7.5.1 Mineraller ve PGM Cevherlerinin Sınıflandırılması
Kimyasal açıdan bakıldığında, platin grubunun altı ana elementi (PGE) – rutenyum, rodyum, paladyum, osmiyum, iridyum ve platin – demir, nikel ve kobalttın da dahil olduğu VII. grup geçiş metallerine aittir. Bu elementler, altın ve gümüşle bir grup halinde ele alındığında uzun süredir “değerli metaller” olarak kabul edilmektedir. Aslında bu, yanıltıcı bir durumdur; zira gümüş ve altının mineralojisi ve jeokimyası, PGE’lerin mineralojisi ve jeokimyasıyla örtüşmemektedir.
Ayrıca, literatürde PGE ve platin grubu mineralleri (PGM) olmak üzere iki terim bulunmaktadır. Flotasyon açısından bakıldığında, PGM daha yaygın olarak kullanılan terimdir. Bu nedenle, bu metinde PGM terimi kullanılacaktır.
Altı PGE ile demir, nikel ve kobalt arasındaki kimyasal benzerlik, jeolojik süreçler sonucunda bu elementlerin bir arada yoğunlaşma eğiliminde olmalarını açıklamaktadır. Bu durum, sadece PGM cevherlerinin oluşumu açısından değil, aynı zamanda zenginleştirme süreci açısından da oldukça önemlidir.
100'den fazla farklı platin grubu mineral bulunmaktadır. En yaygın PGM’lerden bazıları Tablo 7.11’de gösterilmiştir. Adı geçen PGM'lerin çoğunun stokiyometrisi bilinmektedir; ancak Tablo 7.11'de de belirtildiği gibi, bu mineraller çok çeşitli element ikamelerine maruz kaldıkları için, tek tek minerallerin ideal formülleri ile çeşitli yerlerden elde edilen minerallerin bileşimleri arasında çok az tutarlılık bulunmaktadır.
Tablo 7.11: Liste platin grubu mineralleri ve bunların bileşimleri (Srdjan M. Bulatovic, 2010)
| PGM | İdeal formül | Mevcut diğer unsurlar |
| Anduoite | RuAs₂ | (RuOslr)As |
| Arsenopalladinit | Pd₈As₂₅Sb₀₅ | (PdCu)AsSb |
| Atinalı | (PdHg)₃As | (PdHgAuCu)AsSb |
| Atokite | PdSn | (PdPt)Sn |
| Borovskit | Pd₈SbTe₄ | (PdPtNFe)SbBiTe |
| Braggit | (PtPd)S | (PINiPd)S |
| Cooperit | PtS | (PtNiPd)S |
| Daomanite | PtCuAsS₂ | (PICuAs)S |
| Erlichamanit | OsS₂ | (OsRhIrPdRu)S |
| Froodit | PdBi₂ | (PdPt)Bi |
| Genkinit | (PtPd)₄Sb₃ | (PtPdRhNiCu)SbAsBi |
| Geversit | PISb₂ | Pt(SbBi) |
| Guanglinit | Pd₃As | (Pd)As |
| Hollingworthit | RhAsS | (RhPdPtLr)AsS |
| Hongshiite | Pt(Cu) | (Pt)Cu |
| Irarsite | IrAsS | (IrRuRhPt)AsS |
| İridyum | Ir | (IrPtFeOsRhPdNi) |
| İzoferroplatin | Pt₃Fe | (PtFeCuNi) |
| Kotulskit | PtTe | (PdPt)(TeBiSb) |
| Majakit | PtNiAs | (PdNiAs) |
| Moncheite | PtTe₃ | PtPd(TeBi) |
| Niglite | PtSn | (PtBiSb)Sn |
| Omeiite | OsAs₂ | (OsRuFeNilrCo)As |
| Osmiyum | Os | (OsIrRuPt) |
| Palarstanid | Pd₈ (SnAs)₃ | (PdPtAuCu)(AsSnSb) |
| Paladyum | Pd | PdHg |
| Platiniridyum | (IrPt) | (IrPtFeOsCuNi) |
| Rodyum | Rh | RhPt |
| Rutenyum | Ru | RulrRhOsPdFe |
| Ruthenosmiridium | (IrOsRu) | (IrRuOsPtRhFeNiPd) |
| PGM | İdeal formül | Mevcut diğer unsurlar |
| Sperylite | PtAs₂ | (Pt)(AsSb) |
| Temagamite | PdHgTe₃ | (PdHg)(TeBi) |
| Vysotskit | PdS | (PdFePt) |
| Xingzhongit | (IrCuRh)S | (IrCuRhFePbPtOs)S |
| Zvyagintsev tarzı | Pd₃Pb | (PdPtFeNiCu)Pb |
Platin Grubu Metal Cevherleri
7.5.1 Mineraller ve PGM Cevherlerinin Sınıflandırılması
Kimyasal açıdan bakıldığında, platin grubunun altı ana elementi (PGE) – rutenyum, rodyum, paladyum, osmiyum, iridyum ve platin – demir, nikel ve kobalttın da dahil olduğu VII. grup geçiş metallerine aittir. Bu elementler, altın ve gümüşle bir grup halinde ele alındığında uzun süredir “değerli metaller” olarak kabul edilmektedir. Aslında bu, yanıltıcı bir durumdur; zira gümüş ve altının mineralojisi ve jeokimyası, PGE’lerin mineralojisi ve jeokimyasıyla örtüşmemektedir.
Ayrıca, literatürde PGE ve platin grubu mineralleri (PGM) olmak üzere iki terim bulunmaktadır. Flotasyon açısından bakıldığında, PGM daha yaygın olarak kullanılan terimdir. Bu nedenle, bu metinde PGM terimi kullanılacaktır.
Altı PGE ile demir, nikel ve kobalt arasındaki kimyasal benzerlik, jeolojik süreçler sonucunda bu elementlerin bir arada yoğunlaşma eğiliminde olmalarını açıklamaktadır. Bu durum, sadece PGM cevherlerinin oluşumu açısından değil, aynı zamanda zenginleştirme süreci açısından da oldukça önemlidir.
100'den fazla farklı platin grubu mineral bulunmaktadır. En yaygın PGM’lerden bazıları Tablo 7.11’de gösterilmiştir. Adı geçen PGM'lerin çoğunun stokiyometrisi bilinmektedir; ancak Tablo 7.11'de de belirtildiği gibi, bu mineraller çok çeşitli element ikamelerine maruz kaldıkları için, tek tek minerallerin ideal formülleri ile çeşitli yerlerden elde edilen minerallerin bileşimleri arasında çok az tutarlılık bulunmaktadır.
Tablo 7.11 Platin grubu minerallerinin listesi ve bileşimleri (Srdjan M. Bulatovic, 2010)
Genel olarak, PGM’ler kabukta iki farklı yolla oluşan konsantrelerdir: (1) kabuğa biriken metal bakımından zengin lavın (manto) süzülmesi yoluyla; bu, özellikle silika ve magnezyumun süzüldüğü sıcak iklimlerde “kimyasal ayrışma” olarak bilinir. Bu işlem, PGM elementlerini içeren demir ve nikel açısından zengin bir kalıntı bırakır; (2) mantonun bir kısmının erimesi, ultramafik veya bazalik lavın oluşmasına yol açabilir; bu lav daha sonra yerkabuğuna girerek veya yüzeye çıkarak lav püskürtmek üzere yerkabuğu içindeki basıncın bir sonucu olarak yukarı doğru sıkıştırılır. Bu magma, nikel veya PGM açısından özellikle zengin değildir; ancak, siderofil doğaları nedeniyle, VⅢ grubu metaller aynı zamanda kalkofildir, yani oksijenden ziyade kükürt ile bağ kurmayı tercih ederler.
