Bakır Rafinasyon Fırını Baca Tozlarından Metalik Değerlerin Kazanılması

Abstract

Günümüzde bakır ihtiyacı mevcut bakır madenlerinden, eski tesis artıklarının yeniden değerlendirilmesi ile, bakır alaşımlı (hurda) eşyaların ve bakır içeren artıkların (ikincil hammaddeler) değerlendirilmesi ile karşılanmaktadır. Ülkemizdeki elektrolitik bakır üreten fabrikalar ihtiyaçlarının çoğunu yurtdışından sağlamaktadır. Yurtiçi ve yurtdışından temin edilen blister bakır karıştırılarak rafinasyon fırınlarında % 99.7 saflıkta rafine bakır elde edilmektedir. Ateşte rafinasyon sonucu oluşan curuf ve baca tozu ayrı ayrı sistemden uzaklaştırılmaktadır. Önemli miktarda metal içeren curuf ve baca tozu bu fabrikalar için ciddi hammadde kayıplarına yol açmaktadır. Bakır üretimi sırasında çeşitli kademelerde üretilen atıklardan metalik değerlerin kazanılmasına yönelik olarak cevher hazırlama, pirometalurjik ve hidrometalurjik yöntemler mevcuttur. Bu tezin amacı, Sarkuysan Elektrolitik Bakır Fabrikası’ndaki bakır rafinasyon fırını baca tozlarındaki metalik değerlerin piro+hidrometalurjik yöntemle kazanılması olanaklarının araştırılmasıdır. Sarkuysan firmasından alınan bakır rafinasyon fırını baca tozunun kimyasal analizinde %6.73 Cu ve %6.86 Zn içerdiği tespit edilmiştir. Bu metallerin kazanımına yönelik olarak pirit ile kavurma ve onu takiben sıcak kalsinenin sülfürik asit içeren çözeltilerde çözündürülmesi prosesi seçilmiştir. Deneylerde kavurma sıcaklığı, pirit/baca tozu oranı, kavurma süresi, asit konsantrasyonu, çözündürme süresi gibi parametrelerin metal çözünme verimleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Optimum deney koşulları, kavurma için 450C kavurma sıcaklığı, 30 dakika kavurma süresi, 1/4 pirit/baca tozu oranı; çözündürme için oda sıcaklığında 1/10 katı/sıvı oranı, 120 dakika çözündürme süresi ve 10 g/L H2SO4 konsantrasyonu olarak saptanmıştır. Bu koşullarda bakır %83 ve çinko %79 verimlerle çözeltiye alınabilmiştir.

Nowadays, the world copper demand is supplied by the evaluation of existing copper mines, recycling of old process tailings, re-evaluation of copper scraps and secondary copper resources. In our country, the copper demand of copper refining plants is supplied mostly by importing the raw materials from the foreign countries. The refined copper containing 99.7% Cu is produced by refining the mixture of blister copper produced in Turkey and imported from the foreign countries. During the refining process, furnace dusts and slags are separately collected and removed from the system. Refining furnace dusts and slags cause considerable raw material loses in these plants. Mineral processing, pyrometallurgical and hydrometallurgical processes are used for recovering the metallic values that are accumulated in those dusts and slags. The aim of this thesis was to investigate the possibilities of recovering copper and zinc from the refining dusts of Sarkuysan Electrolytic Copper A.Ş. by pyro-hydrometallurgical process. Dust sample supplied by Sarkuysan Electrolytic Copper A.Ş. was subjected to this experimental study and contained about 6.73% Cu and 6.86% Zn. Pyrite roasting of dust followed by water leaching of hot calcine was carried out to bring the metal values into solution. In the roasting experiments, the effects of roasting time, pyrite/dust ratio, roasting temperature and in the leaching tests the effects of sulfuric acid concentration, leaching time and solid/liquid ratio on the dissolution efficiencies of Cu and Zn were investigated and optimum conditions were determined. Approximately 83% of copper and 79% of zinc were extracted at the optimum experimental conditions of 450C roasting temperature, 30 minutes roasting time, 1/4 pyrite/dust ratio, 120 min leaching time, 1/10 solid/liquid ratio and 10 g/L H2SO4 concentration at room temperature.