Tungsten Atıklarından Bakır ve Molibdenin Geri Kazanımı

Ganzhou Demirsiz Metaller Eritme Tesisi’ne ait Tungsten Arıtma Tesisi, 1954 yılında inşa edilmiş ve 1958 yılında faaliyete geçmiştir. Tesis, Jiangxi Eyaleti’nin güneyindeki küçük ve orta ölçekli tungsten madenlerinden elde edilen tungsten-kalay ham konsantrelerini ve ara ürünlerini işlemek için ağırlıklı olarak kuru manyetik ayırma, yerçekimi tablolama-flotasyon (sallanan masa flotasyonu), scheelit tablolama-flotasyonu, flotasyon ve elektrostatik ayırma yöntemlerini kullanarak, Jiangxi Eyaleti'nin güneyindeki küçük ve orta ölçekli tungsten madenlerinden ve eyalet genelindeki sivil maden galerilerinden elde edilen tungsten-kalay ham konsantrelerini ve orta ürünlerini işler. Tesisin tasarım kapasitesi 30 t/gündür ve tungsten, kalay, molibden, bizmut ve bakır olmak üzere beş metalin geri kazanımı gerçekleştirilmektedir. Doksan yılı aşkın üretim deneyiminin ardından, her gün büyük miktarlarda atık maden cevheri depolama amacıyla atık barajına boşaltılmaktadır. Bu atık maden cevheri, hâlâ çeşitli değerli metalik mineraller içermektedir. Maden kaynaklarını tam olarak değerlendirmek ve eski atıklardan kaynak geri kazanımı sağlamak amacıyla, arıtma tesisi atık barajından bakır, tungsten, gümüş ve diğer değerli metallerin kapsamlı bir şekilde geri kazanılmasına yönelik araştırmalar yürütmüş ve endüstriyel uygulamada başarıya ulaşmıştır.

Atık yığınlarındaki başlıca metalik mineraller arasında kalkopirit, kalkosit, bismutinit, volframit, şel, molibdenit, pirit, arsenopirit, pirhotit vb. yer almaktadır. Ametalik mineraller arasında kuvars, kalsit, mika, florit vb. bulunur. Atıklar yüksek oranda çamur içerir ve mineral yüzeyleri hafifçe oksitlenmiştir. Bakır ve bizmut birbirine karışmış durumdadır ve benzer yüzdürme özelliklerine sahiptir. Volframit, kasiterit ve kuvars ile birbirine karışmış durumdadır. Değerli metal gümüş, kurşun-bizmut-kükürt mineralleriyle birlikte bulunur. Bakır, esas olarak kompakt formda kalkopirit olarak bulunur ve kısmen serbest haldedir. Atık maden cevheri malzemesinin tane boyutu –0,043 mm ile +0,010 mm aralığındadır ve değerli mineraller büyük ölçüde serbest haldedir. Malzemenin yığın yoğunluğu 1,8 g/cm³, özgül ağırlığı ise 2,76 g/cm³'tür. Atıkların çok elementli analiz sonuçları Tablo 4-64'te gösterilmiştir. Boyut analizi sonuçları ise Tablo 4-65'te verilmiştir. Tablo 4‑65, malzemenin yüksek oranda ince parçacıklar içerdiğini göstermektedir; –0,104 mm ile +0,074 mm arasındaki fraksiyon ,92%’yi oluşturmaktadır ve bu fraksiyondaki değerli metaller olan WO₃ ve Cu’nun sırasıyla ,41% ve ,08%’yi oluşturduğu görülmektedir. Atık madenlerde yüksek oranda arsenik, demir, kükürt ve bizmut bulunmaktadır ve bu minerallerin yüzdürme özellikleri bakır minerallerine benzer olduğundan, flotasyon yoluyla bakır tenörünü yükseltmek zordur.

Tablo 4-64: Atıkların çok elementli analiz sonuçları (kütle fraksiyonu / %)

Tablo 4-65: Malzeme Elek Analizi Sonuçları

Küçük ölçekli testler ve endüstriyel denemeler temel alınarak, atıkların yeniden işlenmesine yönelik üretim süreci (bkz. Şekil 4-45) şu şekilde belirlenmiştir: Atıklar önce çamur ve reaktif giderme işlemlerine tabi tutulur, ardından sınıflandırılır ve öğütülür. Flotasyonda, bir kaba ayırma aşaması, iki arındırma aşaması ve üç temizleme aşaması sonucunda bakır konsantresi elde edilir. Flotasyon atıkları daha sonra çalkalama masalarında işlenerek kuvars gibi gang mineralleri ayrılır; ardından demiri uzaklaştırmak için düşük yoğunluklu manyetik ayırma uygulanır ve son olarak ıslak yüksek yoğunluklu manyetik ayırıcıya gönderilerek wolframit ince çamur konsantresi ve scheelit-kassiterit orta fraksiyonu geri kazanılır. Wolframit ince çamuru, APT üretimi için tesisin tungsten hidrometalurji atölyesine gönderilirken, bakır konsantresi ise dışarıya satılır.

Üretim akışına ilişkin proses koşulları Tablo 4-66’da gösterilmiştir.

Tablo 4-66: Üretim sırasında ölçülen proses koşulları

Şekil 4-45: Atıkların yeniden işlenmesine yönelik üretim akış şeması

Üretim endeksleri Tablo 4-67’de gösterilmiştir.

Tablo 4-67 Üretim endeksleri (%)

Temmuz 1994’ten Temmuz 1996’ya kadar olan iki yıllık dönemde, toplam 56,2 ton bakır metali, 47,6 ton tungsten ince çamur metali (WO₃) ve 292 kg gümüş geri kazanılmıştır.