Bu sülfür yatakları, söz konusu metalleri 100-1000 g/t oranında yoğunlaştırabilir ve değerli metaller, nikel ve bakırla birlikte PGM yatakları oluşturur. PGM yatakları neredeyse her zaman nikel mineralleri içerir.
PGM yatakları şu iki gruba ayrılabilir: (1) PGM ağırlıklı yataklar ve (2) nikel-bakır ağırlıklı yataklar.
PGM ağırlıklı yatakların işleme özelliklerine göre, bunlar aşağıdaki üç gruba ayrılabilir: (1) Morensky tipi, (2) hidrotermal yataklar ve (3) alüvyon yatakları.
7.5.2 Platin Grubu Minerallerinin Geri Kazanımı
PGM minerallerinin geri kazanımı, yayınlanmış literatürde çok az ilgi gören bir konudur. Bunun başlıca nedeni, büyük PGM üreticilerinin gizlilik içinde çalışmasıdır; dolayısıyla, PGM geri kazanımıyla ilgili ne ticari süreçler ne de araştırma çalışmaları kamuya açık değildir. İşleme açısından bakıldığında, PGM içeren cevherler genel olarak şu üç gruba ayrılabilir: yerçekimi ön konsantrasyonuna uygun cevherler, flotasyona uygun cevherler ve yalnızca hidrometalurjik yöntemlerle işlenebilen cevherler.
7.5.2.1 Yerçekimi Yöntemiyle Ön Konsantrasyona Uygun Cevherler
Bu cevherlerin en önemli özellikleri şunlardır: (1) değerli bileşenler yüksek yoğunluklu mineraller halinde bulunur, (2) orta kalitede malzeme içermezler ve (3) tane boyutu dağılımı, yerçekimi tekniğinin başarıyla uygulanabileceği bir aralığa girer. Yerçekimi ön konsantrasyonunun kullanıldığı cevher türleri arasında Alaska tipi yataklar, alüvyonel ve fosil plaser yatakları bulunur. Alaska tipi yataklarda başlıca PGM mineralleri arasında Pt-Fe alaşımları, izoferroplatin (Pt₂Fe) ve platiniridyum (Ir,Pt) yer alır. Bu cevherleri işleyen birkaç üretim tesisi bulunmaktadır ve bunlar çoğunlukla kırsal dağlık bölgelerde (SSCB) yer almaktadır. Alüvyon yatakları 20. yüzyılın başlarında işlenmiştir. Bu yataklardaki PGM, alaşımlar halinde, genellikle gevşek taneler ve külçeler şeklinde Pt bakımından zengin olarak bulunur. Alaska'daki PGM cevherleri manyetit içerir ve bu maden, yerçekimi ön konsantrasyonu öncesinde ayrıştırılır. Fosil alüvyon yatakları, aslında altın, uranyum ve diğer ağır minerallerin yanı sıra az miktarda PGM içeren altınlı konglomeratlardır. Bazı fosil alüvyon yatakları, Ir-Os-Ru alaşımları, sperrilit ve izoferroplatin dahil olmak üzere yaklaşık 22 PGM türü içerir.
7.5.2.2 Flotasyona Uygun Cevherler
Flotasyon işleme özelliklerine göre, bu cevherler aşağıdaki ana gruplara ayrılabilir:
(1) PGM sülfür ağırlıklı yataklar. Bu yataklarda, PGM’ler genel olarak baz metal sülfürleriyle ilişkili olup, sülfürler ve silikatlar arasındaki tane sınırlarında bulunurlar. Bazı durumlarda, PGM’ler sülfürlerle katı çözelti halinde bulunabilir. Bu yataklardan PGM, pirometalurjik teknikler kullanılarak daha ileri işleme tabi tutulan toplu Cu/Ni/Co/PGM konsantresi halinde çıkarılır. Çoğu durumda bu cevher türleri, talk, kloritler vb. dahil olmak üzere yüzdürülebilir, opak olmayan gang mineralleri içerir.
(2) PGE ağırlıklı yataklar. Bu terim, aslında seyrek sülfürler içeren ve PGM konsantrasyonu 5 g/t ile 30 g/t arasında değişen tabakalı yatakları ifade eder. Bu yataklar, çeşitli gang mineralleri ve bakır sülfür (PIS), braggit [(PtPd)S] ve vysotskit (PdS) gibi yüksek oranda PGM sülfür mineralleri içermesiyle karakterize edilir. Bu minerallerin nadir olduğu ve PGM içeren çoğu bakır-nikel sülfür yatağında bulunmadığı unutulmamalıdır.
7.5.2.3 PGM’nin Yan Ürün Olarak Elde Edildiği Bakır-Nikel ve Nikel Sülfür Yatakları
PGM Morensky Reef yatağının keşfedilmesinden önce, Kanada’nın Ontario eyaletindeki ve Norilsk (SSCB) bölgesindeki bakır-nikel yatakları, PGM üretiminin başlıca kaynaklarıydı. Bununla birlikte, dünya PGM üretiminin yaklaşık 40%’si çeşitli Cu-Ni yataklarından elde edilmektedir. Bu gruptaki başlıca yataklar aşağıdaki bölümlerde ele alınmaktadır.
(1) Kanada’nın Ontario eyaletindeki Sudbury bölgesi. Bu cevherlerin mineralojik incelemesi, çeşitli PGM’leri ve bunların bir arada bulunma biçimlerini ortaya çıkarmıştır. Michenerit (PdBiTe) ve sperrilit (PtAs₂), Sudbury bölgesindeki birçok yatağın en yaygın platin/paladyum mineralleridir. Bu yataklarda bulunan diğer ekonomik değeri olan mineraller arasında moncheit (PtTe₃), froodit (PdBi₂), inszwaite (PtBi₂), irarsit (IrAsS), niggliit (PISn) ve mertieit (PdSb₃) mineralleri. Bu minerallerin çoğu nispeten iri taneli (40-200 μm) olarak serbest kalır.
(2) Rusya’daki Norilsk Talnakh maden yatağı. Bu bölgede PGM’ler şu şekillerde dağılmıştır: 1) yaygın sülfürler, çoğunlukla pirhotit, kalkopirit ve pentlandit içinde. Baskın platin mineralleri Pt-Fe alaşımları, kooperit (PIS) ve sperrilit (PtAs₂); 2) masif sülfür cevherleri; burada baskın PGM'ler Pt-Fe alaşımları, rustenburgit (Pt₃Sn) ve sperrilittir (PtAs₂) ve bunlar kalkopirit ile pirhotit içinde ince inklüzyonlar halinde bulunur; ve son olarak; 3) esas olarak kalkopirit veya pirhotitten oluşabilen dağınık damarlar ve breş cevherleri. Bu cevherlerdeki PGM, Pt-(kuperit) ve Pd-(vysotskit) sülfürleri şeklinde bulunur.
(3) Pechenga Cala Yarımadası (SSCB). Bu bölgeden elde edilen cevherler, nispeten düşük PGM içeriğine sahip Cu-Ni sülfürlerini barındıran toleiitik intrüzyonlardır. Bu cevherlerde paladyumun çoğu pentlandit ile birlikte bulunurken, platin ve rodyum ise esas olarak pirhotit ile birlikte görülmektedir. Şu ana kadar bu cevherlerde yalnızca sperrilit ve Pt-Fe alaşımları tespit edilmiştir.
