Çinkur Tesisi Liç Artıklarının Değerlendirilmesi Üzerine

Mountain States Research and Development Co. (1979), hem liç artıklarının hem de oksitli kurşun-çinko cevherlerinin flotasyonla zenginleştirme potansiyelini araştırmıştır. Farkı cevherler ve liç artıkları üzerine yapılan araştırmalar, çinko ve kurşun tenörlerinin flotasyon, ağır ortam ayırması ve manyetik zenginleştirme ile artırılmasının pratikte mümkün olmadığını göstermektedir. Bu sonuca neden olarak, cevher numunelerinin ve artığın mineralojik özellikleri gösterilmektedir.

Doğan ve diğer. (1981) tarafından, Çinkur tesisi liç artıklarının zenginleştirilmesine yönelik yapılan çalışmada, farklı fiziksel zenginleştirme yöntemlerine tabi tutulmuştur. Ana bileşenleri tanımlayabilmek için liç artıkları burada sıcak su ve amonyum nitrat gibi değişik çözgenler içinde çözünmüştür. Bu işlem için seçilen reaktifler PbSO4, CaSO4.2H2O ve CaSO4.0,5H2O’yu selektif olarak

çözmüş, SiO2 ise çözünmeden kalmıştır. Ana bileşikler tanımlandıktan sonra, gravite

zenginleştirme yöntemiyle (şlam masası) liç artığındaki Pb içeriği artırılmaya çalışılmıştır. %12,19 Zn ve %21,21 Pb içeren liç artığından, zenginleştirme sonrasında %47,0’lik verimle %27,21’lik Pb konsantresi elde edilmiştir. Ancak Çinkur’daki döner fırında işleme tabi tutulmak için %40’lık Pb tenörüne gereksinim duyulmasından dolayı, zenginleştirme sonrası elde edilen bu Pb tenörü yetersizdir. Şlam masadan ayrı olarak liç artığı, seri olarak bağlı 3 hidrosiklon tarafından

zenginleştirmeye tabi tutulmuştur. Bu işlem sonucunda %36 verimle %30,43 Pb tenörlü konsantre elde edilmiştir. Aynı zamanda siklon ile ön zenginleştirmeye tabi tutulan konsantre ve artıkta bulunan kurşun tenörünün artırılması için flotasyon testleri de düşünülmüştür. Ön konsantreye uygulanan bir temel bir temizleme flotasyonu sonrası %40 verimle %31,4 Pb içeren bir kurşun konsantresi kazanılmıştır. %9,15 Pb içeren artığın tenörü ise %31,76 verimle %24,11 Pb’ye çıkarılabilmiştir.

Kahraman (1980), liç artıklarının ferrik klorür çözünmesinden önce sülfürik asit ile liç edilmesini incelemiştir. Bu çalışmada artıklar, öncelikle 1/10 katı sıvı oranında, 500 g/L H2SO4 içeren çözeltiyle 60°C’de 4 saat süreyle çözeltme işlemine

tabi tutulmuş ve sonuçtaki çinko verimi %45 olarak belirlenmiştir. İkincil liç artığı daha sonra FeCl3, NaCl, ve HCl kompleks çözeltisine tabi tutulmuş ve Pb çözünerek

PbCl2 şeklinde elde edilmiştir. Ferrik klorür liçi için optimum şartlar; çözücü 200 g/L

NaCl, 10 g/L HCl, 160 g/L FeCl3, sıcaklık 100°C, liç süresi 2 saat ve katı-sıvı oranı

1/10 olarak belirlenmiştir. Bu optimal şartlar altında, kurşun verimi %88 olarak bulunmuştur.

Açma ve diğer., (1981), Çinkur nötr liç artıklarının metalurjik değerlendirilmesi üzerine yaptıkları çalışmada, liç artıklarının ZnSO4, PbSO4, CaSO4.2H2O,

ZnO.Fe2O3, 2ZnO.SiO2, 2FeO, SiO2, Fe3O4’ten ve tespit edilmesi güç metal oksitler,

silikatlar veya ferritlerden oluştuğunu belirtmişlerdir. Bu çalışmada, %14,73 Zn, %12,00 Pb, %0,06 Cd içeren Çinkur nötr liç artığına, flotasyon ve hidrometalurjik ekstraksiyon ile zenginleştirme işlemlerini takiben, çözeltiden jarosit çökelmesiyle demirin uzaklaştırılması işlemleri uygulanmıştır.

