close

Enter

Log in using OpenID

deney föyü

embedDownload
BARTIN ÜNİVERSİTESİ
METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
MALZEME LABORATUVARI-I DERSİ
OKSİTLİ BAKIR CEVHERİNİN LİÇİ DENEYİ
Deneyin amacı:
Uygun bir çözücü (reaktif) kullanarak oksitli bakır cevherindeki bakırı çözeltiye almak, liç (çözünme)
işleminde etkili olan parametreleri incelemek ve liç çözeltisine geçen bakır miktarını tayin etmektir.
Genel Bilgiler:
Doğada Cu2(OH)2CO3 malahit, Cu3(OH)2(CO3)2 azurit, CuO tenorit, Cu2O küprit ve CuSiO3.2H2O
krikozol gibi bakır içeriğine sahip cevherler mevcuttur. Bu cevherlerden metalik bakır üretimi pirometalurjik
ve hidrometalurjik yöntemlerle yapılabilmektedir. Pirometalurjik yöntem genellikle yüksek mineral içeriğine
sahip cevherler için uygulanan bir proses olduğundan düşük mineral içeriğine sahip cevherler için uygun ve
ekonomik bir yöntem değildir. Bunun yerine, bu tip cevherlerde hidrometalurjik yöntemler tercih
edilmektedir.
Genel olarak hidrometalurjik yöntem iki aşamada gerçekleşmektedir. Birinci aşama liç aşamasıdır.Bu
aşama cevherdeki minerallerin uygun bir çözücü ile etkileşmesi sonucunda metallerin seçimli olarak
çözeltiye alınması işlemidir. İkinci aşama ise çözeltiye alınan metallerin kazanılmasıdır.
Liç işleminde genellikle HCl, HNO3 ve H2SO4 gibi kuvvetli asitler çözücü (liç reaktifi) olarak
kullanılmaktadır. Ancak bu tip asitlerin kullanımı çözünme sırasında cevher matriksi içerisindeki diğer
metallerin (safsızlıklar) de bakır ile birlikte çözeltiye geçmesine, istenmeyen bu safsızlıkların çözeltiye
geçmesi ise asit tüketiminin artmasına ve sonraki aşamalarda (saflaştırma işlemlerinde) probleme neden
olmaktadır. Bundan dolayı bakır minerali içeren cevherlerin liç işlemlerinde amonyak içeren çözücüler
kullanılmaya başlanmıştır.
Amonyak esaslı çözücülerin kullanıldığı liç proseslerinde, çözünme işlemi için ekstrem proses
şartlarına ihtiyaç olmamakla birlikte proses sonunda kullanılan çözücü evoparasyon yöntemi ile geri
kazanılabilir. Ayrıca çözünme sırasında Cu+2 iyonu ile birlikte çözeltiye geçen bazı metaller (demir,
alüminyum vb.) çözelti pH’sının yüksek olmasından dolayı çökelti oluşturur. Bunun yanı sıra amonyak
esaslı çözücüler Cu+2 iyonlarıyla kararlı kompleks bileşikler meydana getirdiğinden dolayı cevherin
çözünme hızında da artış meydana gelir. Bundan dolayı amonyak esaslı liç reaktifleri, cevher içerisindeki
bakırın seçimli olarak çözeltiye geçmesini sağlamaktadır. Sonuç olarak Cu+2 oksitlerini kolayca çözmesi,
maliyetinin düşük olması, geri kazanılabilme özelliği, düşük konsantrasyonlarda yüksek liç veriminin elde
edilmesi, çözünmesi istenmeyen safsızlıkların (demir, alüminyum vb.) az çözünmeleri ve korozyon
özelliğinin az olması amonyak esaslı çözücülerin kullanımının artmasına neden olmuştur.
Cevherin Hazırlanması:
Cevherler, ocak üretimi ile liç işlemi arasında bazı hazırlık işlemlerine tabi tutulabilirler. Liç işlemi
öncesi cevhere aşağıdaki ön işlemler uygulanır.

Kırma: Kırıcılar yardımı ile yapılan kaba boyut küçültmedir. Kaba kırma (ortalama 100 mm tane
boyutu) ve ince kırma (1-10 mm tane boyutu) olmak üzere iki aşamada uygulanır.