7.5.2.4 PGM İçeren Krom Yatakları
Farklı kökenlere sahip bu türden birçok yatak bulunmaktadır. En ekonomik PGM kromit yatakları aşağıda açıklanmaktadır:
(1) Podiform kromit yatakları, “alpin tip” olarak adlandırılan ultramafik kütlelerde bulunur ve Tibet ile Çin’in kuzeybatısında yer alır.
(2) Katmanlı kromit yatakları, Bushveld (Güney Afrika) ve Great Dyke (Zimbabve) gibi farklı katmanlı intrüzyonlarda görülür. En iyi bilinen ve üzerinde bir dizi işletme bulunan kromit yatağı, Morensky Reef'in altında yer alan UG2 Kompleksi'dir. Kalınlığı 15 cm ile 255 cm arasında değişen bu yatak, Bushveld Kompleksi'nin merkezine doğru 5°-70°'lik bir açıyla eğim gösterir. Mineraloji açısından, esas olarak kromit (60%-90%) veya topiroksen (5%-25%) ve plajiyoklaz (5%-15%) içerir; baz metal sülfürleri ise sadece eser miktarda bulunur.
PGM’ler genellikle laurit (RuS₂), koperat (PtS), braggit [(PtPd)S], Pt-Fe alaşımları, sperrilit (PtAs₂) ve vysotskit (PdS) gibi sülfürlerle yakından ilişkilidir.
Çeşitli bölgelerden alınan PGM’lerin ortalama kimyasal analiz sonuçları Tablo 7.12’de gösterilmiştir.
Tablo 7.12: UG2 yataklarının çeşitli bölgelerinden elde edilen PGM’lerin ortalama kimyasal analiz sonuçları
| Alan | Grup | Analiz sonuçları/g · t⁻¹ | ||||||
| Pt | Pd | Rh | Ru | Ir | Au | Toplam | ||
| Marikoma | A1 | 1.58 | 1.29 | 0.49 | 0.72 | <1,0 | <0,2 | 4.08 |
| A2 | 3.09 | 0.77 | 0.51 | 0.90 | <0,5 | <0,2 | 5.27 | |
| İngilizler | A3 | 2.91 | 0.99 | 0.28 | 1.17 | <1,0 | 0.06 | 5.41 |
| A4 | 2.85 | 1.34 | 0.49 | 1.06 | <0,5 | <0,03 | 5.77 | |
| Hoekfontein | A5 | 2.55 | 0.23 | 0.40 | 0.86 | <0,5 | <0,1 | 4.04 |
| Güneybatı bölgesi | 一 | 2.61 | 1.87 | 0.49 | 0.99 | 0.05 | 0.17 | 6.18 |
| Bushveld kompleksi | A | 2.67 | 1.53 | 0.51 | 0.93 | <0,5 | 0.03 | 5.68 |
| B | 3.04 | 2.50 | 0.56 | 1.00 | <0,5 | 0.07 | 7.17 | |
| Moandagchoek | C | 4.33 | 3.92 | 0.95 | 1.22 | 0.16 | 0.07 | 10.65 |
| D | 5.25 | 3.53 | 0.73 | 1.40 | <0,1 | <0,1 | 10.91 | |
| Kuzeydoğu bölgesi | E | 3.14 | 3.09 | 0.81 | 0.97 | 0.45 | 0.09 | 8.55 |
| Bushveld kompleksi | F | 4.31 | 2.43 | 0.91 | 1.51 | 0.09 | 0.02 | 9.30 |
7.5.3 PGM İçeren Cevherlerin Flotasyonu
PGM içeren cevherlerin flotasyonu konusunda yayınlanmış çok az veri bulunmaktadır. PGM cevherlerinin zenginleştirilmesine yönelik geliştirme çalışmaları, madencilik şirketleri tarafından ve PGM üreten madencilik şirketlerine yakın birkaç araştırma kuruluşu tarafından yürütülmüştür. PGM cevherlerini işleyen birçok tesis geleneksel flotasyon tekniklerini kullanmaktadır ve bu tesislerin birçoğunda metalurjik sonuçlar optimum seviyenin altındadır.
Her bir cevher türü, cevherin mineral bileşimi, jeolojik koşullar ve PGM taşıyıcı minerallerin türüne bağlı olarak farklı akış şemaları ve reaktif programları gerektirir. Aşağıdaki bölümlerde, farklı cevher türlerinin flotasyon özellikleri ve uygulamaları ele alınmaktadır.
7.5.3.1 Sülfür ağırlıklı yataklardan elde edilen PGM’nin flotasyon özellikleri
Sülfür ağırlıklı yataklardan PGM elde eden mevcut ticari faaliyetlerin çoğu Güney Afrika’da (Morensky Reef), Stillwater madenlerinde (Montana, ABD) ve Lac des Illes’te (Ontario, Kanada) yer almaktadır. İşleme açısından bakıldığında, bu cevher türlerinin çoğu, PGM geri kazanım oranları üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olan talk dahil olmak üzere hidrofobik gang mineralleri içerir. PGM'nin flotasyon geri kazanımını etkileyen diğer önemli faktör ise, PGM'nin tüm sülfürlerle ilişkili olduğu pirhotit, pentlandit, kalkopirit, violarit ve pirit gibi çeşitli sülfür minerallerinin varlığıdır. Buna ek olarak, bazı faaliyetteki tesislerde PGM’nin bir kısmı braggit, vysotskit, moncheit ve Pt-Fe alaşımlarından oluşmaktadır.
Genel olarak, sülfür ağırlıklı yataklardan elde edilen PGM’lerin flotasyon özellikleri, cevherde bulunan her bir sülfür mineralinin oranına ve cevherde bulunan hidrofobik gang minerallerinin niteliği ile dağılımına büyük ölçüde bağlıdır.
PGM taşıyıcıları olan sülfür minerallerinin her biri (yani pirhotit, pirit, pentlandit vb.), belirli flotasyon koşulları altında farklı flotasyon özellikleri gösterir. Sülfür mineralleri ile gang mineralleri arasındaki seçicilik prensipte nispeten düşüktür ve çoğu durumda hidrofobik bir gang bastırıcı kullanılmak zorundadır.
PGM sülfür ağırlıklı cevherlerde bulunan tek tek sülfür minerallerinin yüzdürme davranışı şu şekilde açıklanabilir:
Şekil 7.11, çeşitli sülfürlerin yüzdürme hızını göstermektedir. Bu deneylerde, birincil toplayıcı olarak ksantat, ikincil toplayıcı olarak ise ditiyofosfat kullanılmıştır.
Sülfür ağırlıklı yataklardan PGM’nin zenginleştirilmesiyle ilgili başlıca sorunlardan biri, talk, kloritler, karbonatlar ve alüminosilikatlar gibi hidrofobik atak maddelerin varlığıdır. Morensky Reef işletmelerinin çoğunda (Güney Afrika) üretilen konsantreler, toplam PGM içeriği açısından 80 g/t ile 150 g/t arasında değişmektedir; bu konsantrelerdeki kirletici maddelerin çoğu silikatlar, alüminosilikatlar ve talk'tır (yani 60%'ye kadar). Kullanılan başlıca hidrofobik gang azaltıcılar, karboksimetil selüloz (CMC) ve guar zamkının çeşitli modifikasyonlarıdır.
Son yıllarda, organik asit ile modifiye edilmiş guar zamkı ve düşük moleküler ağırlıklı poliakrilatların karışımına dayanan ve son derece etkili olan yeni bir hidrofobik gangu bastırıcı serisi geliştirilmiştir. Bu azaltıcıların kullanımıyla, PGM konsantresinin tenörü, geri kazanımda herhangi bir kayıp yaşanmadan 100 g/t'den 400 g/t'ye kadar artırılabilir.
