Bakır Cüruflarından Demir (III) Sülfat Liçi ile Bakır, Kobalt ve Nikel Ekstraksiyonu Üzerine Bir Araştırma
|
|  Yüklə 61 Kb.
|
| Bakır Cüruflarından Demir (III) Sülfat Liçi ile
Bakır, Kobalt ve Nikel Ekstraksiyonu Üzerine Bir Araştırma Hasan Arslanoğlua,*, H. Soner Altundoğanb, Fikret Tümena aFırat Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Elazığ, 23279,*hasanarslanoglu@firat.edu.tr bFırat Üniversitesi, Biyomühendislik Bölümü, Elazığ, 23279, Özet- Bu çalışmada, çalıştığı dönemlerde Ergani Bakır İşletmelerinden temin edilmiş olan reverber ve konverter cüruflarından demir (III) sülfat kullanılarak yükseltgen liç ile bakır, kobalt ve nikelin çözelti ortamına alınarak kazanılması araştırıldı. Metallerin çözeltiye alınması üzerine sıcaklık, süre, demir (III) sülfat miktarı ve çözelti/cüruf oranının etkileri incelendi. Reverber cürufundan metallerin tatminkar oranda çözeltiye alınamadığı belirlendi. Konverter cürufundan ise bakırın yaklaşık % 94’ü çözeltiye alınabilirken kobalt ve nikelin yaklaşık %40-50’isinin ekstrakte edilebildiği tespit edildi. Anahtar Kelimeler: Bakır üretim cürufları, Metal kazanılması, Demir(III)sülfat liçi. Giriş Bakır cevherleri konsantre edildikten sonra ilk aşamada mat ve daha sonra da blister bakır elde edilir. Mat üretimi aşamasında daha düşük bakır içerikli cüruflar, konvertisaj işlemi sırasında da önemli miktarda bakır içeren cüruflar oluşur. Bakır cevherlerinin tenörlerinin düşmesi ve bu cürufların cevherleri sınırlı olan kobalt ve nikeli de içermeleri nedeniyle bakır izabe cüruflarından kıymetli metallerin kazanılmasını gündeme getirmiştir. Cüruflardan metallerin kazanılması çalışmaları sülfürik asitle, amonyum sülfatla, demir-III-sülfatla ve piritle kavurma-liç kombine işlemleri (1-3) yanında asitlerle, amonyakla ve siyanürle doğrudan liç işlemleri (4) üzerine yoğunlaşmıştır. Bakırın cüruflarda metalik halde ve sülfür ve oksit bileşikleri halinde (3) bulunması, demir-III-tuzları ve dikromat gibi yükseltgen ortamlarda liç işlemlerinin de çözme etkinliğini artırma yönünde avantajlı olabileceğini akla getirmiştir (4-6). Bu çalışmada bakır reverber ve konverter cüruflarından demir (III) sülfat liçi yöntemi kullanılarak bakır, kobalt ve nikelin kazanılmasında bazı parametrelerin etkileri araştırılmıştır. Deneysel Çalışmalar Çalışmada Ergani Bakır İşletmeleri’nden çalıştığı dönemde temin edilmiş olan reverber ve konverter cürufları kullanıldı. Cüruflar öğütüldü ve elendi. 200 mesh’in altındaki fraksiyon 105ºC’de kurutuldu ve deneylerde kullanıldı. Cürufların bileşimi, örneklerin LiBO2 eritişini takiben HNO3’de çözme tekniği kullanılarak çözünürleştirilmesi ile elde edilen çözeltilerin AAS ile analiz edilmesiyle (7) ile tayin edildi. Liç deneyleri, 100 ml’lik erlenlere cüruf örnekleri ve demir sülfat hidrat [Fe2(SO4)3.xH2O] (% 79 Fe2(SO4)3) konulduktan sonra, erlenlerin sabit sıcaklıktaki su banyosuna daldırılıp kollu bir çalkalayıcı ile çalkalanmasıyla gerçekleştirildi. Süzüntülerde Fe, Cu, Co ve Ni tayinleri AAS ile yapıldı. İşlemlerde kullanılan cüruf miktarları, cüruftaki bileşimler ve liç çözeltisindeki konsantrasyonlar esas alınarak metal ekstraksiyon yüzdeleri hesaplandı. Bakır cüruflarından metallerin ekstraksiyonuna liç sıcaklığı, liç süresi, demir(III) sülfat miktarı ve çözelti/cüruf oranı parametrelerinin etkileri incelendi.
Konverter ve reverber cüruflarının bileşimleri Tablo 1’de verilmiştir.
Genel olarak ve beklenildiği gibi demir (III) sülfat miktarının, sürenin ve sıcaklığın artmasıyla metallerin daha fazla çözeltiye geçtiği gözlenmiştir. Ancak, demir (III) sülfat liçiyle reverber cürufundan metallerin ekstraksiyonu tatminkar sonuçlar vermemiştir. Bu durum muhtemelen reverber cürufundaki metallerin fayalitik camsal yapı içerisinde bulunmasından kaynaklanmaktadır. 500ºC’de kavrulmaya tabi tutulmuş reverber cürufu örnekleri kullanılarak gerçekleştirilen deneylerde ise bakırın ekstraksiyonunda bir dereceye kadar artış sağlanmıştır. En elverişli şartlarda bile bakırın ancak yaklaşık % 55’i çözeltiye alınabilmiştir. Kobalt ve nikelin çözeltiye alınabilmesi dikkate değer oranlarda gerçekleşmemektedir. Konverter cürufundan ise, 80ºC’de, Fe2(SO4)3.xH2O/cüruf ağırlık oranı 3 olacak şekilde, 3 saat sürdürülen ekstraksiyon şartlarında bakırın, yaklaşık % 94’ü ekstrakte edilebilirken, kobalt ve nikelin çözelti ortamına alınabilmesi sırasıyla yaklaşık % 41 ve % 47 oranında gerçekleşmiştir. Kobalt ve nikelin ekstraksiyonunun sınırlı kalması bu metallerin, özelliklerinin de demire benzemesi nedeniyle ve dolayısıyla magnetitin örgüsü içerisinde (spinel yapı) bulunabilmelerinden kaynaklanabileceği ifade edilebilir. Sonuç Bakır reverber ve konverter cüruflarından kıymetli metallerin demir (III) sülfatla liç yöntemiyle kazanılmaya çalışıldığı bu çalışmada bakırın daha verimli bir şekilde konverter cürufundan ekstrakte edilebildiği belirlenmiştir. Kobalt ve nikelin kazanılması ise sınırlı olmaktadır. Bu cüruflardan bu kıymetli metallerin etkin bir şekilde kazanılması fayalit ve spinel yapılarının bozulmasıyle mümkün olabileceği ifade edilebilir. Kaynaklar
| ||||||||||||||||||||