Refrakter karakterli altın cevherlerinin değerlendirilmesi
Evaluation of refractory gold ores
Yazar: DUYGU İPEK
Danışman: PROF. DR. İSMAİL GİRGİN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Siyanür liçi, 19. yüzyıldan günümüze kadar kullanılan en yaygın altın kazanım yöntemidir.  Çok ince taneli ve düşük tenörlü cevherlerde bile ekonomik olarak altın kazanımı sağlayabilen bu yöntem refrakter altın cevherlerinde tek başına etkili olamamaktadır. Refrakter cevherler, altını yapısında kenetli tutarak, alkali siyanür çözeltisinde çözünerek siyanür ve/veya oksijen tüketimine neden olarak ya da altının yüzeyini pasifleştirerek altın kazanımını engelleyen yapılardır. Bünyesinde yüksek oranda sülfür (>%2) ve karbonlu yapı bulunduran, altının çok ince tane boylarında mineral yapılarında kenetli kaldığı oluşumlar refrakter cevherlerin en güzel örnekleridir. Bu durumda alternatif altın kazanım yöntemlerine ve/veya oksitleyici ön-işlemlere başvurulmaktadır. Bu ön işlemlerden bir tanesi de kavurma olup, bu yöntemin amacı yüksek sıcaklıklarda refrakter özellikteki sülfürlü ve karbonlu yapıları oksijen ortamında gözenekli demir oksite dönüştürerek siyanür liçiyle altın kazanımına uygun hale getirmektir.
Bu çalışmada, dolomit içeriğine sahip yüksek sülfür ve karbon içeren cevherin öncelikli olarak siyanür liçindeki davranımı incelenmiştir. 2n deney tasarımı ile ilk aşamada 8 test gerçekleştirilerek liç işeminde siyanür derişimi (500-1000 ppm), tane boyu (38-150 µm) ve liç süresinin (48-96 saat) etkileri incelenmiştir. Altın kazanımı %42.96-63.01 aralığında değişirken, çözeltiye geçen altını %45.33'den %58.79'a yükselten liç süresinin en etkin parametre olduğu görülmüştür. Araştırma sonuçlarından yola çıkılarak tane boyunun altın kazanımına önemli bir etkisi olduğu bilindiği için çok ince öğütmeyi takiben siyanürleme testleri 2. aşamaya taşınmıştır. Liç süresi (48-196 saat) ve tane boyunun (20-38 µm) etkisi incelenen 4 siyanürleme testinde uzun liç süresi ve çok ince tane boyuna rağmen hedeflenen altın kazanımı sağlanamamıştır. Çözeltiye geçen altın %44.10-81.88 aralığında değişirken, kireç tüketimi ortalama 5.01 kg/ton, siyanür tüketimi ise ortalama 2.39 kg/ton gibi çok yüksek değerlere ulaşmıştır. Düşük altın kazanımı ve yüksek kimyasal tüketimleri nedeniyle XRD analizinde belirlenen dolomit yapısını bozmak üzere kavurma ön işlemi uygulanmıştır. TG/DTA analizinden elde edilen sonuca bağlı olarak, kavurma işleminin 800°C'de 1 saat süreyle gerçekleştirilmiştir. Kavurma işlemi sonrasında ikinci aşama siyanürleme testleri tekrarlanmış ve %92.51-94.09 aralığında altın kazanımı mümkün olmuştur. Kavurma işlemi sonucunda oluşan CaO ve MgO siyanürleme işlemi için gerekli olan alkaliniteyi sağladığı için ilaveten kireç kullanımı gereksininmi ortadan kalkmış ve siyanür tüketimi de ortalama 0.98 kg/ton dolaylarına inmiştir.
Ekonomik ve teknik açıdan yeterli altın kazanımı ve düşük kimyasal tüketimi sağlanan test programının daha iri tane boyları ve daha kısa liç süreleri denenerek devam ettirilebileceği öngörülmüştür.


Anahtar Kelimeler: Kavurma, Refrakter Altın Cevherleri, Siyanür Liçi, Pirometallurjik Ön-işlem

Abstract:
Cyanidation of the gold ores is the most commonly used gold extraction process since19th century.  Although cyanidation can economically be applied for low grade and fine sized ores, it does not give good results for refractory ores. Encapsulated fine gold particles in refractory gold ores consume high cyanide and/or oxygen during dissolution and also cause passivation on the gold surfaces. Gold ores which include high grade sulphide (>%2) and carbonaceous constituents and fine gold encapsulating in the mineral structure can be called as "refractory". These ores require alternative processing techniques and/or pre-oxidation treatments. One of these pre-treatment methods is roasting aimed at decomposing refractory sulphide and carbonaceous constituents at high temperatures in oxygen medium to produce a porous iron oxide calcine and thus prepare the material for suitable application of cyanidation. 
In this study, a composite sample with high sulphide and carbon contents and containing dolomite was subjected to direct cyanidation. 2n experimental design was used in the direct cyanidation tests of 8 samples and the effects of cyanide concentration (500-1000 ppm), particle size (38-150 µm) and reaction time (48-96 hour) were examined. The results showed that gold recoveries differed between % 42.96-63.01 and reaction time which increased gold recovery from % 45.33 to %58.79 was found to be the most effective parameter. Considering the literature findings which impose that ultra-fine grinding effects gold recovery significantly, a series of 4 cyanidation tests were conducted. Although fine sizing (20-38 µm) and longer reaction times (48-196 hour), the results obtained were not in acceptable levels. Gold recoveries changed between % 44.10-81.88, lime consumption and cyanide consumptions increased to 5.01 kg/ton and 2.39 kg/ton, respectively. Because of low gold recoveries and high chemical consumptions, composite sample was roasted to decompose the dolomite structure verified by XRD analysis. Roasting was performed at 800°C for 1 hour considering the TG/DTA analysis result. After roasting, cyanidation tests were repeated and it was observed that gold recoveries were reached to % 92.51-94.09. Since CaO and MgO formed during roasting were enough to create the required alkalinity for cyanidation, no additional lime was required and cyanide consumption was decreased to 0.98 kg/ton.
Although reasonable gold recoveries and chemical consumptions were figured out, it was suggested that the test program could further be improved for coarser particle sizes and shorter reaction times.


Keywords: Roasting, Refractory Gold Ores, Cyanide Leaching, Pyro Metallurgical Oxidation