7.5.3.2 PGM sülfür ağırlıklı cevherlerin flotasyonunda reaktif kullanımı
Genel olarak PGM cevherlerinin flotasyonu konusunda yayınlanmış çok az bilgi bulunmaktadır. PGM sülfür ağırlıklı cevherleri işleyen tesislerin çoğu, belki hidrofobik gang bastırıcı seçiminde farklılık göstermekle birlikte, benzer reaktif şemalarına sahiptir. Bu tesislerin çoğu, ana sülfür aktivatörü olarak CuSO₄ kullanmaktadır. Son 10 yıl içinde, daha iyi gang bastırıcılar bulmaya yönelik kapsamlı araştırmalar yürütülmüştür.
Çoğu faaliyetteki tesiste kullanılan başlıca sülfür aktivatörü, genellikle ikincil öğütme ve temizleyici flotasyon aşamalarına az miktarda eklenen CuSO₄’tür. CuSO₄, PGM geri kazanımını artırsa da, aşırı miktarda CuSO₄’ün gang minerallerini aktive etmesi nedeniyle konsantre tenörünü düşürebilir. Şekil 7.12, Morensky Reef A Tesisi cevherinden elde edilen PGM tenör-geri kazanım ilişkisi üzerinde CuSO₄ seviyesinin etkisini göstermektedir. Bu deneylerde, ana gang bastırıcı olarak karboksimetil selüloz (CMC) kullanılmıştır.
Toplam PGM tenörü/g·t¹
Şekil 7.12 CuSO₄ konsantrasyonunun PGM tenör-geri kazanım ilişkisi üzerindeki etkisi
Son yıllarda, bir dizi alternatif aktivatör incelenmiştir. Organik asitlerin yanı sıra organik asit ve tiourea karışımının, CuSO₄’ün yerine kullanılabileceği ve bunun PGM geri kazanımı ile seçiciliğinde önemli bir iyileşme sağladığı tespit edilmiştir. Morensky cevheri üzerinde farklı aktivatörler kullanılarak elde edilen sonuçlar Tablo 7.13’te karşılaştırılmıştır. En yüksek konsantre tenörü ve PGM geri kazanım oranları, oksalik asit ile tiourea karışımı kullanılarak elde edilmiştir. Aktivatör olarak CuSO₄ kullanımı, ilave noktası ve kullanılan depresan türü açısından incelenmiştir. Reaktif ilave noktasının PGM geri kazanımında önemli bir rol oynadığı sonucuna varılmıştır.
Tablo 7.13 Farklı aktivatörlerin PGM flotasyonu ve zenginleştirme üzerindeki etkisi
| Aktivatör | Ürün | Ağırlık/% | Testi/g ·t¹ | Dağıtım/% | ||||
| Pt | Pd | Au | Pt | Pd | Au | |||
| CuSO₄ = 220 g/t | PGM temizleyici konsantresi | 1.67 | 120 | 61.8 | 8.26 | 70.0 | 67.0 | 60.0 |
| PGM kaba konsantresi | 6.90 | 35.5 | 18.2 | 2.20 | 85.3 | 81.4 | 66.3 | |
| PGM kaba işleme ucu | 93.10 | 0.45 | 0.31 | 0.08 | 14.7 | 18.6 | 33.7 | |
| Yem(kale) | 100.00 | 2.87 | 1.54 | 0.23 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
| Oksalik asit/DETA (80:20 oranı) = 350 g/t | PGM temizleyici konsantresi | 1.10 | 198 | 101 | 13.2 | 74.2 | 70.5 | 60.6 |
| PGM kaba konsantresi | 5.70 | 44.4 | 23.8 | 2.77 | 88.5 | 88.4 | 67.8 | |
| PGM kaba işleme ucu | 94.3 | 0.35 | 0.19 | 0.08 | 11.5 | 11.6 | 32.2 | |
| Yem(kale) | 100.00 | 2.87 | 1.54 | 0.23 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
| Oksalik asit/tiourea (60:40 oranı) = 350 g/t | PGM temizleyici konsantresi | 0.87 | 250 | 132 | 19.9 | 75.0 | 74.0 | 63.0 |
| PGM kaba konsantresi | 4.02 | 66.6 | 35.9 | 3.78 | 92.3 | 93.3 | 69.1 | |
| PGM kaba işleme ucu | 95.98 | 0.23 | 0.11 | 0.07 | 7.7 | 6.7 | 30.9 | |
| Yem(kale) | 100.00 | 2.90 | 1.55 | 0.22 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
PGM flotasyonunda kullanılan birincil toplayıcı, ksantattır. İkincil toplayıcı seçeneği olarak, bazı faaliyetteki tesislerde ditiyofosfatlar ve merkaptanlar kullanılmaktadır. Ksantat türü, PGM geri kazanım oranları üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. ABD Maden Bürosu tarafından Stillwater Kompleksi üzerinde yapılan çalışmalar, ksantat türünün PGM geri kazanımı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir (Tablo 7.14). En yüksek PGM geri kazanımı, sodyum amil ve sodyum izobütil ksantat kullanılarak elde edilmiştir. Yalnızca merkaptan toplayıcı kullanıldığında PGM geri kazanımı düşük olmuştur. Ancak, ksantat ile merkaptan birlikte kullanıldığında PGM geri kazanımlarında önemli bir iyileşme sağlanmıştır.
Tablo 7.14. Stillwater cevherinden (ABD) PGM geri kazanımına ksantat türünün etkisi
| Ksantat türleri | Konsantre | Kuyruk | ||||||
| Analiz sonuçları/g · t⁻¹ | Dağıtım/% | Analiz sonuçları/g · t⁻¹ | Dağıtım/% | |||||
| Pt | Pd | Pt | Pd | Pt | Pd | Pt | Pd | |
| K-amil ksantat | 34.1 | 89.9 | 64 | 54 | 1.24 | 4.96 | 36 | 46 |
| Na-amil ksantat | 34.2 | 80.6 | 83 | 63 | 0.62 | 3.72 | 17 | 37 |
| Na-izobütil ksantat | 31.0 | 77.5 | 81 | 65 | 0.61 | 3.70 | 19 | 35 |
| Merkaptan | 55.8 | 114.7 | 53 | 35 | 1.55 | 6.51 | 47 | 65 |
| Na-izobütil ksantat + merkaptan | 31.0 | 83.7 | 90 | 80 | 一 | 一 | 10 | 20 |
Son zamanlarda yapılan çalışmalarda, PM serisi olarak bilinen yeni bir PGM toplayıcı serisi geliştirilmiştir. Bu toplayıcılar, ksantat + merkaptanın esterle modifiye edilmiş bir karışımıdır. Reaksiyon ürünü, yağlı, yeşilimsi renkli bir sıvı oluşturur. PM serisi toplayıcılar kullanılarak elde edilen sonuçlar Tablo 7.15’te gösterilmiştir. Sodyum amil ksantat ile PM301 toplayıcısının birleşimi kullanılarak yüksek PGM geri kazanımı elde edilmiştir. PM306 toplayıcısı, PM300 serisi içindeki en seçici toplayıcıdır.
