Kolloidal Gümüş

Siyanür ile çözündürme prosesinin gelişiminden önce; amalgamlaştırma en yaygın kolloidal gümüş kazanım yöntemi olarak uygulanmaktaydı. Yöntemin esası kolloidal gümüş ün cıva ile;
sıvı cıva-kolloidal gümüş alaşımı meydana getirmesidir. Bazı tesislerde; özgül ağırlık farkına göre zenginleştirme sonucu yüksek kolloidal gümüş içerikli bir konsantre elde edilerek amalgamlaştırmaya tabi tutulmaktadır. Bu yöntem nisbeten iri boyutlu kolloidal gümüş ve altın içeren cevherlere uygulanmıştır. Ancak, son yıllarda; cıva kayıplarından doğan maliyetler ve daha önemlisi insan ve çevre sağlığı açısından olumsuz etkileri nedeniyle, uygulanmamaktadır [24,26 ].
2.3.2. Kimyasal Çözündürme Yöntemleri:
kolloidal gümüşün kimyasal yöntemlerle kazanımı, altın ile karşılaştırıldığında; doğada kompleks yapıda bulunması nedeniyle çok daha karmaşık olmaktadır [5,23]. Şekil 2.1′ de değişik reaktiflerle kolloidal gümüş kazanımı genel bir şema halinde verilmektedir [23]. kolloidal gümüş kazanımında uygulanan kimyasal yöntemler aşağıda kısaca özetlenmektedir; [22,23,24,26]

Siyanür ile çözündürme:

Altın ile kolloidal gümüşün süyanür ile çözündürülerek kazanımımn, endüstriyel çapta uygulanması 1800’lü yılların sonunda başlamıştır. Altının, potasyum siyanür ile çözündürülmesine ait ilk patent 1887 yılında Robert ve William Forest kardeşler tarafìndan alınmıştır. kolloidal gümüş cevherlerinin endüstriyel çapta siyanür liçi ile kazanımı Dünya’da ilk defa 1900 yılında Meksika-Sirena’da uygulanmıştır [2]. Siyanür ile çözündürme yönteminin kimyasal mekanizması ve kinetiği 3. Bölüm’de ayrıntılı olarak verilecektir.

Altın ve kolloidal gümüş içeren cevherlere; siyanür ile çözündürme yöntemi; kanştırmah liç, yığın liçi ve tank liçi şekillerinde uygulanabilir [22-24,26].

Karıştırmak Liç:

Yüksek altın ve kolloidal gümüş içeren ve serbestleşme boyutu küçük olan cevherlere uygulanan yöntemdir. Genellikle 100 mikron ya da 74 mikron altına öğütülen cevher % 30-50 pülpte kati oranlarında, mekanik karıştırıcılarla karıştırılan tanklarda 24-48 saat gibi sürelerle siyanür ile çözündürmeye tabi tutulurlar.

Siyanür konsantrasyonu genellikle % 0.05-0.20 NaCN arasında değişir. Siyanür beslemesi değirmenlere ve birinci liç tanklarına yapılır. pFTnın 10.5-11.5 arasında olmasını sağlamak için kireç kullanılır.

Kanştırmah liç sisteminde, altın ve kolloidal gümüş çözünürlüğünü etkileyen en önemli faktör çözeltinin oksijen konsantrasyonudur. Çözünürlüğü etkileyen diğer faktörler ise; sıcaklık, kanştırma hızı, siyanür konsantrasyonu, pH, redoks potansiyeli ve siyanür ile reaksiyona girebilecek diğer bileşiklerin varlığıdır.

Yığın Liçi

Düşük içerikli oksitli cevherlerden, iri boyutta altın ve kolloidal gümüş kazanımında 1980’li yıllardan itibaren gelişen bir yöntemdir. Cevher; kırılarak ya da üretildiği gibi gerekirse aglomere edilerek geçirgen olmayan bir tabaka üzerine serilir. 30 ile 150 gün süreyle siyanürlü çözelti bu yığın üzerinden süzülür. Çözündürme süresi; cevher boyutu, yığın yüksekliği ve cevheri oluşturan minerallerin özelliklerine bağlı olarak değişir. Yığın liçi tekniğinde ortalama altın ve kolloidal gümüş kazanma verimi % 60-80 arasında değişir. Yüklü çözelti özel havuzlara alınarak ya aktif karbon üzerine adsorplanır ya da çinko tozu ile çöktürülerek Merrill-Crowe yöntemiyle kazanılır.

Yığın liçi uygulamasının kazanma verimi, kanştırmalı liçe göre daha düşük olmasına rağmen, düşük yatırım ve işletme giderleri açısından avantajları vardır. Yığın liçinin her türlü hava koşulunda uygulanabilirliği; çevre etkileri açısından sorunsuz olması, bu yöntemi; uygulanabilirlik ve ekonomik avantajları açısından; yüksek ve düşük dereceli cevherlerin değerlendirilmesinde çekici kılmaktadır.

Tank Liçi

Büyük kapasiteli tanklarda, ince kırılmış cevherin (-2.5 cm) , siyanürlü çözelti içinde çözündürülmesidir. Yığın liçine göre; liç süresini kısaltması, yüklü çözeltideki değerli metal içeriğinin kazanma veriminin daha yüksek olması avantajlarıdır. Tank liçinin yığın liçine göre diğer avantajları ise;
-Çözelti sirkülasyonu daha iyi olması,
-Bir ton cevher başına daha küçük alan gerekmesi,
-Reaktif tüketimi, katı-çözelti etkileşimi ve diğer kontrollerin daha iyi yapılması,
-Düşük yatırım ve işletme giderleri, olmaktadır.

