Kırkpavli sülfürlü kompleks cevherinden Cu, Pb, Zn, Au ve Ag kazanımı
Cu, Pb, Zn, Au and Ag recovery from kirkpavli sulfide complex ore
Yazar: OĞUZHAN MERT GÜRKAN
Danışman: PROF. DR. ALİM GÜL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Cevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Cevher Hazırlama Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Bakır yatakları = Copper deposits ; Hidrometalurji = Hydrometallurgy ; Kurşun = Lead ; Pirit = Pyrite ; Çinko = Zinc

Özet:
Bu çalışmada baz metal ve pirit üretimi için deneyler yapılmıştır. Yapılan çalışmalar kapsamında flotasyon ve çözündürme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Pirit konsantresi üretebilmek için tüvenan numune üzerinde gravite deneyleri de yapılmıştır. Bu deneyler; Falcon, Mozley Masası, Sarsıntılı Masa deneyleri ayrı ayrı yapılmış ve analiz sonucuna göre pirit üretim yöntemi belirlenmiştir. Flotasyon deneyleri Denver tipi flotasyon makinesinde gerçekleştirilmiştir. Birinci amaç, kaba devrede ayrı ayrı kaba metal konsantreleri elde etmek ve daha sonra yüksek dereceli metal konsantreleri
elde etmek için temizleme deneyleri uygulamaktır. Kaba devrede rotor hızı 1800 rpm ve hücre hacmi 5 lt iken, temizleme devrelerinde rotor hızı 1100 rpm ve hücre hacmi 1,7 lt'dir. Her iki devre de %30 pülpte katı oranındadır. Bakır devrelerinde kolektör olarak Hostafloat 3403, silikat bastırıcı olarak Na2SiO3, galen ve pirit bastırıcı olarak
Na2S2O5, sfalerit bastırıcı olarak ZnSO4 kullanılmıştır. Ayrıca Cu kaba devresinde pH ayarlayıcı olarak Na2CO3 kullanılan deneylerde Pb ve pirit bastırıcı olarak Na2S2O5'e ek olarak S-7261A kullanılmıştır. Kurşun devresinde toplayıcı olarak Aerophine 3418 A, pirit bastırıcı olarak CaO ve Na2S2O5 ve çinko bastırıcı olarak ZnSO4 kullanılmıştır.
Çinko devrede aktivatör olarak CuSO4, toplayıcı olarak KAX ve pirit bastırıcı olarak CaO kullanılmıştır. Pirit devrelerinde toplayıcı olarak Tomamine M-73 kullanılmış ve pH düzenleyici kullanılmamıştır. Yapılan deneylerde Cu devresinde pH ayarlayıcı olarak CaO ve Na2CO3 deneylerde ayrı ayrı kullanılarak etkileri gözlemlenmiştir. Pb ve Zn devresinde pH ayarlayıcı olarak sadece CaO kullanılmıştır. Köpürtücü olarak tüm devrelerde MIBC kullanılmıştır. Bu çalışmada CaO ve Na2CO3'ün Cu devresindeki etkileri, bastırıcıların etkisi, pH değişiminin etkisi, kollektör dozajının
etkisi gözlemlenerek satılabilir Cu- Pb- Zn ve pirit (değerli metal olarak 1,55ppm altın ihtiva eden) konsantreleri elde edilmesi amaçlanmıştır. Üretilen pirit konsantresi 1,55ppm altın içermektedir. Pirit konsantresinden içeriğindeki altını kazanmak için deneyler yapılmıştır. Altın kazanımı için iki farklı yöntem kullanılarak kıyaslama yapılmıştır. İlk yöntem; piriti iki farklı sıcaklıkta (500°C ve 700°C) kavurarak oksitlenmesini sağladıktan sonra her iki numune üzerinde
%40 pülpte katı oranında, 2,5 g/L NaCN kullanılarak 6-12-24 saatlik çözündürme deneyleri yapılmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmanın sonuçları ışığında NaCN dozajını artırarak (5g/L) 48 ve 24 saatlik deneyler ve yapılan ek deneyleri kıyaslayabilmek adına 2,5g/L NaCN konsantrasyonunda 48 saatlik deney yapılmıştır. İkinci yöntem; üretilen pirit konsantresini karıştırmalı değirmen kullanılarak tamamı 12µm altında olacak şekilde öğütüldükten sonra %40 pülpte katı oranında, 2,5 g/L NaCN kullanılarak 6-12-24 saatlik çözündürme deneyleri yapılmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Optimum koşullarda yapılan deney sonucunda %20,95 Cu, 505ppm Ag ve 19,72 ppm Au içeren bir bakır konsantresi %58,6 verim ile, %64,01 Pb, 375ppm Ag içeren bir kurşun konsantresi %63,7 verim ile, %59,01 Zn içeren bir çinko konsantresi %80,4 verim ile, %43,49 Fe ve 1,55ppm Au içeren bir pirit konsantresi %35,25 verim ile kazanılmıştır. Pirit kaba devresinde toplayıcı olarak Zn devresi sonrası asit kullanım ihtiyacı gerektirmediğinden dolayı Tomamine M-73 tercih edilmiştir. Bu üretilen Cu, Pb ve Zn konsantreleri satılabilir değere sahip konsantrelerdir. Pirit konsantresi içerisinde bulunan Au kazanımı için ek deneyler yapılmıştır.

