Altın Cevherleri maden işleme

7.4.1 Altın İçeren Cevherler

Altın içeren cevherlerden altının çıkarılması, büyük ölçüde yatağın yapısına, cevherin mineralojisine ve cevher içindeki altının dağılımına bağlıdır. Altının çıkarılması için kullanılan yöntemler, aşağıdaki birim işlemlerden oluşur:

(1) Ağırlık kuvvetiyle ön konsantrasyon yöntemi, esas olarak iri taneli doğal altın içeren alüvyon yataklarından altın geri kazanımı için kullanılır. Ağırlık kuvveti yöntemi genellikle flotasyon ve/veya siyanürleme ile birlikte kullanılır.

(2) Hidrometalurjik yöntemler genellikle oksitlenmiş yataklardan (yığın liç), düşük tenörlü sülfür cevherlerinden (siyanürleme, CIP, CIL) ve işlenmesi zor altın cevherlerinden (otoklav, biyolojik ayrıştırma ve ardından siyanürleme) altın geri kazanımı için kullanılır.

(3) Yüksek derecede refrakter altın cevherleri (karbonlu sülfürler, arsenikli altın cevherleri) ve siyanürle işleme öncesinde uzaklaştırılması gereken, siyanür tüketimini artıran safsızlıklar içeren cevherler için pirometalurjik (kavurma) ve hidrometalurjik yöntemlerin bir kombinasyonu kullanılır.

(4) Flotasyon yöntemi, altın içeren bakır cevherlerinden, baz metal cevherlerinden, bakır-nikel cevherlerinden, platin grubu cevherlerinden ve diğer işlemlerin uygulanamadığı birçok başka cevherden altın geri kazanımı için yaygın olarak kullanılan bir tekniktir. Flotasyon ayrıca, hidrometalurjik işlemden önce (yani karbon ön flotasyonu) engelleyici safsızlıkların giderilmesi ve daha ileri işlemler için düşük sülfürlü ve refrakter cevherlerin zenginleştirilmesi amacıyla da kullanılır. Flotasyon, altını konsantre etmek için en uygun maliyetli yöntem olarak kabul edilir.

Flotasyon tekniği, sadece daha ileri işleme tabi tutulmak üzere düşük tenörlü altın cevherinin zenginleştirilmesinde değil, aynı zamanda işlenmesi zor (refrakter) altın cevherlerinin zenginleştirilmesi ve ayrıştırılmasında da kullanılır. Flotasyon, aynı zamanda baz metal cevherlerinden ve altın içeren PGM cevherlerinden altın geri kazanımı için en iyi yöntemdir. Yerçekimi ön konsantrasyonu hariç tutulduğunda, flotasyon en uygun maliyetli zenginleştirme yöntemi olmaya devam etmektedir.

Altın, doğası gereği nadir bir metaldir ve düşük tenörlü yatakların ortalama tenörleri 3 g/t ile 6 g/t arasında değişmektedir. Altın, ağırlıklı olarak silikat damarlarında, alüvyon ve plaser yataklarında saf halde veya sülfürler içinde kapsüllenmiş olarak bulunur. Altının diğer yaygın oluşum biçimleri arasında bakır, tellür, antimon, selenyum, platin grubu metaller ve gümüş ile oluşturduğu alaşımlar yer alır. Masif sülfür cevherlerinde altın, yukarıda belirtilen çeşitli biçimlerde bulunabilir ve bu durum flotasyon geri kazanımını etkiler.

Altın içeren masif sülfür cevherlerinin flotasyonu sırasında, genellikle baz metal konsantrelerinin üretimine ağırlık verilir ve altın geri kazanımı ikincil bir öneme sahip olur. Baz metal cevherlerinde önemli miktarda altın bulunan bazı durumlarda ise, altın, baz metal atıklarından flotasyon yoluyla ayrıştırılır. Altın içeren cevherlerin flotasyonu, cevher türüne göre (yani altın cevheri, altın-bakır cevheri, altın-antimon cevherleri vb.) sınıflandırılır; çünkü farklı cevherlerden altın geri kazanımı için kullanılan flotasyon yöntemleri birbirinden büyük ölçüde farklıdır.

Bir altın cevheri için en uygun işleme yönteminin belirlenmesinde, yatağın jeolojisi ve cevherin mineralojisi belirleyici bir rol oynar. Altın yataklarının jeolojisi, sadece yataklar arasında değil, aynı yatak içinde de önemli ölçüde değişiklik gösterir. Tablo 7.1, altın cevherlerinin başlıca genetik tiplerini ve mineral bileşimlerini göstermektedir.