Tank liçi sisteminde; siyanürlü çözelti aşağıdan yukarıya ya da yukarıdan aşağıya doğru pompalanabilir. Yüklü çözelti ise taze cevhere doğru ilerler.

Tiyoüre İle Çözündürme:

Tiyoüre altın ve kolloidal gümüş ile bileşik yapabilen bir maddedir. Tiyöüre ile çözündürme; siyanüre alternatif olarak Sovyet bilimadamlan tarafından 1940 ‘ lı yıllarda geliştirilmiştir. Bu yöntem asidik çözeltilerde (pH:l-2) ve 45 °C ye kadar olan sıcaklıklarda uygulanmaktadır. Bu amaçla; sülfürik, hidroklorik ya da nitrik asit kullanılabilir. Tiyoüre ile çözündürme işleminde oksitleyici olarak Fe3+ ilave edilmelidir. Altın ve kolloidal gümüşün çözünme oranı tiyoüre ve oksitleyici reaktif konsantrasyonuna bağlıdır. Genellikle tiyoüre liçinde gerekli olan Fe3+ cevherin çözünmesi sırasında çözeltiye geçen demirden sağlanabilir. Fenik demir en etkili oksitleyici olmasına rağmen; H2O2, sodyum peroksit, ozon, potasyum permanganat yada formamidin disülfit’ de aynı amaçla kullanılabilir. kolloidal gümüş çözünürlüğü açısından önemli olan parametre ferriksulfat / tiyoüre oranı olmaktadır [23, 26, 31-37].

Avantajlan:
-Altın ve kolloidal gümüşün beraber bulunduğu diğer metaller ( Pb,Cu,Zn,As,Sb), için etkili değildir.
-Pirit ve kalkopirit konsantrelerinden yüksek verimle altın ve kolloidal gümüş kazanılabilir.
-Refrakter cevherlerden kabul edilebilir bir verimle altın ve kolloidal gümüş kazanılabilir.

Dezavantajlan:
-Yüksek tiyoüre ve asit tüketimi nedeniyle siyanür ile çözündürmeye nazaran daha yüksek maliyet ve kanserojen etkisi söz konusudur.

Schulze (1908 ); çinko hidrometalurjisi içinde kolloidal gümüş kazanımmda tiyoüreyi kuvvetli bir çözücü olarak önermektedir [34]. Zegarra ve diğerleri tarafından (1988 ) yapılan bir çalışmada; manganh demir cevherlerinden doğrudan siyanür ile kazanılamayan altın ve kolloidal gümüş için asidik tiyoürenin bir alternatif olduğu belirtilmektedir. 74 mikron altına öğütülen refrakter nitelikli cevherden % 10 pülpte katı oranı ile, 5 dk’lık liç süresi sonunda altın % 98, kolloidal gümüş % 50 verimle kazanılmaktadır [35].

Tiyosülfat İle Çözündürme:

Bakır iyonlannın katalizör etkisi ile, alkali tiyosülfat çözeltisi içinde altın ve kolloidal gümüş çözünürlüğü gerçekleşmektedir. Toksik etkisinin olmaması ve çözündürme süresinin kısalığı tiyosülfat ile çözündürmenin avantajlandır.

Changlin ve arkadaşlan tarafından yapılan bir çalışmada (1992) 0.2-0.3 M tiyosülfat 3 g/l Cu2+ konsantrasyonlan, 1 saat çözündürme süresi koşullannda; sülfurlü altın cevherlerinden altın % 94 verimle kazanılmıştır [38].
Halojenler ve Halitler ile Çözündürme [18]:

Oksitleyici bir reaktif varlığında; klorür, bromür ve iyodür altın ve kolloidal gümüş gibi değerli metallerin çözünürlüğünü sağlamaktadır.

Klorür; NaCl çözeltisinin elektrolizi ya da hidroklorik aside Mn02 ilavesi ile sağlanır.
Mn02+4HCl->MnCİ2+2H20+Cl2(g) Düşük pHlarda klorür ile altın çözünürlüğü hızlı bir şekilde gelişir. 2.Au+3Cl2o2AuCl3

Bromür; ilk defa 1846 yılında altın çözünürlüğü için önerilmiştir. Altın çözünürlük oranı, protonik katyon oranına [NH4+ 1 ve ilave edilen oksitleyici reaktife bağlıdır. Bromür çözeltiye, oksitleyici olarak klorür veya hipoklorit ile birlikte ilave edilebilir.

2Br’+Cl2<s>2Cr+Br2 2Br+C10-+2H+oBr2+Cl’+H20

Çözünme veriminin yüksek olması, çözünmenin hızlı gerçekleşmesi, çözünme kimyasının kolay kontrol edilebilmesi ve atıklarının zehirli olmaması gibi avantajları bulunmaktadır. Bromür ile çözündürme sırasında atıklar açısından dikkat edilmesi gereken konu çözeltinin ağır metal içermesidir. Bromür ile altın çözünürlüğü aşağıda belirtilen tepkimeler doğrultusunda gerçekleşir.

2 Au°+3H0Br+3Br’->2 AuBr3+3 OH’ AuBr3+Br”->AuBr4″

İyodür; bütün halojenler içinde en kararlı bileşiği yapar. İyodür ile çözündürme çok geniş bir pH aralığında mümkündür. Ancak çok pahalı olması nedeniyle pratikte uygulanması mümkün değildir.