Tablo 7.15 PM serisi kolektörlerin PGM üzerindeki etkisi Morensky işletmesinden çıkarılan A cevherinin işlenmesi
| Koleksiyoncu | PGM temizleyici konsantresi | PGM kaba konsantresi | |||||||
| Analiz sonuçları/g · t⁻¹ | Dağıtım/% | Analiz sonuçları/g · t⁻¹ | Dağıtım/% | ||||||
| Pt | Pd | Pt | Pd | Pt | Pd | Pt | Pd | ||
| Na-izobütil | ksanat+R3477 | 110 | 60.5 | 71 | 65 | 36.2 | 17.8 | 84.3 | 82.2 |
| Na-izobütil | ksanat+PM301 | 160 | 98.5 | 82.3 | 80.6 | 65.2 | 36.1 | 94.4 | 94 |
| Na-izobütil | ksanat+PM305 | 180 | 100.3 | 76.6 | 74 | 45.3 | 24.1 | 87.4 | 86.8 |
| Na-izobütil | ksanat+PM306 | 244 | 128 | 73.3 | 71.8 | 67.2 | 37.7 | 86.6 | 84.3 |
| Na-izobütil | ksanat+PM308 | 120.5 | 62.3 | 73.1 | 70.0 | 37.2 | 19.6 | 85.5 | 84.0 |
Hidrofobik gangın bastırılması için bir bastırıcı maddenin seçimi, cevherde bulunan gangın türüne bağlıdır. Talk içeren cevherlerin işlenmesi sırasında, gang bastırıcı olarak genellikle karboksimetil selüloz (CMC) kullanılır; bazı işletmelerde ise guar zamkı + CMC kullanılır. Talk içeren cevherlerin tipik örnekleri arasında Stillwater Kompleksi (ABD) ve Lac des Illes (Kanada) sayılabilir. Her iki işletmede de talk bastırma için CMC kullanılmaktadır. Stillwater işletmesinde, CMC ilaveleri nispeten yüksektir (yani 600 g/t'ye kadar) ve bu madde bilyalı değirmen ile PGM kaba ayıklama ve temizleme ünitelerine eklenir.
Stillwater cevheri üzerinde yapılan laboratuvar ve pilot tesis çalışmaları, CMC’nin moleküler ağırlığının hem PGM tenörünü hem de geri kazanım oranını etkilediğini göstermiştir. Şekil 7.13, CMC'nin moleküler ağırlığının PGM tenörü-geri kazanım ilişkisi üzerindeki etkisini göstermektedir. En iyi sonuçlar, 3000 cps'nin üzerinde bir viskoziteye karşılık gelen ortalama 300000 moleküler ağırlığa sahip CMC kullanılarak elde edilmiştir.
Cape Town Üniversitesi (Güney Afrika) araştırmacıları tarafından yürütülen çalışmalar, CMC ilavesinin yapıldığı aşamanın sülfürlerin (PGM taşıyıcıları) tenörü ve geri kazanımı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu ortaya koymuştur. Morensky Reef ve Stillwater Kompleksi'ndeki, metalurjik sonuçları mevcut olan birkaç işletme tesisinde, toplam PGM geri kazanım oranlarının 82% ile 85% PGM arasında değiştiği belirtilmelidir. Morensky işletmelerinden elde edilen konsantre tenörleri 80 g/t ile yaklaşık 120 g/t arasında değişmektedir (A ve B Tesisleri). Kirletici maddelerin çoğu silikatlar ve talk'tır.
7.5.3.3 PGM’nin yan ürün olarak elde edildiği Cu-Ni ve Ni cevherlerinin flotasyonunda reaktif uygulaması
Cu-Ni ve Ni cevherlerinin flotasyonunda genellikle Cu-Ni ve Ni geri kazanımı ile konsantre kalitesine önem verilir; bu cevherlerle ilgili araştırmaların çoğu, Cu-Ni geri kazanımının ve pentlandit-pirhotit ayrıştırmasının iyileştirilmesine yöneliktir; buna karşın, PGM geri kazanımının iyileştirilmesine çok az ilgi gösterilmiş ya da hiç ilgi gösterilmemiştir. Sudbury Bölgesi’ndeki (Kanada) işletmelerde PGM, Cu-Ni konsantrelerinin yan ürünü olarak geri kazanılmaktadır. Inco Metal (Sudbury, Kanada) PGM geri kazanım akış şemasının idealize edilmiş hali Şekil 7.14’te gösterilmiştir.
Yine Sudbury Bölgesi’nden alınan Falconbridge cevherleri üzerinde yapılan laboratuvar çalışmaları, ikincil toplayıcı kullanımıyla PGM geri kazanımının artırılabileceğini göstermiştir. Şekil 7.15, bir Cu-Ni toplu konsantresinde ikincil toplayıcı seviyesinin PGM geri kazanımı üzerindeki etkisini göstermektedir. En yüksek PGM geri kazanım oranları, ikincil toplayıcı olarak izobütil ditiofosfat kullanıldığında elde edilmiştir.
Copper Cliff Madeni’nden elde edilen tesis verileri, platinin yaklaşık 85%’sinin bir Cu-Ni konsantresinde geri kazanıldığını ve bunun büyük bir kısmının nikel konsantresinden geldiğini göstermiştir. Tesisin metalurjik sonuçları Tablo 7.16’da gösterilmiştir. Diğer Inco işletmelerinde de benzer tesis sonuçları elde edilmiştir.
Tablo 7.16: Copper Cliff tesisinde platin geri kazanımı
| Ürün | Ağırlık/% | Analizler/% (g ·t⁻¹) | Dağıtım/% | ||||
| Cu | Ni | Pt | Cu | Ni | Pt | ||
| Bakır konsantresi | 13.0 | 29.2 | 0.91 | 1.80 | 83.0 | 3.0 | 17.0 |
| Nikel konsantresi | 29.0 | 2.28 | 12.8 | 3.04 | 14.0 | 85.0 | 65.0 |
| Kuyruklar | 58.0 | 0.93 | 0.22 | 0.41 | 3.0 | 12.0 | 18.0 |
| Besleme | 100.00 | 4.58 | 4.42 | 1.39 | 100.0 | 100.0 | 100.0 |
Norilsk Bölgesi’nde, Oktyabrski dağınık Cu/Ni-PGM cevheri üzerinde araştırma çalışmaları yürütülmüştür. Bu cevher, büyük kısmı paladyumdan oluşan yüksek tenörlü PGM içermektedir. Farklı toplayıcıların kullanıldığı sonuçlar Tablo 7.17’de gösterilmiştir. Birincil toplayıcı olarak ksantat ve ikincil toplayıcı olarak ditiyofosfat kullanıldığında genel PGM geri kazanımlarında iyileşme elde edilmiştir. İkincil toplayıcı olarak merkaptan kullanıldığında metalurjik sonuçlarda hafif bir iyileşme sağlanmıştır.
