Siyanürle ekonomik şekilde kazanılamayan cevherlere “refrakter” cevher denmektedir. Daha yüksek siyanür ve oksijen ilavesiyle ekonomik olarak kazanılabilen cevherlere ise “kompleks” cevherler denir (Şekil 3.1). Bununla birlikte serbest altın içeren cevherler gravite, flotasyon ve direkt liç metodlarıyla verimli bir şekilde zenginleştirilebilmektedir. Siyanür liçi ile kolayca çözeltiye alınamayan ve refrakter olarak adlandırılan altın cevherlerinin klasik siyanür liç yöntemiyle kazanımları güç ve verimleri çok düşüktür (Brierly, 1995). Bunun nedeni de, bu tip altın oluşumlarında altın taneciklerinin cevher içinde küçük taneler halinde dağılmış olmasıdır. Refrakter altın cevherleri; pirit (FeS2), arsenopirit (FeAsS), markazit (FeS2) ve pirotit (FeS) gibi sülfürlü minerallerden oluşmaktadır. Refrakter altın cevherlerinin doğrudan kazanımının güç olması nedeniyle, kavurma, oksijenli ortamda basınç liçi veya bakteri liçi gibi ön işlemlerden geçirilerek alkali siyanür (NaCN, KCN) liç işlemi için, hazır hale getirilmektedir (Haque, 1999). Refrakter altın cevherlerinin düşük olan Au kazanma verimlerini arttırmak üzere, liç öncesinde bir ön işlemden geçirilerek değerlendirilmektedir. Mikrodalga ön işlemi sırasında, pirit ve arsenopirit gibi sülfürlü minerallerin yüksek sıcaklıkta oksidasyonu ile birlikte iç bünyede biriken gaz basıncının meydana getirdiği kırık ve çatlak gibi yapısal değişimlerle özgül yüzey alanında belirgin bir artış olmaktadır (Beeby, 1992; Huang, 2000). Bu da müteakip liç işlemi, dolayısıyla Au kazanma verimi üzerinde olumlu bir etki yapmaktadır.
24
Şekil 3.1 Altın cevherlerinin sınıflandırılması (La Brooy, Linge ve Walker, 1994).
Plaser cevherler ön hazırlama gerektirmeyen cevherlerdir. Geleneksel olarak bu cevherler gravite zenginleştirmesi gibi fiziksel metotlar ile zenginleştirilirler. Modern gravite zenginleştirme cihazları olan Knelson ve Falcon konsantratörlerinde gravite kuvvetine ilave olarak santrifüj kuvvetten de yararlanıldığı için çok ince taneli altın partikülleri kazanılabilmektedir. Diğer bir proses ise kömür-yağ aglomerasyonudur. Bu yöntem alivüal cevherler ve diğer serbest altın cevherleri için önerilmektedir. Şekil 3.2’de serbest öğütme ve yarı refrakter cevherler için altın üretiminde genel bir akım şeması verilmiştir (Bellamy, House ve Veal, 1989; La Brooy ve ark., 1994).
Kompleks cevherler yüksek siyanür, oksijen tüketen ve altın adsorbe eden cevherler olarak kabul edilmektedir. Bu tür cevherler liç kinetiğini yavaşlatıp, siyanür tüketimini artırmaktadır. Fazla miktardaki siyanür tüketimi bazı oksit ve sülfürlerin reaksiyonları ile oluşmaktadır. Bu tür reaksiyonlar aşırı reaktif tüketimine sebep olup üretim maliyetini yükselttiği gibi, altın kazanım oranını da düşürmektedir. Şekil 3.3’de siyanür tüketici kompleks cevherler için altın üretiminde uygulanan genel bir akım şeması verilmiştir. Kompleks cevherler genellikle pirotit, markasit, kovallit, digenit, kalkosit, arsenik ve antimuan sülfürler ve çinko sülfürler gibi sülfür mineralleri içerirler. Altın cevherinde %1 den fazla bakır sülfür mineralleri bulundugunda siyanür liçi ile altın kazanımı genellikle ekonomik olmamakta ve bakırın uzaklaştırılması için kimyasal ön iyileştirme veya flotasyon işlemi uygulanmaktadır. Bakır minerallerinin siyanürle bakır(I) siyanür kompleksleri oluşturarak büyük oranda siyanür tüketimine sebep oldukları bilinmektedir (La Brooy ve ark., 1994).
Şekil 3.3 Siyanür tüketici kompleks cevherler için önerilen altın üretimi akım şeması (La Brooy ve ark., 1994).
Pirotit gibi reaktif sülfürler yüksek miktarda oksijen tüketirler (demir(II)’nin demir(III)’e oksitlenmesi ve sülfürlerin sülfata okside olması gibi). Gerekli olan
26
oksijen ihtiyacı, hidrojen peroksit veya kalsiyum peroksit gibi oksidantlardan karşılanmaktadır. Oksijen tüketici kompleks cevherlerin zenginleştirilmesine ait genel akım şeması Şekil 3.4’de verilmiştir. Havalandırmadan sonra uygulanacak flotasyon işlemiyle, okside olmuş sülfürler kolayca flotasyon artığına alınmaktadır (La Brooy ve Komosa, 1992).
