Sülfürlü bakır flotasyon konsantrelerinden hidrometalurjik yöntemlerle bakır kazanımının araştırılması

Bakır üretiminin temel hammaddesi olan kalkopirit cevheri, flotasyon teknikleriyle zenginleştirilerek bir konsantre elde edildikten sonra, genellikle pirometalurjik yöntemlerle işlenir. Diğer taraftan, sağladığı çevresel ve ekonomik avantajlar nedeniyle, kalkopirit cevherinden ve konsantresinden hidrometalurjik yöntemlerle bakır üretimi önemli bir konu haline gelmiştirBu çalışma, Eti Bakır A.Ş.'ne ait Küre flotasyon tesisinden temin edilen kalkopirit konsantresi numunesinden liç yöntemleriyle bakırın sulu çözeltiye alınabilme özelliklerinin incelenmesi araştırmalarını kapsamaktadır. Bu kapsamda; sülfürik asit liçi, konvansiyonel ve mikrodalga fırında ısıl işleme tabi tutulan numunelerin sülfürik asit liçi, demir (III) klorür-hidroklorik asit liçi, sülfürik asit-sodyum klorür liçi ve bakır (II) klorür-sodyum klorür-hidroklorik asit liçi araştırmaları gerçekleştirilmiştir.Araştırmalarda kullanılan kalkopirit konsantresinin temel bileşenler olarak yüzde 16,93 Cu, yüzde 37,24 Fe ve yüzde 45,38 S içerdiği belirlenmiştir. Konsantrenin mineralojik analizlerinde ana mineraller olarak kalkopirit ve pirit, daha az miktarda kovellit, kalkosit, bornit, sfalerit, markasit, pirotit, linneit, bravoit ve tenantit içerdiği tespit edilmiştir.Liç uygulamalarında sıcaklık, süre, asit konsantrasyonu, karıştırma hızı, katı-sıvı oranı, öğütme suretiyle yapılan mekanik aktivasyonun, konvansiyonel ve mikrodalga ısıl işlem uygulamasının bakır ve demir çözünme verimi üzerindeki etkileri araştırılmıştır.Konvansiyonel sülfürik asit liçinde çözünmenin yavaş olarak gerçekleşmesi nedeniyle, kalkopirit konsantre numunesine konvansiyonel ve mikrodalga ile ısıl işlem uygulmıştır. Kalkopirit konsantresinin kavrulma işleminde selektif sülfatlaşma esas alınmış, bakırın kolay çözünen sülfat formuna, demirin ise çözünmeyen özellikte hematit mineraline dönüşebildiği tespit edilmiş ve düşük sıcaklıkta, yüksek bakır ve düşük demir çözünme verimi elde edilebilmiştir. Mikrodalga ısıl işlem deneyleri ile kalkopirit ve pirit minerallerinin kısmen kalkosiyanit ve hematit formuna dönüştüğü tespit edilmiştir ve liç sonrası bakır verimi konvansiyonel ısıl işlemdeki kadar olmamıştır.Kalkopiritin atmosferik koşullarda demir (III) klorür-hidroklorik asit liçinde çözünme kinetiği üzerinde en etkili faktörün sıcaklık olduğu tespit edilmiştir. Yüksek sıcaklıkta bakır çözünme verimi yüksektir. Sülfürik asit-sodyum klorür kullanılarak yapılan liç araştırmalarında sodyum klorürün bakır çözünmesi üzerinde olumlu etkileri olduğu, ancak verimde fazla bir artış sağlamadığı tespit edilmiştir. Kısmi oksijen basıncı altında yapılan deneylerde ise oksijenin çözünme verimini artırıcı etki yaptığı belirlenmiştir. Bakır (II) klorür-sodyum klorür-hidroklorik asit liçinde çözünme hızının diğer yöntemlere göre daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Bakır (II) klorür, sodyum klorür ve sıcaklığın çözünme hızı üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir. Demir (III) klorür liçindeki gibi yüksek verim elde etmek için çok yüksek sıcaklık gerekmemekte ve ortama demir iyonları girmemesi nedeniyle çözeltiden bakırın kazanılması aşaması daha sorunsuz olmaktadır.Öğütülerek hazırlanan mekanik aktivasyon numuneleri ile yapılan deneylerde tane boyutunun küçülmesinin çözünme kabiliyetini çok fazla artırmadığı tespit edilmiştir.Anahtar sözcükler : Kalkopirit konsantre liçi, Kavurma, Sülfatlama, Mikrodalga ısıtma, Mekanik aktivasyon, Sülfürik asit, Sodyum klorür, Demir (III) klorür, Bakır (II) klorür, Çözünme kinetiği