Kalkopirit konsantresinin sülfürük asitli ortamda potasyum dikromat etkisinde liç şartlarının belirlenmesi
Determination of leaching conditions of chalcopyrite concentrate in sulphuric acid medium under effect of potassium dichromate
Yazar: GÖKHAN UÇAR
Danışman: Y.DOÇ.DR. SALİH AYDOĞAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
ÖZET Yüksek Lisans Tezi KALKOPİRİT KONSANTRESİNİN SÜLFÜRİK ASİTLİ ORTAMDA POTASYUM DİKROMAT ETKİSİNDE LİÇ ŞARTLARININ BELİRLENMESİ GÖKHAN UÇAR Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Maden Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman : Yrd. Doç. Dr. Salih AYDOĞAN 2005,71 Sayfa Jüri: Prof. Dr. Mehmet CANBAZOĞLU Doç. Dr. Alper ÖZKAN Yrd. Doç. Dr. Salih AYDOĞAN Bu çalışmada, Menka A.Ş.'ne ait Cu-Pb-Zn kompleks cevherinden flotasyon yoluyla zenginleştirilmiş kalkopirit (CuFeS2) konsantresinin, sülfürik asitli ortamda potasyum dikromat etkisinde liç şartları araştırılmıştır. Deneyler, karıştırma liçi yapılarak, ± 0.2 °C hassasiyetinde sıcaklığı ayarlanabilen sıcak su banyosuna konulan l It'lik cam beherlerde gerçekleştirilmiştir. 50-700 dev/dak karıştırma hızı aralığında, 0,1- 0,5 M sülfürik asit (H2SO4) derişimi aralığında, 0,01- 0,15 M potasyum dikromat (KaC^O?) derişimi aralığında, 50 - 97 °C liç sıcaklığı aralığında, -212 +106, -106 +75, -75 +45, -45 +38 ve -38 um tane boyutu aralığında, 5/500 - 100/500 g/ml katı/sıvı oranı aralığında bakır çözünmesine olan etkisi araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; kalkopiritten sülfürik asitli ortamda potasyum dikromat iyonlarının etkisinde bakır çözünmesinin; karıştırma hızı, sıcaklık, sülfürik asit ve potasyum dikromat derişimi ile doğru orantılı olduğu belirlenmiştir. Diğer taraftan bakır çözünmesi küçülen tane boyutu ve azalan katı/sıvı oranı ile artmıştır. 150 dakikalık liç işlemi sonunda, 400 dev/dak karıştırma hızında, 0,4 M sülfürik asit derişiminde, 0,1 M potasyum dikromat derişiminde, 90°C sıcaklıkta, -75+45um tane iboyutunda, 5/500 g/nıl katı/sıvı oranında % 79,05 bakır çözünme verimi elde edilmiştir. Kinetik değerlendirme kullanılarak, kalkopirit konsantresinden sülfürik asitli ortamda potasyum dikromat etkisinde bakır çözünmesinin "Küçülen Çekirdek Modeli" (Shrinking Core Model) ile uyumlu olduğu ve (l-2/3X-(l-X)23=£/) ifade bulduğu belirlenmiştir. 50 - 97°C sıcaklık aralığında hesaplanan aktivasyon enerjisi 23,57 kJ/mol olarak bulunmuştur. Karıştırma hızının bakır çözünmesine etkisi-(w)0'41, sülfürik asit derişiminin etkisi [FfeSC^]1'5, potasyum dikromat derişiminin etkisi [K/zC^O?]0'45, ortalama tane yarıçapının etkisi (ro)"1'74 ve katı/sıvı oranının etkisini (k/s)'1^ olarak gösteren üssel ilişkiler ortaya konmuştur. Difîizyon modeli kullanılarak bulunan yan ampirik model aşağıdaki gibidir. l-2/3XKl-X)M=M(70°'^ Ayrıca, düşük karıştırma hızları ve potasyum dikromat derişimi değerlerinde bakır çözünme kinetiği kimyasal kontrollü bir mekanizma (1-(1-X)1/3) ile gerçekleşmektedir. Anahtar Kelimeler: Kalkopirit, potasyum dikromat, sülfürik asit, l iç, liç kinetiği. ü

Abstract:
ABSTRACT MSc Thesis DETERMINATION OF LEACHING CONDITIONS OF CHALCOPYRITE CONGENTRATE EV SULPHURIC ACID MEDIÜM ÜNDER EFFECT OF POTASSIUM DICHROMATE GÖKHAN UÇAR Selçuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Departnıent of Mining Engineering Supervisor : Assist. Prof. Dr. Salih AYDO?AN 2005,71 Pages Jury : Prof. Dr. Mehmet CANBAZO?LU Assoc. Prof. Dr. Alper ÖZKAN Assist. Prof. Dr. Salih AYDO?AN in this study, the leaching conditions of chalcopyrite (CuFeS2) concentrate enriched through flotation of Menka Corporation Cu-Pb-Zn complex öre in sulphuric acid medium under effect of potassium dichromate were investigated. Experiments were carried out by agitation leaching using l it glass vessel put in the höt water bath whose temperature can be adjustable ± 0.2 °C sensitivity. EfFects of stirring speed in the range of 50 - 700 rpm, sulphuric acid concentration in the range of 0.1 - 0.5 M, potassium dichromate concentration in the range of 0.01 - 0.15 M, leaching temperature in the range of 50 - 97°C, partide size fractions of-212 +106, -106 +75, -75 +45, -45 +38 to -38 um and solid/liquid ratio in the range of 5/500 - 100/500 g/ml on copper dissolution were investigated. According to obtained results, it was determined that the copper dissolution from chalcopyrite under the effect of potassium dichromate ions in sulphuric acid medium was directly proportional to stirring speed, sulphuric acid and potassium dichromate concentrations and leaching temperature. On the other hand, it increased... mwith decreasing partide size and solid/liquid ratio. The copper dissolution of 79.05 % was obtained with following conditions: leaching time of 150 minutes, stirring speed of 400 rpm, sulphuric acid concentration of 0.4 M, potassium dichromate concentration of 0. l M, leaching temperature of 90 °C, partide size of -75 +45 um and solid/liquid ratio of 5/500 g/ml. it was determined using kinetic evaluation that copper dissolution under effect of potassium dichromate in sulphuric acid medium was consistent with "Shrinking Core Model" (l-2/3X-(l-X)2/3). Activation energy calculated in the range of 50 - 97°C temperature was found as 23.57 kj/mol. Copper dissolution was expressed as 0.41 power of stirring speed ((«)°'41); 1.5 povver of sulphuric acid concentration ([HjSOJ15); 0.45 power of potassium dichromate concentration ([K2Cr2O7]045); -1.74 povver of average partide radius ((r0)'L74); -1.91 power of solid/liquid ratio ((s/l)"191). Semi empirical model calculated using diffusion model was as follows: l-2/3X-(l-X)2/3=M(^ in addition, the copper dissolution kinetics occurred with a chemically controlled mechanism (1-(1-X)1/3) at low stirring speeds and low potassium dichromate concentrations. Keywords: Chalcopyrite, potassium dichromate, sulphuric acid, leaching, leaching kinetics. iv