, konsantre verimi teorik olarak %78,10 değerine yükselmiştir. Yapılan tüm çalışmalar değerlendirildiğinde, tamamı 74 mikron altına öğütülen sülfürlü numune için en iyi sonuç, 240 g/t Aerophine 3418A, 240 g/t Aero 208 kollektörleri ve 1500 g/ton Na2SiO3 bastırıcının kullanıldığı sonrasında 4 kademeli kollektör ilaveli temizleme işleminin gerçekleştirildiği konvansiyonel flotasyon deneyleri ile elde edilmiştir. Nihai ön konsantre 8,37 ppm Au içerikli olarak %36,37 verim ile elde edilmişken ara ürünlerin dağıtılması ile konsantre verimi teorik olarak %78,10 değerine yükselmiştir. Elde edilen ön konsantrenin sülfür içeriğinden ayrılabilmesi bu sayede altın kazanım veriminin ve tenörünün yükseltilebilmesi amacıyla malzeme tekrardan bir boyut küçültme işlemine tabi tutulduktan sonra sülfürlü minerallerin bozunması adına yüksek basınç ve sıcaklık altında, otoklav içerisinde oksidasyon işlemi gerçekleştirilebilir. Okside olan cevher, sırasıyla karıştırma liçi ve pülpte karbon (CIP) yöntemi ile zenginleştirildikten sonra yüklü çözelti basınç altında veya organik (alkol ilaveli) sıyırma yöntemleri ile aktif karbondan sıyrılabilir ve zengin altın içeriğine sahip nihai çözelti elde edilmiş olur. Son olarak elektroliz ve ergitme işlemlerine tabi tutulan altın çözeltisinden dore külçe üretilebilir ve rafinasyonla saf altına dönüştürülebilir.