Dünya altın üretiminin 50%’sinden fazlası, klastik tortul yataklardan elde edilmektedir. Birçok jeolojik cevher türünde, birincil cevherler, ikincil cevherler ve oksit cevherler dahil olmak üzere çeşitli alt türler bulunabilir. İkincil cevherlerin bir kısmı, yüksek derecede refrakter cevherler grubuna aittir. Eski minerallerin sayısı ve bunların birleşimleri nispeten azdır ve şu üç gruba ayrılabilir: (1) doğal altın ve alaşımları; (2) tellüridler; (3) platin grubu metallerle ilişkili altın. Tablo 7.2'de başlıca altın mineralleri ve bunların birleşimleri listelenmiştir.

Tablo 7.1 Altın yataklarının yaygın genetik tipleri

Tablo 7.2 Binbaşı altın mmineraller

Devamı: Tablo 7.2

7.4.2 Altın Minerallerinin Flotasyon Özellikleri

Yüzey kirleticilerinden arındırılmış doğal altın ve alaşımları, ksantat toplayıcılarla kolayca yüzdürülebilir. Ancak çoğu zaman altın yüzeyleri kirlenmiş veya çeşitli safsızlıklarla kaplıdır. Altın yüzeylerinde bulunan safsızlıklar arasında argentit, demir oksitler, galenit, arsenopirit veya bakır oksitler sayılabilir. Bu tabakanın kalınlığı 1-5 μm civarında olabilir. Bu nedenle, doğal altın ve alaşımlarının yüzdürme özellikleri büyük ölçüde değişiklik gösterir. Demir oksitler veya bakır oksitlerle kaplı altının yüzdürülmesi oldukça zordur ve kirletici maddelerin giderilmesi için özel bir işlem gerektirir.

Öte yandan, tellüridler az miktarda toplayıcı varlığında kolayca yüzdürülebilir ve tellüridlerin doğal olarak hidrofobik olduğu düşünülmektedir. Minnesota’dan (ABD) elde edilen tellüridler, diti fosfat toplayıcılar kullanılarak yüzdürülmüş ve %9%’nin üzerinde altın geri kazanımı sağlanmıştır.

Platin grubu metallerle birlikte bulunan altının flotasyon davranışı, görünüşe göre platin grubu minerallerinin (PGM’ler) veya PGM’lerle birlikte bulunan diğer minerallerin (yani nikel, pirhotit, bakır ve pirit) flotasyon davranışıyla aynıdır. Bu nedenle, PGM'ler için geliştirilen reaktif şeması altın geri kazanımını da sağlamaktadır. Normalde, PGM'lerin ve bunlara bağlı altının flotasyonu için, ksantat ve diti fosfatın bir kombinasyonu, gang depresanları olan guar zamkı, dekstrin veya modifiye selüloz ile birlikte kullanılır. Güney Afrika’daki PGM işletmelerinde, PGM konsantresine geri kazanılan altın oranı ile arasında değişmektedir.

Doğal altın ve alaşımlarının flotasyonunda belki de en zorlu sorun, altının öğütme sırasında tabaka, damar ve pul haline gelme ve çeşitli şekiller alma eğilimidir. Keskin kenarlı parçacıklar hava kabarcıklarından ayrılma eğilimindedir ve bu da altın kayıplarına yol açar. Bu şekil faktörü, yerçekimi yöntemiyle altın geri kazanımını da etkiler.

Altın içeren baz metal cevherlerinin flotasyonunda, bakır-kurşun, kurşun-çinko ve bakır-kurşun-çinko cevherlerinin seçici flotasyonu için normalde kullanılan bir dizi modifiye edici madde, altının yüzdürülebilirliği üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. Bu tür modifiye ediciler arasında, aşırı miktarlarda eklendiğinde ZnSO₄·7H₂O, SO₂, Na₂S₂O₅ ve siyanür bulunur.

Oksijenin varlığı, altın üzerindeki toplayıcının adsorpsiyonunu ve yüzdürülebilirliğini önemli ölçüde artırmaktadır. Şekil 7.5, toplayıcının adsorpsiyonu ile ham maddedeki oksijen konsantrasyonu ve koşullandırma süresi arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Modifiye edicinin türü ve pH değeri de altının yüzdürülmesinde önemli parametrelerdir.

