Demir Dışı Metal Üretimi - Altın , Gümüş , Alüminyum , Bakır , Bronz
DEMİR DIŞI METAL ÜRETİMİ
1)Altının hammaddeleri nelerdir?
a)Primer ve sekonder cevherler
b)Sülfürlü cevherlerin işlenmesinde oluşan ara ürünler
* Bakır metalurjisinde anot çamuru (%10-35 Cu , % 10-50 Ag ,%0,1-0,8Au , Pb,Se,Te)
* Kurşun metalurjisinde zengin köpük(%20-30 Ag , %60-70 Zn , %10-20 Pb)
c)Hurda malzemeler
* Metalik durumdaki hurdalar:Doğrudan ergimeye müsait olanlar
* Metalik durumda olmayan hurdalar.Bunlar çeşitli empüriteler içeren ürünlerdir.
Pota artıkları , çöktürülmüş Altın(Au) alaşımlar ve yüzey kaplamalarıdır.
2) DORE’ METAL üretimini anlat?(Parkes yöntemi)
Parkes yöntemi; izabik kurşun içersindeki Gümüş’ün metalik Çinko ile oluşum reaksiyonuyla bir Ag-Zn bileşiğine dönüştürülmesi kimyasal esasına dayanır.
Pb-Zn-Ag sistemindeki karışım kesintisi dolayısıyla yumuşak Pb ile zengin köpük elde edilir.
Zengin köpük %20-30 Ag , %60-70 Zn , %10-20 Pb içerir.Pb metalurjisinden Ag eldesi bu zengin köpük üzerinden yapılır.
Bu zengin köpük önce preslenir ( çok hacimli olduğu için) bundan sonra ya 1300-1400ºC de sıvılaştırılır ve kömürle indirgenerek Zn uçurulur ya da 500-600ºC de 0,5 torr luk vakum altında Zn destile edilerek ayrılır.Elde edilen sıvı ürün Gümüş’çe zengin Kurşun’dur.
~%50 Ag + (Au) + %1,5 Zn ve geri kalanıda Pb dur.
Gümüş’çe zengin Kurşun’dan oksidasyon yoluyla Gümüş ve soy metallerin kazanılmasında en çok küçük rafinasyon fırınları(DORE’ FIRINLARI) kullanılır.1000-2000 kg Ag’ün toplanabileceği, sıvı yakıt kullanılan bu fırınlarda normal şartlarda 3-5 gün içerisinde fırının tamamı Ag ce dolmuş olacak şekilde çalışılır.Bu fırınlarda şarjın %50-100 ü kadar yakıt kullanımı gerekir.Fırının banyo bölümü manyezit tuğlalarla kaplıdır.Fırın 1000ºC de sıvı Kurşun ile doluyken banyoya borular vasıtasıyla basınçlı hava üflenir.Pb sıvı PbO haline dönüşür. .Bu arada diğer empüriteler(Cu,Zn,Sb,As,Sn) oksitlenerek sıvı Pb içersine karışırlar veya kısmen sublime olurlar.
Se oksitlenip baca gazına gider.( ). Bizmut un oksidasyonu en son olur.Te ise olarak Ag içersinde kalır.
Gerektiğinde Sodyum Nitrat( ) yada ilavesiyle son rafinasyon uygulanarak kalan empüritelerde uzaklaştırılır.Sıcaklık 1100ºC nin üzerine çıkarılmaz.
Çalışmanın bittiği, banyonun yüzeyini kapatan PbO tabakasının yavaş yavaş kenarlara çekilmesi ve Ag banyosunun parlak yüzeyinin büyümesinden anlaşılır.Son artıkları da ayrıldıktan sonra sıvı Ag büyük kepçelerle alınarak anod şeklinde dökülür.Elde edilen metal DORE’ METAL’dir.Dore’ Metal =<%0,3 Cu < %0,5 Pb içerir.
3) Gümüş rafinasyonunu anlat?
Tonda 100 gr dan fazla Au , Pt içeren Dore’ Metal 10 kg lık anot lar halinde elektrolitik rafinasyona tabi tutularak Ag kazanılır.Bany bileşimi(elektrolit) = Litrede 50 Ag
10 gr serbest içeren çözeltisidir.İletkenliği artırmak için bir miktar ilave edilir.
Anot maksimum %0,2-0,3 Pb , maksimum %0,5-0,7 Cu içeren Dore ‘ Metal’dir.Anot keten torbalar içersinde banyoya sarkıtılır , katot olarak çelik levhalar kullanılır. Min 250 , max 500 akım yoğunluğu ile çalışılır.Banyo voltajı E= 1,5-2,6 Volt , enerji sarfiyatı 60 .Nitrik asit sarfiyatı 80 ml/kg Ag.
Ag,Cu,Pb ve Zn anodik olarak beraber çözünür.Uygun voltaj ve amper uygulanarak sadece Ag katot ta toplanır.Ag kristalleri katota yapışarak katotta dentritik yapılar oluşturur.Devamlı olarak gidi gelen sıyırıcılar vasıtasıyla sıyrılarak dipte toplanır.Bu Ag %99,95-99,98 safiyetindedir.Buna Fein Ag denir.Fein Ag pota fırınlarında ergitilerek 8 kg lık külçeler halinde dökülür.Katılaşma esnasında ( Ag kendi hacminin 20 katı oksijeni bünyesinde çözebileceğinden) çatlamalar olur. reaksiyonuna göre oluşan oksijen çatlamalara neden olur.
Mobius elektrolizi esnasında oluşan anot çamuru keten torbalarda birikir, bu çamurdan %95-97 Ag elde edilir.
4)Siyanürleştirmeyle Ag eldesini anlat?
Siyanürleştirme , ’li düşük tenörlü olup doğrudan Cu metalurjisinde kulanılamıyan cevherlere uygulanır.Bu cevherlerde Ag oranı %0,05-0,1 ‘ dir.Gümüş’ün siyanür çözeltilerinden çözünme hızı Altın’dan daha düşüktür.Bu nedenle %0,2-0,5 NaCN içeren yüksek konsantrasyonlu çözetiler ve uzun süreler gerektirir.
Teknolojik uygulamada cevher çözeltisi ile nemlendirilir , yığılır ve bekletilir.Arada bir karıştırılarak havalandırılır.Çözümlendirme için %0,2-0,5 NaCN içeren çözelti ile büyük tanklarda üç gün çalışılır.
Zaman zaman basınçlı hava ile karıştırma ve havalandırma yapılır.Ayrıca çözünme hızını arttırmak amacıyla havlandırma yapılır.
reaksiyonuna göre cevherdeki Ag çözeltiye geçer.
Filtrasyon yoluyla alınan siyanürlü çözelti Zn tozuyla semente edilir.
Elde edilen sement Ag %75-90 Ag içerir.Temel empürite olarak Zn ve diğer elementleri içerir.
veya
Ag çökeleği seyreltik asitte işlenerek Zn ve diğer empüriteler uzaklaştırılır.Artık ergitilir ve anot şeklinde dökülerek elektroliz yoluyl saflaştırmak üzere rafinasyona gönderilir.