Liç iĢlemi iki temel aĢamadan oluĢmaktadır; cevherdeki değerin çözeltiye alınması ve çözeltiden kazanım. Bununla beraber cevheri ocak üretiminden itibaren, liç iĢlemine hazırlamak için yapılan ön iĢlemler de bulunmaktadır. Bunlar boyut küçültme,
sınıflandırma (klasifikasyon), zenginleĢtirme ve nihai olarak kimyasal ve ısıl iĢlemler olup, bu iĢlemlerin birkaçı ya da tamamı cevhere liç öncesinde uygulanmaktadır.
i) Cevherdeki değerin çözeltiye alınması
Kazanılması istenen metalin özelliklerine göre, farklı kimyasal çözücü ve yöntemlerin uygulanarak, çözeltiye alındığı aĢamadır. Liç sistemleri farklı Ģekilde isimlendirilmektedir. Bunlar;
a) Kullanılan çözücü cinsine göre liç sistemleri:
Çizelge 2.15’de de görüldüğü üzere; kullanılan çözücü cinsine göre asit liçi, bazik liç, tuzlar yardımıyla yapılan liç ve su ile liç olmak üzere liç sistemleri dört farklı gruba ayrılmaktadır. Yurdumuzda Kayseri Çin-kur’da uygulanan liç sitemi asit liçine örnek olarak verilebilir. Sistemin bir aĢamasında sülfürik asit ilavesiyle kurĢun çinko kompleksi çözeltiye alınarak elektroliz evresine hazırlanmaktadır. Diğer yandan SeydiĢehir Alüminyum tesisinde bazik liç iĢlemi uygulanmaktadır. Bu tesiste uygulanan Bayer prosesinin bir evresinde kireç ve soda ilavesiyle cevher çözündürme iĢlemine tabi tutulmaktadır
Liç iĢlemleri uygulanan yöntemlere göre de sınıflandırılabilmektedir. Çizelge 2.16’da bu yöntemlerin sınıflaması topluca sunulmuĢtur.
Çizelge 2.16. Liç iĢlemlerinin uygulanan yönteme göre sınıflandırılması (Canbazoğlu ve Girgin, 2001)
Liç Yöntemi Tane Boyutu Süre ĠĢlem Maliyeti
KarıĢtırmalı pülp liçi- basınç liçi
< 0.5 mm saat, gün yüksek
Perkolasyon veya tank liçi < 10 mm hafta yüksek
Hazırlıklı yığın liçi KırılmıĢ cevher ay düĢük
Hazırlıksız yığın liçi ĠĢlemden geçirilmiĢ cevher
yıl düĢük
Yerinde liç Yerinde gevĢetilmiĢ
cevher
yıl veya yıllar düĢük
Çizelge 2.16’da görüldüğü üzere seçilen yönteme göre bir liç prosesinin iĢlem süresi ve de maliyetinde farklılıklar olmaktadır. DeğiĢik yöntemlerle geçekleĢtirilen bu proseslerle ilgili genel bilgiler aĢağıda sunulmuĢtur.
Yerinde liç: Doğrudan doğruya cevher yatağına ya da eski madenlere uygulanan bir yöntemdir. Bu yöntemde çözücü kimyasal sulama yöntemiyle ilgili alana
verilir. Cevher yatağından geçen çözelti drenaj kanallarıyla toplanır. Çözeltiye alma süresinin uzun olması sistemin dezavantajıdır. Çözeltme süresini kısaltmak için sisteme ferrobacillus ferrooxidan, thiobacillus ferrooxidan gibi bakteriler ilave edilebilmektedir. Yerinde liç iĢleminde bu bakterilerin özellikle bakır sülfürlerin liçinde etkili olduğu bilinmektedir. ABD Clay West uranyum madeninde 1975 yılından itibaren bu yöntemle yılda 120 ton uranyum konsantresi üretilmeye baĢlanmıĢtır.
Yığın liçi: Maden stok sahalarında -15 cm’ye indirgenmiĢ cevher yığın haline getirilerek bir kimyasal çözücüyle iĢleme tutulması esasına dayanan bir liç yöntemidir. Cevhere geçirgen olmayan bir zemin üzerine yığılır ve sulama, yağmurlama gibi yöntemlerle taze çözelti cevher yığınına beslenir. Yüklü çözelti drenaj kanallarıyla alınır.
Yığın liçi bakır, uranyum ve altın gümüĢ gibi cevherlere uygulanabilmektedir. Uygulamalarda bakterilerden de yararlanılabilmektedir. ABD. Utah’ta 4.000.000 tonluk yığınlarda sülfürik asit çözeltisi uygulanarak bakır konsantresi kazanılmaktadır.
Tank liçi: Belirli bir boyutun altına indirgenmiĢ (- 5 mm) cevherin 20-40 saat süreyle bir tank içinde kimyasal çözücülerle iĢleme tutulmasına dayanan bir liç yöntemidir. Liç süresini kısaltmak amacıyla, cevhere indirgeme veya oksitleme gibi ön iĢlemler uygulanabilmektedir.