Tablo 7.17 İkincil toplayıcıların etkisi PGM'de, kaynak: oNorilsk (Rusya) kaynaklı Cu/Ni-PGM daha fazla
| Ürün | Ağırlık/% | Analizler/% (g ·t⁻¹) | Dağıtım/% | ||||||
| Cu | Ni | Pt | Pd | Cu | Ni | Pt | Pd | ||
| CuCl konsantresi | 10.25 | 29.6 | 0.8 | 6.5 | 55.0 | 92.0 | 9.1 | 13.9 | 32.2 |
| Ni/PGM konsantresi | 5.58 | 2.0 | 12.8 | 55.0 | 188 | 3.4 | 79.4 | 75.0 | 60.0 |
| Toplu konsantre | 15.83 | 19.88 | 5.03 | 26.95 | 101.9 | 95.4 | 88.5 | 88.9 | 92.2 |
| Toplu flot kuyruğu | 84.17 | 0.18 | 0.12 | 0.63 | 1.62 | 4.6 | 11.5 | 11.1 | 7.8 |
| Baş (kafa derisi) | 100.00 | 3.3 | 0.9 | 4.8 | 17.5 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 |
| CuCl konsantresi | 10.60 | 30.3 | 0.7 | 5.8 | 49.5 | 94.5 | 9.2 | 12.9 | 30.7 |
| Ni/PGM konsantresi | 6.45 | 1.32 | 11.41 | 58.98 | 180.9 | 2.5 | 80.0 | 80.1 | 68.0 |
| Toplu konsantre | 17.05 | 19.34 | 4.81 | 25.92 | 98.97 | 97.0 | 89.2 | 93.0 | 98.7 |
| Toplu flot kuyruğu | 82.95 | 0.13 | 0.12 | 0.40 | 0.27 | 3.0 | 10.8 | 7.0 | 1.3 |
| Baş (kafa derisi) | 100.00 | 3.4 | 0.92 | 4.75 | 17.1 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 |
| CuCl konsantresi | 11.49 | 27.5 | 1.2 | 6.1 | 52.0 | 90.3 | 15.1 | 14.9 | 35.4 |
| Ni/PGM konsantresi | 6.29 | 1.16 | 9.83 | 52.4 | 165.5 | 2.1 | 68.0 | 70.1 | 60.2 |
| Toplu konsantre | 17.78 | 18.19 | 4.26 | 22.47 | 93.05 | 92.4 | 83.1 | 85.0 | 95.6 |
| Toplu flot kuyruğu | 82.22 | 0.31 | 0.18 | 0.86 | 0.92 | 7.6 | 16.9 | 15.0 | 4.4 |
| Baş (kafa derisi) | 100.00 | 3.5 | 0.91 | 4.7 | 17.3 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 |
7.5.3.4 Krom İçeren Cevherlerden PGM’nin Flotasyonunda Reaktif Kullanımı
Yüksek krom içeren cevherlerin işlenmesiyle ilgili başlıca sorunlar şunlardır:
(1) PGM konsantrelerindeki yüksek krom içeriği, piro- ve hidrometalurjik işleme üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir.
(2) PGM’nin başlıca taşıyıcıları çeşitli mineraller ve alaşımlardır; ancak bu PGM minerallerinin ve alaşımlarının flotasyon özellikleri tam olarak belirlenmemiştir. Bu cevherlerde, PGM’yi taşıyan sülfürler çok az miktarda bulunur ya da hiç bulunmaz.
Son yıllarda, daha etkili bir PGM toplayıcı ve krom bastırıcı bulmak amacıyla bu cevher türleri üzerinde kapsamlı araştırmalar yapılmıştır. Araştırma çalışmaları, yüksek krom içerikli UG2 cevheri üzerinde yürütülmüştür. Bu araştırmada kullanılan yüksek krom içerikli cevherin ayrıntılı kimyasal analizleri Tablo 7.18’de sunulmuştur.
| Eleman | Platimum | Paladyum | Nikel | Kükürt | Bakır | Krom | Demir | Altın |
| Pt | Pd | w(Ni) | w(S) | w(Cu) | w(Cr) | w(Fe) | Au | |
| Tahliller | 2,06 g/t | 1,29 g/t | 0.10 | 0.04 | 0.011 | 20.0 | 18.5 | <0,02 g/t |
Bu cevherdeki PGM taşıyıcıları, çeşitli PGM mineralleri (sperrilit) ve bunların alaşımlarını içermektedir. Bu cevher türünün işlenmesiyle ilgili olarak tespit edilen başlıca sorunlar şunlardır:
(1) düşük konsantre kalitesi;
(2) PGM flotasyonunda düşük verim;
(3) PGM konsantresine aşırı miktarda krom katılması;
(4) yüksek toplayıcı tüketimi.
Kolektör tüketiminin yüksek olmasının nedeni, az miktarda olsa da önemli düzeyde kil benzeri çamurların bulunmasıydı. Yüksek kolektör tüketimi, PGM konsantresine aşırı miktarda kromun karışmasının (esas olarak ince parçacıklar halinde) başlıca nedeniydi.
Araştırma çalışmasında ikincil toplayıcı türleri kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Şekil 7.16, ikincil toplayıcıların PGM tenör-geri kazanım ilişkisi üzerindeki etkisini göstermektedir. En yüksek PGM geri kazanımı, bir amin + ester ile modifiye edilmiş ksantat olan PM443 toplayıcısı kullanılarak elde edilmiştir. Değerlendirilen krom çamuru baskılayıcıları arasında, organik asitlerin modifiye karışımları, RQ baskılayıcıları ve düşük moleküler ağırlıklı poliakrilik asit + pirofosfat karışımı yer almaktaydı. Farklı krom baskılayıcılarının PGM konsantresinin krom analizleri üzerindeki etkisi Şekil 7.17’de gösterilmiştir.
Organik asit ve düşük moleküler ağırlıklı akrilik asit karışımlarından oluşan KM serisi depresanların kullanılmasıyla krom depresyonunda önemli bir iyileşme sağlanmıştır. Dolayısıyla, PGM flotasyonu sırasında kromu depresyon altına almak ve aynı zamanda toplayıcı tüketimini azaltmak mümkündür. Toplayıcı seviyesi ile KM3 depresan seviyesi arasındaki ilişki Tablo 7.19’da gösterilmiştir. Bu tabloda yer alan veriler, çamur/krom depresanı KM3’ün kullanılmasıyla toplam toplayıcı tüketiminin % oranında azaltılabileceğini göstermektedir. Aynı zamanda, PGM konsantresindeki krom analiz sonuçları 3,8%'den 0,9% Cr'ye düşmüştür. Temizleyici konsantredeki yüksek krom içeriğinin, yüksek toplayıcı tüketiminden kaynaklandığı açıktır.
Tablo 7.19: KM3 depresanının toplayıcı tüketimi üzerindeki etkisi duhalkaPGM flotasyonu, UG2 yüksek kromlu cevher
| Reaktif/g · r¹ | PGM temizleyici konsantresi | PGM kaba konsantresi | |||||||||||
| Analizler/% (g ·t⁻¹) | Dağıtım/% | Analizler/% (g ·t⁻¹) | Dağıtım/% | ||||||||||
| Koleksiyoncu | Depresan | Pt | Pd | Cr | Pt | Pd | Cr | Pt | Pd | Cr | Pt | Pd | Cr |
| 330 | 0 | 80.1 | 54.3 | 3.8 | 57 | 61 | 0.4 | 21.0 | 13.0 | 7.3 | 82 | 80 | 4.1 |
| 330 | 200 | 90 | 60.9 | 2.5 | 60 | 64 | 0.2 | 28.2 | 17.4 | 6.0 | 84 | 82 | 2.6 |
| 200 | 200 | 110 | 71 | 2.2 | 70 | 71 | 0.2 | 33.2 | 20.5 | 4.2 | 86 | 84 | 1.5 |
| 200 | 200 | 120 | 77.6 | 2.0 | 75 | 76 | 0.15 | 38.3 | 23.9 | 3.8 | 88 | 87 | 1.3 |
| 160 | 400 | 135.1 | 86.2 | 0.9 | 77 | 77 | 0.02 | 40.2 | 25.2 | 2.5 | 90 | 89 | 0.14 |
Halen faaliyette olan bir tesiste kullanılan reaktif şeması ile Waterval tesisi (Güney Afrika) kaynaklı cevher üzerine yapılan araştırma sırasında geliştirilen yeni reaktif şeması kullanılarak karşılaştırmalı sürekli kilitli döngü testleri gerçekleştirilmiştir. Bu sonuçlar Tablo 7.20’de karşılaştırılmıştır.