Şekil 7.5 Altın üzerinde ksantat adsorpsiyonu ile koşullandırma arasındaki ilişki

çeşitli konsantrasyonlardaki ksantatın bulunduğu ortamda geçen süre

1—konsantrasyon 1; 2—konsantrasyon 2; 3—konsantrasyon 3

7.4.3 Farklı Türdeki Altın Cevherlerinin Flotasyonu

7.4.3.1 Düşük Sülfür İçeren Altın Cevherleri

Bu cevher türünün zenginleştirilmesi genellikle yerçekimi konsantrasyonu, siyanürleme ve flotasyonun bir kombinasyonunu içerir. Kaba altın içeren bir cevherde, altın genellikle yerçekimi ve flotasyon yoluyla geri kazanılır; ardından yeniden öğütülmüş flotasyon konsantresine siyanürleme uygulanır. Bazı durumlarda, siyanürleme atıklarında da flotasyon gerçekleştirilir. Flotasyonda kullanılan reaktif kombinasyonu, cevherde bulunan gangın yapısına bağlıdır. Yaygın olarak kullanılan toplayıcılar ksantatlar, ditiyofosfatlar ve merkaptanlardır. Flotasyon devresinin temizleme bölümünde, ikincil toplayıcı olarak iki tür toplayıcı kullanılır. Kısmen oksitlenmiş bir cevher söz konusu olduğunda, sülfidleştirici içeren hidrokarbon yağları gibi yardımcı toplayıcılar genellikle daha iyi sonuçlar verir. Tercih edilen pH düzenleyicisi, dispersan görevi gören ve aynı zamanda altın flotasyonuna olumsuz etki eden bazı ağır metal katyonları için kompleks oluşturucu reaktif görevi de gören soda külüdür. Kireç kullanımı genellikle doğal altın ve altın içeren sülfitlerin flotasyonunun azalmasına neden olur. Optimum flotasyon pH'ı 8,5 ile 10,0 arasında değişir. Köpürtücü türü de doğal altın ve altın içeren sülfitlerin flotasyonunda önemli bir rol oynar. Glikol esterleri ve siklik alkoller (çam yağı), altın geri kazanımını önemli ölçüde artırabilir. Modifiye edici reaktifler (baskılayıcılar) arasında sodyum silikat, nişasta, dekstrinler ve düşük moleküler ağırlıklı poliakrilamidler genellikle gang baskılayıcıları olarak seçilir. Florosilikik asit ve tuzları da altının yüzdürülebilirliği üzerinde olumlu bir etkiye sahip olabilir. Hamurda çözünür demirin bulunması, altın flotasyonu için son derece zararlıdır. Polifosfatlar ve organik asitler gibi az miktarda demir kompleks oluşturucu maddelerin kullanılması, demirin zararlı etkisini ortadan kaldırabilir.

7.4.3.2 Altın İçeren Cıva/Antimon Cevherleri

Genel olarak, bu cevherler işlenmesi zor cevherler grubuna aittir ve siyanürle işleme yönteminde genellikle düşük bir çıkarma oranı elde edilir. Cıva, siyanürde kısmen çözünür; bu da siyanür tüketimini artırır ve ekstraksiyon verimini düşürür. Şekil 7.6’da gösterilen akış şeması kullanılarak başarılı bir flotasyon yöntemi geliştirilmiştir; burada en iyi metalurjik sonuçlar, üç aşamalı öğütme ve flotasyon yaklaşımı kullanılarak elde edilmiştir.

Şekil 7.6: Altın içeren cıva-antimon cevherinin işlenmesi için geliştirilen flotasyon akış şeması
(Srdjan M. Bulatovic, 2010)

Farklı öğütme konfigürasyonlarıyla elde edilen metalurjik sonuçlar Tablo 7.3’te gösterilmiştir.

Flotasyon işlemi, kireç ile kontrol edilen alkali bir pH değerinde gerçekleştirildi. Döngüsel alkol köpük oluşturucu (çam yağı, kresilik asit) içeren bir ksantat toplayıcısının en etkili olduğu görüldü. Ksantatla birlikte az miktarda diti fosfat tipi bir toplayıcının kullanılması da faydalı oldu.

Tablo 7.3 Aşağıdakiler kullanılarak elde edilen altın geri kazanımı farklı akış şemasıets

7.4.3.3 Karbonlu Kil İçeren Altın Cevherleri

Bu cevherler, refrakter altın cevherleri grubuna aittir; bu grupta, flotasyon teknikleri şu amaçlarla kullanılabilir: (1) altın geri kazanımı için cevherin hidrometalurjik işleme sürecinden önce, işlemeyi engelleyen safsızlıkları gidermek; (2) cevheri, daha sonraki pirometalurjik veya hidrometalurjik işlemler için ön konsantre haline getirmek. Bu cevher türünün zenginleştirilmesi için kullanılan çeşitli flotasyon yöntemleri bulunmaktadır. En önemli yöntemlerden bazıları aşağıda açıklanmıştır.