Süzülme liçi: Kimyasal bir çözücünün sabit bir cevher yatağından aĢağıya veya yukarıya doğru geçirilmesi ile yapılan iĢleme süzülme liçi denilmektedir. Ortamla 5 cm boyutundaki cevherlere uygulanır. Ayrıca liç süresini kısaltmak amacıyla cevhere ısıl iĢlemler de uygulanabilir.
KarıĢtırma liçi: Küçük boyuttaki cevherlerin (-0.5 mm) uygun bir tank içinde, atmosferik basınç ya da farklı basınçlarda, mekanik ya da pnömatik olarak karıĢtırılmasıyla yapılan liçe karıĢtırma liçi denilmektedir. Bu yöntemin, diğer yöntemlere kıyasla oldukça kısa bir liç süresine sahip olması (maksimum 10 saat) ve yüksek metal kazanma verimine olanak tanıması nedeniyle, günümüzde endüstriyel uygulamaları oldukça yaygındır.
Mekanik karıĢtırmalı liç; yüksek hızda dönen bir pervane yardımıyla gerçekleĢtirilirken, pnomatik liç; Pachua Tankı adı verilen kapalı tanklarda, yüksek basınçta yapılan liçler ise otoklav adı verilen kapalı tanklarda uygulanmaktadır. Söz konusu tanklardan ilk ikisi korozyon ve sıcaklığa üçüncüsü bunlara ilaveten basınca dayanıklı olmalıdır.
Basınç altında liç: Yüksek sıcaklık ve basınç altında uygulanan liçe basınç altında liç denilmektedir. Bu liç Ģekli sülfür cevherlerinden Co, Ni, Cu, Zn, Al ve bazı uranyum cevherlerinden uranyum konsantrelerinin kazanımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Sülfür cevherlerine uygulanan basınçlı liçte oksijenden baĢka reaktife gereksinim duyulmayıp; oksijenin genellikle yükseltgen olarak kullanılmaktadır.
ii) Değerlerin liç çözeltisinden kazanılması
Bu evrede, çeĢitli yöntemlerle çözeltiye alınan değerli metal ya da metal bileĢikleri çözeltiden kazanılmaktadır. Arta kalan çözelti ayarlanarak tekrar sisteme geri beslenmektedir. ĠĢlem ya katı-sıvı ayırma ya da çöktürme ile gerçekleĢtirilmektedir.
a) Katı-sıvı ayırma; Liç esnasında çözünmeyen katı kısımların ayrılması için çöktürme, koyulaĢtırma, filtreleme, yıkama ve berraklaĢtırma iĢlemlerinin uygulandığı evredir.
KarıĢtırma liçi dıĢındaki sistemlerde katı-sıvı ayırma iĢlemi çöktürme ile gerçekleĢtirilmektedir. KarıĢtırma liçinde ise ayırma filtreleme ya da ters akımlı yıkama ( counter current decantation) ile yapılmaktadır.
BerraklaĢtırılmıĢ Çözeltiden Değerlerin Kazanılması: BerraklaĢtırılmıĢ çözeltideki metallerin metal ya da metal bileĢikleri olarak kazanımı çöktürme yoluyla gerçekleĢtirilmektedir. Çöktürmenin baĢarılı olabilmesi için metal iyon konsantrasyonlarının yüksek olması gerekmektedir. Bu amaçla çözeltideki iyon değiĢtirme (ion exchange) ve organik çözündürme (solvent extraction) gibi yöntemler uygulanarak çözeltideki metal iyon konsantrasyonları artırılmaktadır.
b) Çöktürme; Uygun konsantrasyondaki çözeltiden metal kazanmak amacıyla uygulanan yönteme çöktürme denir. Çöktürme kimyasal ve elektrokimyasal olmak üzere iki Ģekilde uygulanır.
Kimyasal çöktürmede ya çözeltinin pH’ ı ayarlanarak ya da bazı kimyasal reaktifler ilavesiyle değerli metalin oksit, hidroksit ya da tuz olarak çöktürmesi sağlanır. Buna örnek olarak asit liçinden sonra uranyumun oksitleri olarak çöktürülmesi verilebilir.
Elektrokimyasal çöktürme ise metal iyonun, dıĢarıdan gerekli iyonlar sağlanarak, indirgenerek metal halinde çöktürülmesi iĢlemidir. Bu çöktürme ya sementasyon ya da elektroliz yoluyla yapılmaktadır.
Sementasyonda çözeltiden kazanılacak metal iyonundan daha aktif bir metal iyonu ortama verilir. Böylece kazanılması istenen metal çöktürülür. Örneğin siyanür liçinden sonra çözeltideki altın ve gümüĢ, daha aktif olan çinko ilavesiyle ortamda
çöktürülerek kazanılır. Aynı Ģekilde liç çözeltisindeki bakır, daha aktif olan demir ilavesi ile ortamda metal olarak çöktürülür.
Elektroliz iĢleminde ise metal iyonuna elektron sağlanması dıĢarıdan elektrik uygulanarak yerine getirilir. Bu Ģekilde metal üretimine elektrolitik kazanım ya da redüksiyon elektrolizi denir. Bakır ve çinkonun elektrolitik olarak kazanımı günümüzde en yaygın kullanılan yöntemlerden birisidir (Önal, 1985).