Siyanisitler içeren gümüş cevherlerinin siyanür liçinde siyanisit-çözünme kinetiği ilişkisi ve gümüş çözünme veriminin artırılması
Relationship between cyanicides and leaching kinetics in cyanidation of cyanicides bearing silver ores and improving of silver dissolution recovery
Yazar: SERMİN GÖKSU
Danışman: DOÇ. DR. A. HAKAN AKTAŞ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Bölümü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Kimya = Chemistry ; Kinetik modelleme = Kinetic modelling ; Çözünme kinetiği = Dissolution kinetic

Özet:
Siyanürleme (siyanür ile çözündürme) bir hidrometalürjik yöntem olup, küçük boyutlu altın ya da gümüş minerallerini içeren cevherlerden değerli metalleri kazanmak için endüstriyel ölçekte kullanılan tek yöntem olma özelliğini günümüzde hala korumaktadır. Siyanürlemenin esasını, cevherdeki altın/gümüş minerallerinin seyreltik siyanür çözeltilerinde / kompleks iyonu halinde çözünerek sıvı (çözelti) faza geçmesi ve daha sonraki aşamada gümüş/altın yüklü çözeltiden gümüşün/altının çöktürülerek tekrar kazanılması oluşturur.Altın cevherlerinin siyanürlemesinde yüksek verim (>%90) elde edilebilirken, aynı süre içerisinde ve ortamda gümüş cevherlerinden oldukça düşük verimler (<%70) elde edilmektedir. Bununla birlikte liç süresinin bu kadar uzun (48 saat) sürmesinin en önemli gerekçelerinden biri altın/gümüş cevherleri içinde ?siyanisitler? olarak adlandırılan minerallerin varlığıdır. Bu mineraller liç sırasında siyanür ile kompleks oluşturarak siyanür tüketimini artırmakta ve çözünmeyi yavaşlatan geciktirici etki oluşturmaktadırlar.Bu tezin amacı, Gümüşköy/Kütahya gümüş cevherinin içerisinde geciktirici etki yapan siyanisitlerin etkilerini en aza indirerek, daha düşük siyanür tüketimiyle daha az veya eşit liç süresinde gümüş çözünme veriminin artırılmasıdır. Bu amaç doğrultusunda, ilk olarak metallerin (Ag ve Fe) ve minerallerin (Ag2S ve FeS2) siyanürle verdiği tepkimeler kinetik açıdan da değerlendirilerek belirlenen optimum şartlar cevher numunesi kullanılarak uygulanmış ve cevher içindeki gümüşün çözünürlüğü araştırılmıştır.Cevherin kimyasal analiz sonuçlarına göre, cevher içinde geciktirme etkisi yapabilecek ve siyanür tüketimine neden olabilecek en önemli metalin (siyanisit) demir olduğu görülmüştür. Demirin yüksek pH' larda oksit/hidroksitler halinde çökelmesinin liç ortamında mümkün olabileceği göz önüne alındığında, liçten önce uygulanacak bir ön işlemin cevher içindeki demiri oksit/hidroksit halinde çöktürebilmesi mümkün görülmüştür. Bu nedenle, liç sırasında demir çözünme miktarını azaltarak demirin geciktirici etkisini en aza indirmek üzere liç için hazırlanan pülpe NaCN ilave etmeden önce 24 saatlik bir ön işlem uygulanmıştır. Ön işlem sırasında pülp sürekli karıştırılmış, 1 L/dk hava verilmiş ve düzenli olarak pH ölçümü yapılmıştır. Ön işlemden sonra 1.67 g/L NaCN eklenerek 48 saatlik siyanür liçi tamamlanmıştır. Deney sonuçlarından demirin çözünme veriminin ön işlemsiz siyanür liçine göre %85 daha az olduğu, bununla birlikte gümüş çözünme veriminin %6 arttığı ve NaCN tüketiminin azaldığı gözlenmiştir. Bu olumlu sonuçların ardından liç çözeltisindeki sülfür iyonlarının olumsuz etkisini etkisi gidermek ve gümüş çözünme verimini artırmak için Pb(NO3)2 kullanılarak cevher numunesinin yine ön işlemli siyanürleme deneyi yapılmıştır. Böylece, gümüş çözünme verimi %16' lık bir artışla yaklaşık %80 olarak elde edilmiştir. Bu sonuçlara göre, ön işlem uygulanarak cevherin siyanür liçinde daha yüksek verimlerin daha kısa sürede ve daha az siyanür tüketimi ile elde edilebileceği ortaya konmuştur.

Abstract:
Cyanidation, as a hydrometallurgical process, is only method industrially employed to recover valuable metals from ores bearing gold and silver minerals since over 100 years ago. Gold/silver mineral processing is usually based on the cyanidation of the ore. The leaching of the ore is performed using alkaline cyanide solutions that produce lixiviates containing mixtures of metal cyanide complexes such as , . In last decades, the recovery of gold/silver cyanide complexes from the leached solutions is done using activated carbon as adsorbent.It is known that under exactly the same conditions silver dissolves about half the rate at which gold dissolves. However, silver is sensitive to the cyanide concentration, while gold becomes independent of cyanide concentration at higher levels of concentration. Silver is sensitive to the degree of agitation, while gold is essentially independent of agitation. While higher gold recovery (>90%) is obtained from the industrial application of cyanidition, the silver recovery (<70%) is low. One of the most important reasons of such long leaching time (48 h) is presence of the some minerals in the ore called as cyanicides. During the cyanidation, these minerals react with cyanide and produce some metal complexes resulting higher cyanide consumption.The main objective of this thesis is to obtain high silver dissolution with low cyanide consumption by means of reducing the retarding effect of some cyanicides in a silver ore sample taken from Gümüşköy/Kütahya. To do this, cyanidition performances of the some pure metals (Ag and Fe), some minerals and a certain amount of their mixtures (an artificial ore) were separately determined and evaluated kinetically. In order to investigated the solubility of silver/ silver minerals in the ore, the optimum leaching conditions determined from the tests using the artificial ore were applied to the ore sample.According to the chemical analysis of the ore sample, it was determined that iron is most important metal having the retarding effect as a cyanicide. As it is known that iron can precipitate under high alkaline solutions as iron oxides/hydroxides. For this reason, it can be assumed that pre-treatment of the ore in an alkaline solution can reduce the retarding effect of iron, prior to cyanidation. To test this, the ore sample was agitated for 24 h at pH 12. During the pre-treatment, the pulp was agitated continuously and the pulp aerated with 1 L/min of air. Then, a predetermined amount of cyanide was introduced into the pulp and cyanidation time was 24 h in this stage. According to this test results, it was determined that a significant reduction of iron dissolution was obtained (85%). Furthermore, the silver extraction and the cyanide consumption were improved by application of the pre-treatment. As it is known that sulphide ion in the pulp has a harmful effect. In order the overcome this difficulty, the addition of lead salts is a common mill practice. Therefore, a final test was performed by using lead nitrate in the cyanidation of the pre-treated pulp. The silver dissolution recovery was shifted from 64% to 80% by using the pre-treatment method. According to the results of this thesis, the pre-treatment of the pulp is a useful tool and the silver extraction from the Gümüşköy silver ore can significantly be improved with low cyanide consumptions by using the pre-treatment method.