(1) Karbonlu gang ve karbonun ön flotasyonu. Bu teknikte, altın geri kazanımı amacıyla yüzdürme artıkları üzerinde yapılacak ileri hidrometalurjik işleme hazırlığı kapsamında, yalnızca karbonlu gang ve karbon yüzdürme yoluyla geri kazanılır. Karbonlu gang ve karbon, sadece bir köpürtücü veya bir köpürtücü ile hafif bir hidrokarbon yağının (akaryakıt, gazyağı vb.) kombinasyonu kullanılarak doğal olarak yüzdürülebilir. Cevher kil içeriyorsa, kilin dağılmasını düzenleyen regülatörler kullanılır. Daha etkili regülatör reaktiflerinden bazıları arasında sodyum silikatlar ve oksitlenmiş nişasta bulunur.

(2) İki aşamalı flotasyon yöntemi. Bu teknikte, karbonlu gang yukarıda açıklanan yöntemle ön flotasyona tabi tutulur; ardından, aktivatör-toplayıcı kombinasyonları kullanılarak altın içeren sülfürlerin flotasyonu gerçekleştirilir. Karbonlu altın içeren cevherler üzerinde yürütülen kapsamlı çalışmalarda, birincil amin ile işlenmiş bakır sülfatın altın geri kazanımını önemli ölçüde artırdığı tespit edilmiştir. Amonyum tuzları ve sodyum sülfür (Na₂S·9H₂O) de, pH değeri 7,5 ile 9,0 arasında olduğunda altın içeren sülfürlerin yüzdürülmesi üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Modifiye bakır sülfat kullanılarak ve kullanılmadan elde edilen metalurjik sonuçlar Tablo 7.4’te gösterilmiştir.

Tablo 7.4. Aminle modifiye edilmiş CuSO₄’ün, karbonlu refrakter cevherden altın içeren sülfürlerin flotasyonuna etkisi

(3) Azot atmosferli flotasyon yöntemi. Bu teknik, öğütme ve flotasyon işlemlerinde reaktif sülfürlerin oksidasyonunu geciktirmek amacıyla azot atmosferi kullanır ve Nevada’dan (ABD) gelen karbonlu cevherlerde başarıyla uygulanmıştır. Yöntemin etkinliği şunlara bağlıdır: (1) cevherde bulunan karbonlu gang miktarı; (2) kilin miktarı ve türü. Karbon içeriği yüksek olan veya yüksek kil içeriğine sahip (ya da her ikisine de sahip) cevherler, azot atmosferli flotasyona uygun değildir.

7.4.3.4 Altın İçeren Bakır Cevherleri

Altın içeren bakır-altın cevherlerinden altının yüzdürülebilirliği, bu cevherlerdeki altının yapısına ve dağılımına ve demir sülfürlerle olan ilişkisine bağlıdır. Porfir bakır cevherindeki altın, doğal altın, elektrum, kuproaurid ve gümüşle ilişkili sülf tuzları şeklinde görülebilir. Porfir bakır-altın cevherlerinin yüzdürülmesi sırasında, genellikle pazarlanabilir bir bakır-altın konsantresinin üretilmesine önem verilir ve altın geri kazanımının optimizasyonu genellikle konsantresinin pazarlanabilirliği ile sınırlıdır. Bu cevherlerde altın geri kazanımını etkileyen mineraller, altın genellikle çok küçük inklüzyonlar halinde bulunduğu demir sülfürlerdir (örn. pirit, markazit vb.).

Dolayısıyla, cevherdeki demir sülfür içeriği, nihai konsantrede elde edilen altın verimini belirler. Şekil 7.7, iki farklı cevher türü için cevherdeki pirit içeriği ile bakır konsantresindeki altın verimi arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Altın kayıplarının çoğu pirit içinde meydana gelir.

Porfir bakır-altın cevherlerinin işlendiği ticari işletmelerde kullanılan reaktif şemaları önemli ölçüde farklılık gösterir. Piritin ayrıştırılmasının sorun teşkil ettiği bazı işletmelerde, 9,0 ile 11,8 arasındaki alkali bir pH değerinde diti fosfat toplayıcı kullanılır (örn. OK Tedi/PNG, Grasberg/Endonezya). Cevherdeki pirit içeriği düşük olduğunda ise, kireç veya soda külü ortamında ksantat ve ditiyofosfatlar kullanılır.