Şekil 3.4 Oksijen tüketici kompleks altın cevherlerine ait genel akım şeması (La Brooy ve ark., 1994).
Altın cevherlerinin karbon veya hümik asit gibi bileşenler içermesi durumunda doğrudan siyanürleme ile altın kurtarma verimi %30’u geçmemektedir. Cevher içerisindeki karbonlu mineraller çözünmüş altını adsorbe etme özelliği taşımaktadırlar. Bunun bilinen örneği ABD’deki Carlin cevheridir ve karbonlu malzemeler Au(CN)-2 bileşiğini adsorbe etmektedir. Carlin cevherinin Cl2 (klorlama) ile ön oksitlenmesi sayesinde karbonlu malzemeler deaktive edilmektedir. Alternatif olarak kavurma ve bakteriyel ön iyileştirme altın adsorbe etme özelliğini yok etmektedir ve altın geleneksel siyanür, brom, klor veya tiyoüre liçi ile kazanılmaktadır. Altın adsorblayıcı kompleks cevherlerden altın üretiminde takip edilebilecek zenginleştirme işlemleri şematik olarak Şekil 3.5’de verilmiştir (Andreazza, 1988).
Şekil 3.5 Altın adsorblayıcı kompleks cevherlere ait örnek altın üretim akım şeması (La Brooy ve ark., 1994).
Refrakter cevherlerde arsenopirit, pirit ve kalkopirit altını bünyesinde tutan başlıca mineraller. Sülfürlü yapıdaki refrakter altın cevherler için üretim yöntem seçimi güçtür ve büyük ölçüde mineraloji ve altının yerleşimine bağlıdır. Refrakter altın cevherlerinin ön hazırlığında kullanılan iyileştirme işlemleri Şekil 3.6’da gösterilmiştir (La Brooy ve ark., 1994).
Şekil 3.6 Refrakter cevherlerin ön hazırlığında kullanılan iyileştirme işlemleri (La Brooy ve ark.,
28
Altın madenciliğinde, kırma/öğütme sonrasında teknoloji seçimi, cevher içindeki altın taneciklerinin büyüklüğüne, cevherin oluşum koşullarına, türüne, cevherde bulunan diğer minerallerin mineralojik, kimyasal, fiziksel özelliklerine ve altının tenörüne bağlıdır. Genelde, altın tanecikleri mikroskobik boyutta dağılmış ise siyanür yardımı ile çözeltiye alma teknolojisi kullanılmaktadır. 120 yılı aşkın süredir siyanürleme teknolojisi dünya altın üretiminin %84’ünde kullanılmaktadır. Cevher içerisindeki altının alınmasında uygulanan yöntemler isteğe bağlı değildir. Altın tanelerinin boyutuna ve cevherin özelliklerine bağlı olarak dünya altın madenciliğinde başlıca 3 yöntem kullanılmaktadır (Roshan, 1990).
Şekil 3.7 Endüstriyel proseslerin dünya altın üretimindeki payı (Roshan, 1990).
Altın zenginleştirmesinde dünyada 4 ana yöntem kullanılmaktadır.
Gravite konsantrasyonu (daha çok altının nabit olarak bulunduğu plaser altın yataklarında).
Flotasyon (altının kayaçtaki diğer minerallerle birlikte olduğu ve baz metal cevherleri için).
Siyanür liçi (dünya altın üretiminin %84’den fazlasının yapılmasında kullanılan en güncel ve modern yöntemdir).
Civalı amalgamasyon (geri dönüşü mümkün olmayan çevresel etkileri mevcut, bırakılmaya başlanmıştır).
Çözeltiden metal kazanımın kolay ve ucuz olması, prosesin yüksek sıcaklık gerektirmemesi, düşük tenörlü cevherlere yaygın olarak uygulanıyor olması gibi üstünlükler liç işlemini; yüksek sıcaklık gerektiren ve işletme maliyeti yüksek olan pirometalurjiye karşı daha avantajlı hale getirmektedir. Bunlara ilave olarak, liç işleminde değerli metaller doğrudan çözeltiden kazanılmakta ve SO2 gibi zararlı gazların emisyonun önlenmesiyle de çevreye daha az zararlı ve eliminasyonu daha düşük maliyet gerektiren atıklar ortaya çıkmaktadır. Bu avantajların yanısıra hidrometalurjik işlemler de bazı dezavantajlara sahiptir. Bunlar çözeltideki düşük metal kazanımı, katı-sıvı ayırımındaki güçlükler, düşük sıcaklık uygulanması nedeniyle fazla zamana gereksinim duyulması ve saflaştırma sırasındaki empüritelerin olumsuz etkileridir.