Abstract:
In this study, experiments were carried out for the production of base metal and pyrite. The experiments carried out include flotation and gravity. In order to produce pyrite concentrate, gravity tests were also carried out on the run-of-the-mill sample. These experiments are; Falcon, Mozley Table and Jerky Table experiments were carried out separately and the pyrite production method was determined according to the results of the analysis. Flotation experiments were carried out on Denver type flotation machine. The primary objective is to obtain individual coarse metal concentrates in
the coarse circuit and then carry out cleaning experiments to obtain high grade metal concentrates. While the rotor speed is 1800 rpm and the cell volume is 5 lt in the rough circuit, the rotor speed is 1100 rpm and the cell volume is 1.7 lt in the cleaning circuits. Both circuits are at 30% pulp solids ratio. Hostafloat 3403 as collector in copper
circuits, Na2SiO3, galena and Na2S2O5 as pyrite suppressant, ZnSO4 as sphalerite suppressor were used as silicate suppressor. In addition, S-7261A was used in addition to Na2S2O5 as Pb and pyrite suppressant in experiments using Na2CO3 as pH adjuster in the Cu coarse circuit. Aerophine 3418 A was used as a collector in the lead circuit, CaO and Na2S2O5 as a pyrite suppressant and ZnSO4 as a zinc suppressor. CuSO4 was used as activator, KAX as collector and CaO as pyrite suppressor in the zinc circuit. Tomamine M-73 was used as a collector in the pyrite circuits and no pH regulator was used. In the experiments, CaO and Na2CO3 were used separately in the experiments as pH adjusters in the Cu circuit, and their effects were observed. Only CaO was used as pH adjuster in the Pb and Zn circuit. MIBC was used as a foamer in all circuits. In this study, it was aimed to obtain salable Cu-Pb-Zn and pyrite (containing 1.55 ppm gold as precious metal) concentrates by observing the effects of CaO and Na2CO3 in the Cu circuit, the effect of suppressors, the effect of pH change, the effect of collector dosage. The produced pyrite concentrate contains 1.55 ppm gold. Experiments have been made to recover the gold content from pyrite concentrate. Comparisons were made using two different methods for gold recovery. The first method; After roasting the pyrite at two different temperatures (500°C and 700°C) and allowing it to oxidize, 6-12-24 hour dissolution experiments were carried out using 2.5 g/L NaCN at 40% pulp solids ratio
on both samples and the results were compared. In the light of the results of this comparison, a 48-hour experiment was performed at a concentration of 2.5g/L NaCN in order to compare the 48 and 24-hour experiments and additional experiments by increasing the NaCN dosage (5g/L). The second method; After grinding the produced pyrite concentrate to be below 12µm using a stirred mill, dissolution tests were carried out for 6-12-24 hours using 2,5 g/L NaCN at 40% pulp solid ratio and the results were compared. As a result of the experiment carried out under optimum conditions, a
copper concentrate containing 20.95% Cu, 505ppm Ag and 19.72 ppm Au with 58.6% yield, a lead concentrate containing 64.01% Pb, 375 ppm Ag with 63.7% yield, and 59% yield. A zinc concentrate containing 0.01 Zn was recovered in 80.4% yield, and a pyrite concentrate containing 43.49% Fe and 1.55 ppm Au in 35.25% yield. Tomamine M-73 was preferred as it does not require the use of acid after the Zn circuit as a collector in the pyrite coarse circuit. These produced Cu, Pb and Zn concentrates are salable concentrates. Additional experiments were carried out for the recovery of Au in the pyrite concentrate.