Refrakter cevherlerden siyanür liçi ile altın ve gümüş kazanımında alkali ön işlemlerin uygulanması
Application of alkaline pretreatments for gold and silver recovery from refractory ores
Yazar: OKTAY CELEP
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM ALP
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Alkalilik = Alkalinity

Özet:
Bu çalışmada, Akoluk (Ordu) altın ve gümüş içeren antimonlu cevherin alkali ve alkali sülfür liçi bozundurulması ve sonrasında siyanür liçi ile altın ve gümüşün kazanılabilirliği araştırılmıştır. İlk aşama olarak, cevherin karakterizasyonu için detaylı mineralojik analizler (cevher mikroskobisi, SEM-EDS ve EPMA) ve tanımlayıcı liç testleri yapılmıştır. Daha sonra, siyanür liçinde altın ve gümüş kazanımı üzerine ince öğütmenin, kavurmanın ve kurşun nitratın etkisi araştırılmıştır. Bu ön çalışmalardan sonra, siyanür liç verimlerini arttırmak amacıyla antimonlu mineral yapılarını bozundurmak için Na2S+NaOH alkali sülfür ve NaOH, KOH ve kireç alkali bozundurma liç deneyleri yapılmıştır. Bu deneylerde reaktif konsantrasyonu, sıcaklık, tane boyutu ve liç süresi gibi parametrelerin antimon çözünmesine ve sonrasında siyanür liçinde altın ve gümüş kazanım verimleri üzerine etkileri araştırılmıştır.Cevherden doğrudan siyanür liçinde düşük altın (?%49 Au) ve gümüş (?%24 Ag) kazanım verimleri elde edilmiştir. Yapılan detaylı mineralojik incelemelere göre, cevherdeki sülfürlü minerallerle birlikte bulunan altın tanelerinin (<3 µm) %10-15 oranında Ag içerdiği görülmüştür. Gümüşün çoğunluğunun ise siyanürde çözünmeyen andorit (Ag3SbS3) minerali olarak bulunduğu belirlenmiştir. Andorit mineralleri saçınımlı altın taneleri içermektedir. Framboidal piritlerin halkalı zonları Sb ve Ag içermektedir. Altın ve gümüşün siyanürle düşük kazanımı Pb-Sb-S mineralleri içerisinde kapanım halinde bulunmalarından kaynaklanmaktadır. Tanımlayıcı liç testleri, cevherin refrakterliğinin, altının büyük bir kısmının ve gümüşün ise tamamına yakın bir kısmının sülfürlü minerallerle ilişkili olmasından kaynaklandığı sonucunu ortaya koymuştur. İnce öğütme, kavurma gibi ön işlemler ve siyanür liçinde kurşun nitrat ilavesi altın ve gümüş verimlerinde iyileşmeler sağlamasına karşın istenilen verimlere ulaşılamamıştır. Bu sonuçlar cevherin refrakter özelliğe sahip olduğunu, yüksek metal kazanımlarına ulaşmak için kimyasal bir bozundurma ön işlemin gerekliliğini ortaya koymuştur.Yapılan alkali ve alkali sülfür liçlerinde reaktif konsantrasyonu, sıcaklık ve liç süresinin artması ve tane boyutunun azalmasıyla antimon çözünmesi artmaktadır. Buna bağlı olarak bozundurma sonrasındaki siyanür liçlerinde altın ve gümüş verimleri artmaktadır. Alkali sülfür liçinde (4 mol/L Na2S ve NaOH, 800C, d80:15 µm) antimonun %95,1'inin uzaklaştırılması ile siyanür liçinde %82,6 altın ve %90,2 gümüş kazanımları gerçekleşmiştir. NaOH alkali bozundurması sonrasında (5 mol/L NaOH, 800C, d80:15 µm) (%70,1 Sb) siyanür liçinde %82,2 Au ve %80,6 Ag kazanımları gerçekleşmiştir. KOH alkali bozundurması sonrasında (5 mol/L NaOH, 800C, d80:15 µm) (%85,5 Sb) siyanür liçinde %82,4 Au ve %86,1 Ag kazanımları elde edilmiştir. Cevherden doğrudan siyanür liçiyle düşük altın ve gümüş kazanım verimlerine (?%49 Au ve ?%24 Ag) kıyaslandığında, alkali ve alkali sülfür liçleri sonrasındaki siyanür liçi altın verimleri %33,2-33,6 ve gümüş verimleri %67,2-77,2 oranlarıyla önemli miktarda artmaktadır.Sonuç olarak, Akoluk (Ordu) cevherinde olduğu gibi, altın ve gümüş içeren antimonlu yapıların bozundurulmasında alkali sülfür ya da NaOH ve KOH alkali liçlerinin oldukça etkili olduğu belirlenmiştir. Bu yapılara bağlı olarak bulunan altın ve gümüşün siyanürle kazanımında bu proseslerin ön işlem olarak etkili bir şekilde uygulanabileceği tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Refrakter altın-gümüş cevheri, antimon, kavurma, ince öğütme, alkali sülfür, alkali, liç, siyanür, altın ve gümüş kazanımı