Tablo 7.20: Waterval Plant’ın yeni ve standart tesis reaktif şemaları kullanılarak elde edilen sonuçların karşılaştırılması
| Reaktif şeması | Ürün | Ağırlık/% | Analizler/% (g ·t⁻¹) | Dağıtım/% | |||
| Pt | Pd | Cr | Pt | Pd | |||
| Yeni geliştirilen plan | PGM Cl konsantresi | 2.08 | 89.54 | 55.54 | 1.02 | 89.0 | 86.1 |
| PGM tarak kuyruğu | 97.92 | 0.24 | 0.19 | 一 | 11.0 | 13.9 | |
| Yem(kale) | 100.00 | 2.10 | 1.34 | 一 | 100.0 | 100.0 | |
| Standart pantolon şeması | PGM Cl konsantresi | 2.01 | 86.01 | 49.08 | 2.72 | 79.8 | 76.7 |
| PGM tarak kuyruğu | 97.99 | 0.45 | 0.31 | 一 | 20.2 | 23.3 | |
| Yem(kale) | 100.00 | 2.16 | 1.29 | 一 | 100.0 | 100.0 | |
Yeni reaktif şeması kullanılarak metalurjik sonuçlarda önemli bir iyileşme sağlanmıştır.
Bu yeni reaktif şeması, PM443 toplayıcıyı ve KM3 baskılayıcıyı içermektedir. Toplayıcı türü, yüksek kromlu cevherlerden PGM geri kazanımında önemli bir rol oynamaktadır. Toplayıcılar, çeşitli yüksek kromlu cevherler üzerinde ayrıntılı olarak incelenmiş ve bu değerlendirmede PM serisinden yeni toplayıcılar da yer almıştır. Bu toplayıcılar, ksantat ve ditiyofosfatların ester ile modifiye edilmiş karışımlarıdır. Sonuçlar Tablo 7.21’de sunulmuştur. En yüksek PGM geri kazanımı, izobütil ksantat ile PM303 toplayıcısının birleşimi kullanılarak elde edilmiştir.
Tablo 7.21 Etki ...'nin tür ...'nin toplayıcı üzerinde PGM daha kaba temizleyici yüzdürme kaynak: yüksek kromlu cevherler
| Toplayıcı türü | PGE kaba konsantresi | PGE kaba ve temizleyici konsantresi | ||||||
| Analiz sonuçları/g · t⁻¹ | Dağıtım/% | Analiz sonuçları/g · t⁻¹ | Dağıtım/% | |||||
| Pt | Pd | Pt | Pd | Pt | Pd | Pt | Pd | |
| PAX① | 110.7 | 96.8 | 55.1 | 54.3 | 45.5 | 40.4 | 81.2 | 80.3 |
| PAX①R3477② | 120.4 | 98.5 | 66.3 | 64.2 | 44.3 | 39.8 | 84.8 | 83.5 |
| PAX①R404② | 110.1 | 97.0 | 64.3 | 62.1 | 46.3 | 41.1 | 85.2 | 83.6 |
| PAX①PM301 | 116.6 | 94.5 | 70.2 | 70.0 | 42.3 | 38.0 | 88.5 | 86.2 |
| PAX①PM305 | 113.8 | 96.3 | 80.2 | 80.0 | 43.3 | 39.6 | 92.5 | 91.1 |
| SIBX①PM303 | 122.4 | 97.9 | 82.2 | 81.0 | 44.6 | 40.1 | 92.3 | 92.1 |
7.5.3.5 Oksit PGM Cevherlerinin Flotasyonu
Cevherin geliştirme aşamasında olduğu bilinen oksitlenmiş PGM yatakları çok azdır. Bu yataklar Brezilya ve Avustralya’da bulunur. Bu cevherlerdeki PGM, genellikle gang matrisi içinde ince bir şekilde dağılmış farklı PGM mineralleri ve alaşımları şeklinde bulunur. Geleneksel reaktif şemalarıyla bir flotasyon yöntemi kullanılması, % ile % arasında değişen düşük PGM geri kazanım oranlarına yol açmaktadır. Brezilya’dan alınan bir cevher üzerinde yapılan son araştırmalar, organik asit ve tiyürea karışımının oksitlenmiş cevherlerden PGM geri kazanımı üzerinde olumlu bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir.
Şekil 7.18, oksitlenmiş PGM cevherinden PGM flotasyonuna organik asit ile modifiye edilmiş tiyüreanın etkisini göstermektedir. Bu veriler, organik asit ile modifiye edilmiş tiyourea kullanılarak PGM tenöründe ve geri kazanım oranında önemli bir iyileşme sağlandığını göstermektedir.
7.5.4 PGM Cevherlerinin İşlenmesinde Uygulanan Yöntemler
Nispeten basit olan diğer sülfür işleme akış şemaları ve reaktif şemalarının aksine, PGM cevherlerinin işlenmesine yönelik akış şemaları ve reaktif şemaları oldukça karmaşık olabilir ve cevher türüne göre değişiklik gösterebilir.
Genel olarak, PGM cevherlerinin işlenmesinde kullanılan akış şeması türü, büyük ölçüde cevherin türüne bağlıdır. Örneğin, sülfür ağırlıklı cevherlerin akış şeması en basit olanıdır, ancak reaktif şeması nispeten karmaşıktır. Krom içeren PGM cevherlerinin ise akış şeması karmaşıktır, ancak reaktif şeması nispeten basittir.
7.5.4.1 Sülfür ağırlıklı PGM cevherlerinin işlenmesine ilişkin akış şemaları
Şekil 7.19’da, sülfür ağırlıklı PMG cevherlerinin işlenmesi için genel bir akış şeması sunulmuştur. Bu akış şemasında bazı değişiklikler olabilir; örneğin (1) temizlenmiş atıkların yeniden işlenmesi; (2) temizleyici konsantresinin yeniden öğütülmesi; (3) temizleme aşamalarının sayısı. Bu akış şeması, Bushveld Kompleksi (Güney Afrika), Stillwater Kompleksi (ABD) ve Lac des Iles (Kanada) gibi çeşitli işletmelerde kullanılmaktadır.
7.5.4.2 Cu-Ni içeren PGM cevherlerinin işlenmesine ilişkin akış şemaları
Bu akış şemaları genellikle Cu-Ni cevherlerinin işlenmesi için tasarlanır ve PGM bir yan ürün olarak geri kazanılır. Cu-Ni içeren PGM cevherlerinin işlenmesinde kullanılan tipik bir akış şeması Şekil 7.20’de gösterilmiştir. Bu akış şemalarının konfigürasyonu, cevherde bulunan pirhotitin miktarına ve türüne bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir. Bazı durumlarda, cevherin pirhotitinde yüksek PGM değeri bulunduğunda, ek bir PGM geri kazanım aşaması gereklidir.
7.5.4.3 Yüksek krom içeren PGM cevherlerinin işlenmesinde kullanılan akış şeması
Krom, istenmeyen bir safsızlık olduğu için bu akış şemaları, PGM konsantresindeki krom içeriğini mümkün olduğunca düşük tutmak üzere özel olarak tasarlanmıştır. Yüksek krom içeren PGM cevherlerinin işlenmesi için genel akış şeması Şekil 7.21’de gösterilmiştir. Genellikle bu akış şemaları, iki aşamalı bir PGM flotasyonunu içerir. 1. aşamada, kaba öğütme işleminden sonra yüksek tenörlü bir PGM konsantresi elde edilir. Kaba flotasyon atıkları yeniden öğütülür ve ardından 2. aşama PGM flotasyonu ve zenginleştirme işlemi gerçekleştirilir; bu aşamada düşük tenörlü bir konsantre elde edilir.
