BAKIR KONVERTER CÜRUFUNUN DİKROMATLI ORTAMDA LİÇİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Sülfürlü minerallerden pirometalurjik olarak bakır üretimi sırasında genellikle atılan konverter cürufları bakır, kobalt ve çinko gibi değerli metalleri önemli miktarlarda içerirler. Bu metallerin geri kazanılması için konverter cürufunun değerlendirilmesi büyük önem arz eder ve bu amaç için genellikle hidrometalurjik ekstraksiyon işlemlerine başvurulur. Bu çalışmanın amacı, dikromat liçi ile konverter cürufundan metallerin ekstraksiyon özelliklerinin incelenmesidir. Bu amaçla öncelikle Ergani Bakır İşletmeleri (EBİ) ve Karadeniz Bakır İşletmeleri'nden (KBİ) temin edilen konverter cürufları kimyasal ve mineralojik açıdan karakterize edildi. Daha sonra bu cüruflardan metallerin ekstraksiyonu üzerine KaCr207 ve H2SO4 konsantrasyonu, sıcaklık, süre, partikül boyutu ve cüruf dozu gibi çeşitli parametrelerin etkileri incelendi. Ayrıca cüruflardan bakırın ekstraksiyonu için elde edilen deneysel veriler liç mekanizmasının açıklanması için çeşitli kinetik modellere uygulandı. Deney sonuçlan KaCr2O7 ve H2SO4 konsantrasyonlarının metallerin ekstraksiyonları üzerine önemli etkilerinin olduğunu göstermiştir. H2SO4 konsantrasyonunun arttırılmasıyla metal ekstraksiyon verimlerinin arttığı gözlendi. Diğer taraftan K2Cr207 konsantrasyonunun artmasıyla Cu ekstraksiyon verimlerirv artarken Co, Zn ve Fe ekstraksiyon verimleri, muhtemelen meydana gelen bazı hidroliz, çökme ve adsorpsiyon olayları nedeniyle kayda değer bir şekilde azalmaktadır. Ayrıca tüm metallerin ekstraksiyon verimleri artan sıcaklıkla ve süre ile ve azalan partikül boyutuyla artmaktadır. Bu prosesde yüksek oranda bir bakır ekstraksiyonunun elde edilebildiği söylenebilir. -200 mesh boyut fraksiyonuna sahip cüruf örneklerinin 10 g/l dozunda ve 70 °C'de 120 dk süreyle 0.1 M K2Cr207 ve 0.25 M H2S04 içeren çözeltilerle liçi sonrası EBİ cürufundan Cu, Co, Zn ve Fe'nin ekstraksiyon verimleri sırasıyla % 99.66, % 42.09, % 49.86 ve % 27.59 olarak gerçekleşmiştir. Aynı şartlar altında KBİ cürufundan Cu, Zn ve Fe'nin ekstraksiyon verimleri sırasıyla % 74.69, % 39.76 ve % 21.58 olarak gerçekleşmiştir. Yapılan kinetik çalışmalar her iki konverter cürufundan bakırın ekstraksiyonunun, bağıntısi l-3(l-X)2/3+2(l-X)=kt şeklinde olan poröz bir tabaka boyunca diffüzyon kontrolünün etkin olduğu bir küçülen çekirdek modeliyle iyi olarak temsil edildiğini göstermiştir. Bakırın ekstraksiyonu için Arhenius eşitliği ve farklı sıcaklıklarda elde edilen görünür hız sabitleri kullanılarak aktivasyon enerjileri belirlenmiştir. EBİ ve KBİ konverter cüruflarından bakırın ekstraksiyonu için aktivasyon enerjileri 25-70°C sıcaklık aralığı için sırasıyla 33.6 ve 28.28 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Son olarak, bakırın liç hızının K2Cr2C>7 başlangıç konsantrasyonuna bağlılığının EBİ ve KBİ konverter cürufları için sırasıyla birinci ve sıfırıncı mertebelerden olduğu bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Bakır konverter cürufu; Dikromat liçi; Metal kazanımı; Liç kinetiği