Abstract:
In this study, the recovery of gold and silver from Akoluk (Ordu) antimony ore containing gold and silver during cyanidation following alkaline and alkaline sulfide pre-treatment was investigated. The study was initiated by detailed mineralogical analysis (ore microscopy, SEM-EDS and EPMA) and diagnostic leaching tests for characterization of the ore. This was followed by the investigation of the effects of ultrafine grinding, roasting and lead nitrate on gold and silver recovery during cyanidation. After these preliminary studies, in order to increase the efficiency of cyanide leaching, the decomposition of antimony minerals was performed by using Na2S+NaOH alkaline sulfide leaching, NaOH, KOH and lime alkaline leaching. In these experiments, the effects of parameters such as the concentration of reagent, temperature, particle size and leaching time on the efficiency of antimony dissolution were determined. Later, gold and silver recoveries during subsequent cyanidation were investigated.Low gold (?49% Au) and silver (?24% Ag) recoveries were obtained in direct cyanidation from ore. According to the detailed mineralogical investigations, it was showed that gold particles (<3 µm) associated with sulphides minerals consist of 10-15% Ag in ore. The majority of silver was found as andorit (Ag3SbS3) mineral to be insoluble in cyanide solutions. Disseminated gold particles were found within the andorite minerals. Framboidal pyrites contains Sb and Ag-ringed zones. Low gold and silver recoveries during cyanidation are mainly due to the presence of gold and silver inclusions within Pb-Sb-S minerals. The diagnostic leaching tests exhibited that refractoriness of ore derived from associated with sulfide minerals of a large portion of the gold and almost all a part of silver. Although lead nitrate addition and pretreatments such as fine grinding, roasting provide improvements for gold and silver recoveries during cyanidation, the desired recoveries were not obtained. These results suggest that ore have refractory properties and a chemical decomposition pretreatment was required to achieve high metal recoveries.In alkaline and alkaline sulfide experiments, the antimony dissolution was improved with increasing of reagent concentration, temperature, leach time and decreasing particle size. Gold and silver recoveries were improved during cyanidation after decomposition. 82.6% gold and 90.2% silver recoveries were obtained with 95.1% antimony removal by alkaline sulfide leach (4 mol/L Na2S and NaOH, 800C, d80:15 µm). 82.2% gold and 80.6% silver recoveries were obtained with 70.1% antimony removal by NaOH alkaline leach (5 mol/L NaOH, 800C, d80:15 µm). 82.4% gold and 86.1% silver recoveries were obtained with 85.5% antimony removal by KOH alkaline leach (5 mol/L NaOH, 800C, d80:15 µm). Compared to low gold and silver recoveries in directly cyanidation from ore, gold and silver recoveries were improved with a significant amount of 33.2-33.6% Au and 67.2-77.2% Ag proportions during cyanidation after alkaline and alkaline sulfide leachs.As a result, as well as Akoluk ore, it was determined that alkaline or NaOH and KOH alkaline leach were highly effective on decomposition of antimony minerals containing gold and silver. These processes can be effectively applied as pre-treatments on recovery of gold and silver during cyanidation.Key Words: Refractory gold-silver ore, antimony, roasting, ultrafine grinding, alkaline sulfide, alkaline, leach, cyanide, gold and silver recovery