Su liçi ile, liç artığında suda çözünebilen ZnSO4 ve CdSO4 bileşikleri olduğu

tespit edilmiş, ayrıca bu bileşiklerin önemli bir miktarın atmosferik şartlarda ve stok sahasında kaybolacağı savunulmuştur.

Diğer yandan, artık elektrolit kullanılarak (160-180 g/L H2SO4, 40-50 g/L Zn)

edilmesi sonucunda önemli metallerin liç verimleri %70 Zn, %60 Fe, %76 Cd şeklinde bulunmuştur. Bu şartlar altında çok fazla miktarda demir çözünmesinden dolayı demir, asidik çözeltiden jarosit halinde çökeltilmiştir.

Jarosit çöktürme işlemi sırasında %2-3 oranında Zn kaybı gerçekleşmiştir. Optimal çökelme 95°C’de ve 90 dk çöktürme süresinde gerçekleşmiş ve burada alkali iyonu ve nötrleştirici olarak sırasıyla NaOH ve klinker eklenmiştir. Önerilen prosesin sonunda, kurşun içeren kekin Pb tenörü %17’nin üzerine çıkarılamamıştır. Kurşun içeren kekten veya orijinal liç artığından PbSO4 konsantresi elde etmek için

yapılan flotasyon çalışmaları da başarılı olmamıştır.

Addemir (1982), artıkların iki adımda sülfürik asit ile kavrulmasını incelemiş ve bu yolla çözünmeyen oksitlerin, silikatların ve ferritlerin çözülebilir metal sülfatlara dönüşmesi ve aynı zamanda problem yaratan demir sülfatın normal liç devresinde çözünemeyen demir okside dönüşmesini sağlanmıştır. İlk proses adımında liç artığı, derişik H2SO4 ile 250°C’de 1,25 asit-artık oranında kavrulduğunda çinko, demir ve

kadmiyum, sülfatlarına dönüşmektedir. Kavrulan bu artık %10 katı oranı içeren su ile liç edildiğinde, %82,7 oranında Zn, %64,4 oranında Cd ve %74,4 oranında Fe çözeltiye geçmektedir.

İkinci adımda ise, daha önceden kavrulmuş karışım 4,5 saat boyunca ve 650°C’de muffle fırınında kavrulmuştur. Fe2(SO4)3’ün Fe2O3’e dönüşmesinden sonra ürün, su

ile liç edilmiş ve çözünme verimleri çinko için %90,8, Cd için %80,2 ve demir için %7,6 olarak gerçekleşmiştir. Çözeltinin filtre edilmesinden sonra, ikincil liç artığı analiz tabi tutulmuş ve analiz sonuçlarına göre %27,13 Pb, %1,55 Zn, %13,67 Fe ve %0,025 Cd içerdiği belirlenmiştir.

Turan ve diğer. (2004), H2SO4 ile sülfatlama kavurmasını takip eden su liçi ve

ikincil artıklara uygulanan NaCl liçini içeren iki aşamalı bir proses ile çinko tesis artığından önemli miktarda çinko ve kurşun elde ettiklerini belirtmişlerdir. Doygun liç çözeltisinden ilk aşamada metalik çinko üretimi düzgün saflaştırma ve zenginleştirmeden sonra olası gözükmektedir. İlk aşama için geçerli olan optimal

şartlar H2SO4/Liç artığı ağırlık oranı 1:1, kavurma sıcaklığı 200°C, kavurma süresi

30 dk, liç sıcaklığı 25°C, liç süresi 60 dk, pülp yoğunluğu 200 g/L olup, bu şartlarda %50 Fe ve %85 Zn çözünme verimi elde edilmiştir.

İkinci aşamadaki tuz liçi prosesinde kurşun, NaCl çözeltisi ile çözüldükten sonra Na2S ile çöktürülerek zengin kurşun sülfür konsantresi olarak elde edilebilmektedir.

Bu durum pirometalurjik uygulama için uygundur. Tuz liçi işlemi için optimal şartlar 10 dk liç süresi, 25°C sıcaklık, 200 g/L NaCl çözeltisi ve 20 g/L pülp yoğunluğu şeklinde bulunmuştur. Bu şartlarda, %90 Pb verimi elde etmenin mümkün olduğu ifade edilmiştir.

74 BÖLÜM DÖRT

ÇİNKUR TESİSİNDE METAL ÜRETİMİ