Öğütme: Bilyeli değirmenler gibi öğütücüler yardımı ile yapılan ince boyut küçültmedir. (0,1 mm
tane boyutu altı)

Eleme: Elekler yardımı ile yapılan tanelerin boyut tasnifi işlemidir.
Deneyin Yapılışı:
Alınan cevher numunesine kırma, öğütme ve eleme ön işlemleri uygulanır ve bu işlemler sonucunda 230+270 mesh boyutlarına sahip numune elde edilir.
Belirli bir tane boyutunun altına indirilen cevherden numuneler alınarak liç yöntemi için düzenek
hazırlanır ve farklı parametreleri ( karıştırma hızı, sıcaklık, süre, çözücü konsantrasyonu, katı/sıvı oranı)
çalışmak üzere deneyler gerçekleştirilir.
Şekil 1. Liç düzeneği
Şekil 2. Titrasyon düzeneği
Çözeltiye geçen Cu+2, titrasyon yöntemi ile tayin edilir. Tayini yapılacak olan çözeltinin pH’sı 6,5’a
ayarlanır ve müreksid indikatörü (renk değişimini gözlemleyebilmek için) ilave edilir. Oluşan sarı-portakal
renkli çözelti, menekşe rengine dönünceye kadar EDTA (etilen diamin tetra asetik asit) çözeltisi ile titre
edilir.
Liç reaksiyonları:
Amonyum nitrat; güçlü bir asit olan nitrik asit (HNO3) ve zayıf bir baz olan amonyağın (NH3) tuzudur.
Zayıf asidik özellikte olan amonyum nitratın (NH4NO3) çözelti ortamındaki iyonlaşma reaksiyonu;
NH4NO3
NH4+ + NO3-
Amonyum iyonunun hidrolizi;
NH4+ + H2O
NH3 + H3O+
Yukarıdaki hidroliz reaksiyonu sonucunda amonyak ve hidrojen iyonları oluşmaktadır. Reaksiyonda
amonyum iyonu malahit cevherinin çözünmesi için gerekli olan hidrojen iyonunu
(protonu) meydana
getirirken reaksiyon sonucunda açığa çıkan amonyak (NH3), çözünen Cu+2 iyonları ile kararlı kompleksler
oluşturur. Bu kompleks bileşiklerinin oluşumu malahitin çözünme hızını arttırıcı yönde etkilemektedir.
Malahit cevheri amonyum nitrat çözeltisine ilave edildiğinde aşağıdaki reaksiyonlar gerçekleşir;
CuCO3Cu(OH)2 + 2H3O+
Cu(OH)2 + 2H3O+
Cu2+ + CO2 + 3H2O + Cu(OH)2
Cu2+ + 4H2O
Çözeltiye geçen bakır iyonları amonyakla bakır-amin kompleksleri meydana getirir. Böylece çözeltide
bakırın çökelmemesi sağlanmış olur. Bakırın oluşturduğu kompleks bileşiklerin reaksiyonu ise;
Cu2+ + 2NH3
Cu(NH3)22+
Cu(NH3)22+ + 2NH3
Cu(NH3)42+
Liç reaksiyonu sırasında Cu(NH3)22+ ara bileşiği oluşur ve daha sonra Cu(NH3)42+ şeklinde kararlı bir
bileşiğe dönüşür. Sonuç olarak liç prosesi için genel reaksiyonu aşağıdaki şekilde yazmak mümkündür;
CuCO3Cu(OH)2 + 4NH4NO3
2Cu2++ 4NH3+ 4NO3- + CO2 + 3H2O
Cu+2 tayininde titrasyon çözeltisinin 1 ml’si 0.6354 mg bakıra karşılık gelmektedir. Buradan çözeltiye geçen
Cu+2 iyonunun çözünme yüzdesi ve çözünme kesri aşağıdaki gibi hesaplanabilir.
%Cu+2= [(S x 0.6354x10-3) / m] x 100
S: Titrasyon esnasında harcanan EDTA miktarı (ml)
m: Alınan numune miktarı (gr)
Cevherden ekstrakte edilen bakır kesri ise aşağıdaki gibi hesaplanır.
Xcu= (Çözeltiye geçen bakır miktarı) / (Başlangıçta numunedeki bakır miktarı)
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
200 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content