7.5.5 PGM İçeren Cevherlerin İşlenmesinde Kullanılan Reaktif Şemaları
PGM içeren cevherlerin işlenmesinde kullanılan reaktif şemaları önemli ölçüde farklılık gösterir ve büyük ölçüde işlenen cevherin türüne bağlıdır. Bazı işletmelerde, düşük tenörlü bir konsantre elde edilirken PGM geri kazanımının en üst düzeye çıkarılmasına önem verilir. Tablo 7.22’de, bazı PGM işletmelerinde elde edilen metalurjik sonuçlarla birlikte cevher türü ve reaktif şeması listelenmiştir.
Tablo 7.22 Cevher türü, reaktif plan ve metalurjik şunlardan kaynaklanmaktadır:çalışmabitkiler (SrdjanM.Bul(Atovic, 2010)
| İşlemin adı | Cevher türü/reaktif şeması/metalurjik sonuçlar |
| Amplats-1 Numaralı Maden, Güney Afrika, Morensky Reef | Cevher: Cu, Ni, pirhotit ve bir miktar piritten oluşan, sülfür ağırlıklı PGM cevheri. Bu cevher, oldukça fazla miktarda yüzdürülebilir gang mineralleri içerir. Öğütme: Yaklaşık 105 μm'lik bir partikül boyutuna kadar.Reaktifler: CuSO₄ = 200-300 g/t, CMC① = 200-400 g/t, amil ksantat = 100-250 g/t, ditiyofosfat = 40-80 g/t Metalurji: Toplam PGM konsantresi tenörü = 70-85 g/t PGM geri kazanımı = 82%-85% |
| Amplats-2 Numaralı Maden, Güney Afrika, Morensky Reef | Cevher: Nikel, pirhotit ve az miktarda bakır içeren, sülfür ağırlıklı PGM cevheri. Yüzer gang, tale ve kloritlerden oluşmaktaydı.Öğütme: 87 μm partikül boyutuna kadar Reaktifler: CuSO₄ = 100-200 g/t, dibutil ksantat = 320 g/t, modifiye guar gam = 200-250 g/t Metalurji: Konsantrede toplam 90-100 g/t PGM; PGM geri kazanımı = 80%-82% |
| Amplats - 3 Numaralı Maden, Güney Afrika, Morensky Reef | Cevher: Cu/Ni ve karışık pirit-pirhotit içeren, sülfür ağırlıklı PGM yatağı. Başlıca yüzer ganglar kalsit ve kloritlerdir; az miktarda da kuyruk madeni bulunur. Öğütme: Kgo=95μm Reaktifler: CuSO₄=100-150 g/t izopropil ksantat =150 g/t guar =150-200 g/t merkaptan =30-40 g/t Metalurji: Konsantredeki toplam PGM = 110-120 g/t PGM geri kazanımı = 841 TP3T-861 TP3T |
| Devamı: Tablo 7.22 | |
| İşlemin adı | Cevher türü/reaktif şeması/metalurjik sonuçlar |
| Stillwater Kompleksi, Montana, ABD | Cevher: PGM ile ilişkili, sülfür ağırlıklı, PGM içeren Cu-Ni cevheri. Yüzen atkıda başlıca mineral talkdır.Öğütme: K₈o=115 μm Reaktifler: CMC=400-600 g/t sodyum amil ksantat =80-150 g/t diti fosfat =20-40 g/t Metalurji: Konsantredeki toplam PGM = 300-600 g/t PGM geri kazanımı = 86%-88% |
| Norilsk Kompleksi, Sibirya, Rusya | Cevher: Yüksek PGM içeriğine sahip masif sülfür Cu/Ni cevheri. PGM’nin büyük kısmı pentlandit ve monoklinik pirhotit içinde bulunur. Başlıca gang mineralleri serpantin ve pirhotittir. Öğütme: Kgo=74μm Reaktifler: kireç =200-300g/t CuSO₄=0-300g/t;ksantat karışımı = 40-60 g/t; aerofloat = 20-30 g/t Metalurji: tenör değişkendir; PGM geri kazanımı = 701 TP3T-851 TP3T |
| UG2 Morensky Resifi A Tesisi | Cevher: PGM ağırlıklı, az miktarda krom içerir. Başlıca gang mineralleri kalsit, silikat ve az miktarda alüminosilikattır. Cevher, orta derecede kil benzeri çamur içerir.Öğütme: K₈o = 85-100 μm; Yeniden öğütme: orta boy parçaların yeniden öğütülmesi; Reaktifler: potasyum amil ksantat = 300-400 g/t; ditiyofosfat = 30-50 g/t; guar zamkı = 50-100 g/t Metalurji: Konsantredeki toplam PGM = 300-400 g/t PGM geri kazanımı = 80%-84% |
| UG2 Morensky Resifi B Tesisi | Cevher: PGM ağırlıklı cevherler – çok az sülfür içerir. Başlıca gang mineralleri arasında silikat, mika, alüminosilikat ve bir miktar krom bulunur. Öğütme: Kgo = 95 μm; Yeniden öğütme: daha temiz atıklar; Reaktifler: sodyum izobütil ksantat = 280-350 g/t; ditiyofosfat = 50-60 g/t; CuSO₄ = 50-100 g/t guar zamkı = 50-100 g/t Metalurji: Konsantredeki toplam PGM = 180-200 g/t PGM geri kazanımı = 80%-82% |
| İşlemin adı | Cevher türü/reaktif şeması/metalurjik sonuçlar |
| Engel Resif Tesis WF1 | Cevher: Yüksek kromlu PGM cevheri. Başlıca gang mineralleri, bir miktar silikat, kalsit ve kil benzeri çamurlar içeren kromittir. Öğütme: 1. aşama için K₈o=150 μm, 2. aşama için K₈o=90 μm; Yeniden öğütme: temizlenmiş atıklar; Reaktifler: ksantat karışımı = 250-300 g/t, merkaptan = 30-50 g/t modifiye guar = 50-100 g/t, CuSO₄ = 50-100 g/t. Metalurji:Konsantredeki toplam PGM = 80-110 g/t (2,751 TP3T) Cr₂O₃ PGM geri kazanımı = 831 TP3T |
| Amplats Barrier Reef Tesisi WF2 | Cevher: Yüksek kromlu PGM cevheri. Baskın gang mineralleri kromit olup, bir miktar opak olmayan gang da bulunmaktadır. Cevher, orta miktarda kil benzeri çamur içerir.Öğütme: 1. aşama için K₈o=150 μm, 2. aşama için K₈o=95 μm. Reaktifler: izobütil ksantat = 200-300 g/t, ditiofosfat = 20-35 g/t, modifiye guar = 50-100 g/t. Metalurji: Konsantredeki toplam PGM = 75-90 g/t (951 TP3T), Cr₂O₃ bazında PGM geri kazanımı = 831 TP3T. |
① CMC, karboksimetil selüloz.
İşlemlerin çoğunda, özellikle yüksek krom içeren cevherleri işleyen tesislerde, toplayıcı tüketimi nispeten yüksektir. Görünüşe göre, yüksek krom içeriğine sahip PGM konsantreleri, aslında yüksek toplayıcı tüketimiyle ilişkilidir; bu durum genellikle konsantrede ince krom parçacıklarının hapsolmasından kaynaklanmaktadır. Aslında, yüksek toplayıcı tüketimi, toplayıcıları tükettiği bilinen kil benzeri çamurların varlığıyla ilişkilidir. Yüksek kromlu cevherler üzerinde yapılan son araştırmalar, uygun bir çamur önleyici/dağıtıcı kullanılarak toplayıcı tüketiminin önemli ölçüde (yani 'a kadar) azaltılabileceğini göstermiştir.
English English 
Spanish
Russian
Arabic
Swahili
French
Turkish
Portuguese
Korean
Japanese
German
Italian
