Kalkopirit Konsantresinden Bakırın İki Kademeli Seçimli Liçi (Revize Edildi)

Abstract

Sülfürlü cevherlerden ve konsantrelerden bakır üretimi, önemli ölçüde yüksek sıcaklıkta gerçeklestirilen izabe islemlerini içeren pirometalurjik tekniklerle yapılmaktadır. Kalkopirit konsantresinden pirometalurjik yöntemlerle bakırın üretimi, matın elde edilmesi ve takiben mattan konvertisaj islemiyle blister bakırın elde edilmesi temel asamalarından meydana gelir. Sülfürlü konsantrelerden bakırın ekstraksiyonu için gelistirilmis olan ticari hidrometalurjik prosesler mevcut olup, bu prosesler mekanik aktiflestirme, etkin oksidatif liç kademesi ve liç sonrası elde edilen çözeltilerin arıtımı gibi yüksek maliyetli adımlara ihtiyaç duyan yöntemlerdir. Hidrometalurjik proseslerle kompleks sülfürlü bakır konsantrelerinin islenmesi sırasında genellikle karsılasılan en önemli problemler, kalkopiritin kompakt kristal yapısı nedeniyle uzun süreler sonunda düsük bakır ekstraksiyonu, liç islemi sırasında sülfür kükürdünün elementel kükürde dönüsmesi sonucu meydana gelen pasiflesme etkisi ve bakırla birlikte çözeltiye geçen, esasen liç çözeltilerinde bir kirletici olarak bilinen yüksek konsantrasyondaki demirdir. Bu çalısmada, kalkopirit konsantresinden seçimli metal ekstraksiyonu iki kademeli liç islemi ile arastırıldı. Birinci kademe liç isleminde, maksimum demir ve minimum bakır çözünürlügü saglamak amacıyla hidrojen peroksit ve oksalik asit liç reaktanı olarak kullanıldı. Ikinci liç kademesinde, optimum liç sartları altında elde edilen liç bakiyesi farklı liç reaktanları kullanılarak liç edildi. Maksimum bakır ekstraksiyonu elde etmede en iyi sonuçlar HCl kullanıldıgı sartlarda gerçeklestirildi. Bütün deneyler atmosferik ve basınç liçi reaktör sistemi sartları altında gerçeklestirildi. Atmosferik liç sartlarında birinci kademe liç isleminde optimum sartlar 100 g/L H2C2O4, 3 M H2O2, 45 ºC liç sıcaklıgı, 400 devir/dk karıstırma hızı, sıvı/katı oranı 25 mL/g ve 120 dakika liç süresi olarak belirlendi. Optimum sartlarda yapılan liç isleminde elde edilen demir ve bakır ekstraksiyonu sırası ile % 65,5 ve %1,6 olarak belirlendi. Diger taraftan benzer liç sartlarında liç süresinin uzatılması ile daha fazla demirin çözeltiye geçtigi, 180 dk liç süresi sonunda 35 ºC, 45 ºC ve 55 ºC liç sıcakıgında elde edilen demir çözünürlüklerinin sırasıyla yaklasık % 83, % 91 ve % 76 oldugu belirlendi. Basınç reaktörü sisteminde yürütülen liç çalısmaları neticesinde optimum sartlar Hidrojen peroksit konsantrasyonu: 5 M; Liç sıcaklıgı: 45ºC; liç süresi: 180 dk; Oksalik asit konsantrasyonu: 100 g/L; Karıstırma hızı: 400 devir/dk ve sıvı-katı oranı: 25 mL/g olarak belirlendi. Optimum sartlarda yapılan liç isleminde demir ve bakır ekstraksiyonu sırası ile % 91,6 ve % 1,73 olarak belirlendi. Bakır ekstraksiyonu amacıyla birinci kademe liç bakiyeleri ikinci kademe liç islemine tabi tutuldu. Bu amaçla, birinci kademe liç bakiyesinden seçimli bakır ekstraksiyonu için çesitli liç reaktanları kullanıldı. Elde edilen sonuçlara göre, her iki liç bakiyesi için en iyi liç verimi HCl liçi ile saglandı (atmosferik ve basınç liçi için). Ikinci kademe liç deneylerinin tamamında bakır % 80?den fazla ekstrakte edildi.