Son yıllarda, porfir bakır-altın cevherlerinden altın geri kazanımına yönelik ticari süreçlerin geliştirilmesinde, tüm sülfürlerin toplu flotasyonuna ağırlık verilmiş; bunu, toplu konsantrenin yeniden öğütülmesi ve piritten bakır-altının aşamalı flotasyonu izlemiştir. Bu tür bir akış şeması (Şekil 7.8), temizleyici-temizleyici aşamasında yüksek yoğunluklu koşullandırmayı da içerebilir. Standart sıralı flotasyon akış şeması ile toplu flotasyon akış şeması kullanılarak elde edilen metalurjik sonuçların karşılaştırması Tablo 7.5’te gösterilmiştir. Toplu flotasyon akış şeması kullanılarak altın geri kazanımında önemli bir iyileşme sağlanmıştır.

Tablo 7.5 Geleneksel yöntemlerle elde edilen metalurjik sonuçların karşılaştırılması ve Peru'dan gelen cevher için toplu flotasyon akış şemaları

Kil içeren bakır-altın cevherlerinin zenginleştirilmesi sırasında, az miktarda Na₂S’nin (doğal pH değerinde) kullanılması hem bakır hem de altın metalurjisini önemli ölçüde iyileştirir.

Çözünür katyonların (örn. Fe, Cu) varlığında, az miktarda organik asit (örn. oksalik, tartarik) ilavesi, bakır konsantresindeki altın geri kazanımını artırır.

Bazı porfir bakır cevherleri, kloritler ve alüminosilikatlar gibi doğal olarak yüzen atkı minerallerinin yanı sıra önceden aktive edilmiş kuvars içerir. Sodyum silikat, karboksimetilselüloz ve dekstrinler, atkı minerallerinin yüzdürülmesini kontrol etmek için yaygın olarak kullanılan bastırıcı maddelerdir. Masif sülfür bakır-altın cevherlerinden altın geri kazanımı, genellikle porfirik bakır-altın cevherlerine göre çok daha düşüktür; çünkü çoğu zaman altının büyük bir kısmı pirit ile birleşik haldedir. Normalde, bu cevherlerden altın geri kazanımı 'ı geçmez. Pirhotit ve markazit içeren bakır-altın cevherlerinin işlenmesi sırasında, alkali pH değerlerinde Na₂H₂PO₄ kullanımı pirhotit ve markaziti bastırır ve ayrıca bakır ve altın metalurjisini iyileştirir.

7.4.3.5 Oksit Bakır-Altın Cevherleri

Bakır-altın oksit cevherleri genellikle demir hidroksit çamurları ve çeşitli kil mineralleri ile birlikte bulunur. Bu cevherlerin işlenmesi zordur ve kil minerallerinin varlığında bu işlem daha da karmaşık hale gelir.

Son zamanlarda, esterle modifiye edilmiş ksantatlara dayanan yeni bir toplayıcı sınıfı, sülfidleştirme yöntemi kullanılarak altın içeren bakır oksit cevherlerinin işlenmesinde başarıyla kullanılmıştır. Tablo 7.6’da, Igarape Bahia cevheri üzerinde ksantat ve yeni bir toplayıcı kullanılarak elde edilen metalurjik sonuçlar karşılaştırılmaktadır.

Bu cevherlerin yüzdürülmesinde kullanılan katkı maddesi, sodyum silikat ve Calgon karışımından oluşuyordu. Kaynatılmış nişasta kullanılarak da iyi bir seçicilik elde edildi.

Tablo 7.6. Igarape Bahia oksit bakır/altın cevherinden bakır/altın geri kazanımı üzerine PM230 toplayıcısının etkisi

① PAX = potasyum amil ksantat.

7.4.3.6 Altın-Antimon Cevherleri

Altın-antimon cevherleri genellikle stibnit (1,5%-4,0% Sb), pirit, arsenopirit, altın (1,5-3,0 g/t) ve gümüş (40-150 g/t) içerir. Amerika Birleşik Devletleri ve Rusya'da birkaç tesis bir süredir faaliyettedir. Bu cevherlerin işlenmesi için iki ticari işlem mevcuttur:

(1) Altın içeren sülfürlerin seçici flotasyonu ve ardından pH değişikliği ile stibnit flotasyonu. Stibnit, nötr ve zayıf asidik pH değerlerinde iyi bir şekilde yüzerken, alkali ortamda (yani pH>8) indirgenir. Bu olgudan yararlanarak, altın içeren sülfürler alkali ortamda (yani pH>9,3) ksantat ve alkol köpükleyicisi ile yüzdürülür; ardından kurşun nitrat ile aktivasyonun ardından yaklaşık pH 6,0'da stibnit flotasyonu gerçekleştirilir. Bu yöntemin tipik metalurjik sonuçları Tablo 7.7’de gösterilmiştir.

