Refrakter altın cevherlerinin tanımlayıcı liç tekniği ile biyooksidasyona uygunluğunun araştırılması

Hidrometalurjik proseslerin birçoğu heterojen reaksiyonlardan ibarettir. Bu reaksiyonların hızı öncelikle liç sisteminin hidrodinamiğine (karıştırma ve difüzyon gibi) ve sistemde mevcut bileşenlerin kimyasal etkileşimlerine bağlı olduğundan, cevher içinde olabilecek farklı mineral yapılarının proses verimlerine olan etkileri oldukça fazladır. Bundan dolayı, özellikle altın liçi söz konusu olduğunda, uygulanacak proses seçiminde mineralojik analiz büyük bir önem taşımaktadır. Tanımlayıcı liç tekniği (Diagnostic Leaching Techquie), Anglo American Research Laboratories (AARL) tarafından altın cevherlerinin mineralojik özelliklerinin saptanması için geliştirilmiş, seri olarak gerçekleştirilen birbirinden daha güçlü asitlerin kullanıldığı ve her asit liçi sonunda ara siyanür liçi deneylerinin yapıldığı basit, ucuz ve kullanışlı bir metotdur, fakat bir o kadar da zaman ve zahmet alan bir yöntemdir. Bu tez çalışmasında, İliç ve Kışladağ yarı-refrakter cevherlerine biyooksidasyona uyumluluklarının araştırılması için tanımlayı liç tekniği uygulanmıştır. Cevherlerin kimyasal analizi sonucu İliç cevherinin 6,07 ppm Au, 2,1 ppm Ag, % 4,34 Fe, % 4,5 S ve 3200 ppm As içerdiği, Kışladağ cevherinin ise 1,07 ppm Au, 2,6 ppm Ag, % 3,81 Fe, % 3,47 S ve 255 ppm As içerdiği belirlenmiştir. Cevherlerin tanımlayıcı liç tekniği ile refrakter özelliklerinin belirlenebilmesi için her iki cevher 106 µm altına öğütülmüş ve 48 saat süre boyunca direkt siyanür liçine tabi tutulmuştur. Direkt siyanür liçi sonucunda İliç ve Kışladağ cevherlerinin altın çözündürme verimleri sırasıyla % 73 ve % 74 iken siyanür tüketimleri 23 kg/t ve 2,5 kg/t' dur. Direkt siyanür liçi sonrasında cevherler ara siyanür basamakları içeren kademeli HCl (%20) ve HNO3 (%30) asitleriyle liç edilmiştir. Asit liçleri boyunca Fe çözünme verimleri takip edilmiş ve demir içeren minerallerin türleri saptanmaya çalışılmıştır. Ara siyanür liçi basamakları sonunda HCl liçi sonrası verimler sırasıyla % 84 ve % 85, HNO3 liçi sonrasında ise % 98 ve % 96'ya ulaşmıştır. Tanımlayıcı liç tekniği ile yapılan bu çalışma sonucunda her iki cevherde demir kaynağının büyük ölçüde sülfürlü minerallerden geldiği ve ortalama olarak altının % 20' lik bir kısmının bu mineraller ile ilişkili olduğu görülmüştür. Her iki cevhere uygulanacak oksidatif ön işlemin biyolojik olarak gerçekleştirilebilir olmasına rağmen, İliç cevherinin yüksek miktarda arsenik içermesi oksidatif işlem sonrası proseslerde arsenik oksitlerin altın yüzeyini kaplayarak baskılanmasına neden olması gibi sorunlar getirebilmektedir. Bu nedenden ötürü yüksek basınç ve sıcaklıklarda gerçekleştirilen basınç oksidasiyonu ( Pressure Oxidation) prosesi demir ve arseniğin sokorodit olarak çökelmesi ve sistem uzaklaşması nedeniyle daha avantajlı görülmüktedir. Kışladağ cevheri düşük tenörü nedeniyle yığın liçiyle çözündürülmektedir. Tanımlama liçi sonucunda bu cevherin biyoyığın liçine (bioheap leaching) görülmüş ve ileri ki çalışmalar bu yönde oluşturulmaya başlanmıştır. Refrakter altın cevher ve konsantrelerinin siyanür liçi öncesi oksidasyonu için kanıtlanmış endüstriyel bir yöntem olan biyooksidasyon, pirit, arsenopirit ve kalkopirit gibi sülfürlü mineraller içeren cevher veya konsantrelerden yüksek altın kazanımı sağlamaktadır. Bu tez kapsamında ayrıca, İliç ve Carlin cevherlerine biyooksidasyon deneyleri yapılmış ve oksitlenmiş cevherlere siyanür liçi uygulanmıştır. Asidofilik mezofillik bakteri kültürleri (Acidithiobacillus ferrooxidans (DSM 583), Acidithiobacillus thiooxidans(DSM 11478) ve Leptospirillum ferrooxidans (DSM 2705)) saf olarak Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zelkılturen (DSMZ), Almanya'dan temin edilmiş ve İTÜ Cevher Hazırlama Mühendisliği Kimyasal Zenginleştirme ve Kıymetli Metaller Laboratuvarında inkübe edilmiş, büyümesi, adaptasyonu sağlanmıştır. Ardından, saf kültürlerden aynı hacimsel oranda alınarak Karışık kültür (MKM) oluşturulmuş ve biyooksidasyon deneylerinde kullanılmıştır. Deneyler % 10 pülpte katı oranında 15 gün süre boyunca yapılmış ve Fe çözünme verimleri takip edilmiştir. İliç cevherinde Fe çözünme verimi %35seviyelerine çıkmışken, Carlin numunesinde %19' da kalmıştır. Biyooksidasyon işlemi sonunda gerçekleştirilen siyanür liçi deneylerinde altın çözünme verimlerinde artış gözlenmiş ve siyanür tüketimi azalmıştır.