Tablo 7.7: Sıralı flotasyon yöntemi kullanılarak elde edilen ürün metalurjik sonuçları

(2) Toplu flotasyonun ardından altın içeren sülfürlerin aşamalı flotasyonu ve stibnitin ayrıştırılması. Bu yöntem, Bradly konsantratöründe (ABD) uygulanmış olup aşağıdaki adımlardan oluşmaktaydı:

1. pH=6,5 değerinde kurşun nitrat (yani Sb aktivatörü) ve ksantat kullanılarak stibnit ve altın içeren sülfürlerin toplu flotasyonu,
2. Toplu konsantre, NaOH (pH=10,5) ve CuSO₄ varlığında yeniden öğütülür ve altın içeren sülfürler, az miktarda ksantat ilavesiyle yeniden yüzdürülür,
3. NaOH ve NaHS varlığında altın konsantresinin temizlenmesi.

Bu yöntemle elde edilen tesis metalurji sonuçları Tablo 7.8’de gösterilmiştir.

Tablo 7.8: Toplu flotasyon yöntemi kullanılarak elde edilen bitki metalurjik sonuçları

Kazakistan’dan elde edilen cevher üzerinde yapılan son araştırmalar, tiyonokarbamat toplayıcı kullanılarak gerçekleştirilen aşamalı flotasyonun, ksantat ile elde edilen sonuçlara kıyasla daha iyi metalurjik sonuçlar verdiğini ortaya koymuştur.

7.4.3.7 Arsenikli Altın Cevherleri

Ekonomik değeri olan arsenikli altın cevherleri iki ana gruba ayrılır. Bunlar, arsenikli altın içeren masif baz metal sülfürler (örneğin, Yunanistan’daki kurşun-çinko Olympias yatağı) ve baz metaller içermeyen arsenikli altın cevherleridir. Masif, baz metal içeren arsenikli altın cevherleri nadirdir ve dünyada sadece birkaç yatak bulunmaktadır. Tipik bir arsenikli altın cevheri, ana arsenik minerali olarak arsenopirit içerir. Bununla birlikte, ABD’nin Nevada eyaletindeki (Getchel yatağı) gibi bazı arsenikli altın cevherleri, başlıca arsenik içeren mineraller olarak realgar ve orpiment içerir. Arsenikli bir altın cevherinde pirit bulunuyorsa, bu pirit çok küçük miktarlarda altın içerebilir.

Baz metallerle birlikte bulunan arsenikli altın cevherlerinin flotasyonu, sıralı flotasyon tekniği kullanılarak gerçekleştirilir; bu teknikte önce baz metallerin flotasyonu yapılır, ardından altın içeren pirit/arsenopiritin flotasyonu gerçekleştirilir. Pirit/arsenopirit, zayıf asidik bir pH değerinde bir ksantat toplayıcı kullanılarak flotasyona tabi tutulur.

Önemli miktarda baz metal içermeyen arsenikli altın cevherleri, tüm sülfürlerin öncelikle toplu bir konsantre halinde geri kazanıldığı toplu flotasyon yöntemi kullanılarak işlenir. Altının pirit veya arsenopirit içinde bulunması durumunda, pirit ve arsenopiritin ayrıştırılması gerçekleştirilir. Ticari olarak kullanılabilen iki yöntem bulunmaktadır. İlk yöntem, arsenopiritin bastırılması ve piritin flotasyonunu kullanır ve aşağıdaki adımlardan oluşur:

(1) Az miktarda disodyum fosfat varlığında, konsantre çözeltinin pH’ını 4,5’te (H₂SO₄ ile kontrol edilerek) 75 ℃’ye ısıtın. Sıcaklık yaklaşık 10 dakika boyunca bu seviyede tutulur.

(2) Toplayıcı olarak etil ksantat veya potasyum butil ksantat kullanılarak piritin yüzdürülmesi. Bu ayırma işleminde genellikle glikol köpük oluşturucu da kullanılır.

Bu yöntem sıcaklığa karşı oldukça duyarlıdır. Şekil 7.9, sıcaklığın pirit/arsenopirit ayrışması üzerindeki etkisini göstermektedir. Bu özel durumda, altının büyük bir kısmı pirit ile birleşik haldeydi.

Arsenopirit baskılayıcı olarak potasyum peroksidisülfür kullanılarak da başarılı bir pirit/arsenopirit ayrımı sağlanabilir. İkinci yöntem, piritin baskılanması ve arsenopiritin yüzdürülmesini içerir. Bu yöntemde, ham konsantre yüksek dozda kireç (yani pH>12) ile işlenir; ardından arsenopiritin aktif hale getirilmesi için CuSO₄ ile bir koşullandırma aşaması uygulanır. Daha sonra arsenopirit, bir tiyonokarbamat toplayıcı kullanılarak yüzdürülür.

Şekil 7.9: Sıcaklığın, toplu pirit/arsenopirit konsantresinden pirit ve arsenopiritin ayrılmasına etkisi

Arsenopirit ile piritin ayrılması, sonraki işleme maliyetlerini düşürme açısından önemlidir. Genellikle, altının geri kazanılması için kavurma veya basınçlı oksidasyonun ardından siyanürleme işlemi uygulanır.

7.4.3.8 Baz Metal Sülfür Cevherleri

Kurşun-çinko, bakır-çinko, bakır-kurşun-çinko ve bakır-nikel cevherleri sıklıkla önemli miktarda altın içerir (yani 1 ile 9 g/t arasında). Bu cevher türlerindeki altın genellikle elementel altın olarak bulunur. Bu cevherlerdeki altının büyük bir kısmı, geri kazanılamaz olarak kabul edilen pirit içinde ince bir şekilde dağılmıştır. Ticari kalitede bakır, kurşun ve çinko konsantreleri üretmenin önemi nedeniyle, birçok durumda altın geri kazanımını optimize etme imkanı mevcut olmasına rağmen, altın geri kazanımının iyileştirilmesine çok az önem verilir veya hiç önem verilmez. Normalde, baz metal cevherlerinden altın geri kazanımı ile arasında değişmektedir.

Bakır-çinko ve bakır-kurşun-çinko cevherlerinde altın, bakır konsantresinde birikir. Kurşun-çinko cevherlerinin işlenmesi sırasında ise altın, kurşun konsantresine geçme eğilimindedir. Baz metal cevherlerinden altın geri kazanımı ile ilgili bilgiler sınırlıdır. Çeşitli baz metal cevherleri üzerinde yapılan en son çalışmalar, bu cevherlerden altın flotasyon davranışının bazı önemli özelliklerini ortaya koymuştur. Uygun reaktif şemalarının seçilmesiyle baz metal konsantresine altın geri kazanımının önemli ölçüde artırılabileceği gösterilmiştir.

7.4.3.9 Altın İçeren Kurşun-Çinko Cevherleri

Bu cevherlerin bazıları, 0,9 g/t ile 6,0 g/t arasında değişen önemli miktarlarda altın içermektedir. Bu cevherlerden elde edilen altın geri kazanım oranı 35% ile 75% arasında değişmiştir. Laboratuvar çalışmaları, kurşun flotasyonunda yaygın olarak kullanılan bir çinko baskılayıcı olan yüksek dozajda çinko sülfat kullanımının, altının yüzdürülme özelliğini önemli ölçüde azalttığını göstermiştir. ZnSO₄·7H₂O ilavesinin kurşun konsantresindeki altın geri kazanımı üzerindeki etkisi Şekil 7.10'da gösterilmiştir.

Kurşun konsantresindeki altın geri kazanımını artırmak amacıyla, ZnSO₄·7H₂O’ya alternatif bir depresan kullanılabilir. Na₂S + NaCN veya Na₂SO₃ + NaCN gibi depresan kombinasyonları kullanılabilir.

Şekil 7.10. ZnSO₄ ilavelerinin kurşun-çinko cevherlerinden altın geri kazanımı üzerindeki etkisi

Bakır-çinko cevherlerinden elde edilen altın geri kazanım oranı, genellikle kurşun-çinko veya bakır-kurşun-çinko cevherlerinden elde edilene göre daha yüksektir. Bu durum iki ana faktöre atfedilir: Cu-Zn cevherlerinin işlenmesi için bir reaktif şeması seçerken, diğer cevher türlerine kıyasla daha fazla seçenek mevcuttur ve bu da altın flotasyonu için daha elverişli bir reaktif şemasının seçilmesine yol açabilir. Ayrıca, bu cevherlerin işlenmesinde siyanür içermeyen bir depresan sistemi kullanılabilir ve bu da altın geri kazanımının artmasına yol açar. Kurşun-çinko cevherlerinin işlenmesi sırasında bu seçenek mevcut değildir. Tablo 7.9, farklı depresan kombinasyonlarının bakır-çinko cevherinden altın geri kazanımı üzerindeki etkisini göstermektedir. Siyanür içermeyen bir depresan sisteminin kullanılması, bakır konsantresindeki altın geri kazanımında önemli bir artış sağlamıştır.

Tablo 7.9 Farklı depresan kombinasyonlarının altın geri kazanımına etkisi Kutcho Creek maden yatağının alt bölgesinden elde edilen bakır konsantresi

7.4 Altın Cevherleri

Devamı: Tablo 7.9

     Altın İçeren Bakır-Kurşun-Çinko Cevherleri

Bu cevherlerin karmaşık yapısı ve işlenmeleri için nispeten karmaşık bir reaktif şeması gerekliliği nedeniyle, altın geri kazanım oranı genellikle kurşun-çinko veya bakır-çinko cevherlerinden elde edilene göre daha düşüktür. Bu cevherlerden altının flotasyonuyla ilgili başlıca sorunlardan biri, altın mineralojisiyle ilgilidir. Altının büyük bir kısmı genellikle mikron altı boyutlarda pirit içinde bulunur. Kaba elementel altın ve elektrum mevcutsa, altın yüzeyleri sıklıkla demir veya kurşunla kaplıdır ve bu da yüzdürülebilirliğin önemli ölçüde azalmasına neden olabilir.

Toplayıcı türü ve proses şeması konfigürasyonu, bu cevherlerden altın geri kazanımında önemli bir rol oynamaktadır. Toplu Cu-Pb flotasyonunun ardından Cu-Pb ayrıştırmasının yapıldığı bir proses şemasında, altın geri kazanımı, sıralı Cu-Pb flotasyon proses şemasıyla elde edilene göre daha yüksektir. Laboratuvar testlerinde, Aerophine toplayıcı tipinin ksantat ile birlikte kullanılması, diti fosfat veya tiyonokarbamat toplayıcılara kıyasla altın geri kazanımı üzerinde olumlu bir etki göstermiştir. Tablo 7.10, Aerophine toplayıcı ile elde edilen metalurjik sonuçları, diti fosfat toplayıcı ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırmaktadır.

Tablo 7.10 Toplayıcı türünün Cu-Pb-Zn-Au metalurjisi üzerindeki etkisi kurşun içeriği yüksek bir cevherden elde edilen sonuçlar, Crandon (ABD)

7. Bölüm: Demir Dışı Metal Cevherlerinin Zenginleştirme Uygulamaları

Altın içeren Cu-Pb-Zn cevherlerinin karmaşık yapısı nedeniyle, kullanılan reaktif şemaları da karmaşıktır. ZnSO₄, NaCN ve kireç gibi reaktif modifiye edicilerin kullanılması gerekmektedir; bunların tümü altın flotasyonunu olumsuz etkilemektedir.

7.4.4 Sonuçlar

Altın içeren cevherlerin flotasyonu, ister sonraki altın geri kazanım işlemleri (örneğin pirometalurji, hidrometalurji) için toplu konsantrelerin üretimi amacıyla, ister baz metal konsantrelerinden altının geri kazanımı amacıyla yapılsın, altını konsantre etmek ve sonraki aşamalardaki maliyetleri düşürmek açısından çok önemli bir yöntemdir.

Elementel altın, elektrum ve tellüridlerin yüzdürülmesi, bu minerallerin baz metalden oluşan masif sülfürlerden ayrıştırıldığı durumlar hariç, genellikle oldukça verimlidir.

Baz metal sülfürleri içeren cevherlerden altın içeren sülfürlerin flotasyonu birçok zorluk barındırır ve altın genellikle mikron boyutunda bu minerallerle birlikte bulunduğu için, altın içeren belirli mineralin (yani pirit, arsenopirit, bakır vb.) flotasyonu olarak değerlendirilmelidir.

Altının ön konsantrasyonu için bir flotasyon tekniğinin seçimi, büyük ölçüde cevherin mineralojisine, gang bileşimine ve altın parçacık boyutuna bağlıdır. Altın içeren minerallerin flotasyonu için evrensel bir yöntem bulunmamaktadır ve süreç, cevherin özelliklerine göre uyarlanır. Her cevher için kendine özgü bir reaktif şeması ve akış şeması gereklidir. Faaliyette olan tesislerin çoğunda altın metalurjisini iyileştirme imkânları bulunmaktadır. Bu iyileştirmelerin çoğu, toplayıcılar ve modifiye ediciler dahil olmak üzere daha etkili reaktif şemalarının seçilmesinden kaynaklanmaktadır.

İşlenmesi belki de en zor olan cevherler, kil içeren karbonlu sülfürlerdir.

Bu cevherlerin işlenmesine yönelik seçenekler konusunda önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Yeni sülfür aktivatörleri (örneğin, aminle işlenmiş CuSO₄, amonyum tuzları) ve azot gazı flotasyonu, mevcut yeni yöntemler arasında yer almaktadır.