Nadir ve Kıymetli Metaller Metalurjisi. Y.Doç.Dr. Işıl KERTİ

Transkript

1 Nadir ve Kıymetli Metaller Metalurjisi Y.Doç.Dr. Işıl KERTİ

2 Gümüş Parlak beyaz renkte değerli bir metaldir. Bu özelliği ve parlaklığı nedeniyle gümüşe, Latince beyaz ve parlak anlamına gelen "argertum" adı verilmiştir. Gümüş doğada serbest olarak bulunursa da enderdir.

3 Gümüşün Fiziksel Özellikleri Özellik Birim Değer Atomik Ağırlık [gr] 107,8682 Atom Numarası 47 Ergime Sıcaklığı [ o C] 961,78 Kaynama Sıcaklığı [ o C] 2162 Kristal Yapısı YMK Yoğunluk, 273 o K [g/cm 3 ] 10,49 Sertlik, Brinell [MPa] 24,5 Görünüş Parlak beyaz metal

4 Gümüşün Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Gümüş, ışığı çok iyi yansıtan, dövülebilen, sünek bir metaldir. Sünekliği ve dövülebilirliği, altından sonra ikinci sıradadır!bir gram gümüşten 2 km uzunluğunda ince tel çekilebilir. Gerek ısıl, gerek elektrik iletkenliği bakımından tüm metallerin başında yer alır. Altından daha sert, bakırdan daha yumuşaktır. Saf gümüş, tırnakla çizilebilecek derecede yumuşaktır Atmosferde oksitlenmeye karşı büyük bir mukavemet gösterir. Bakırdan daha zor, altından ise daha kolay oksitlenir. Asitlere ve birkaç organik maddeye karşı dayanıklıdır. Fakat nitrik asit ve derişik sıcak sülfürik asitte kolayca eritilir. Ayrıca kükürt ve birçok kükürt bileşikleriyle hemen birleşir. Gümüş eşya üzerindeki kararmanın sebebi, havadaki hidrojen sülfür ve yumurta gibi bazı yiyeceklerde bulunan kükürttür.

5 Gümüşün Kullanım Alanları üç ana kategoride ele alınabilir; sanayii, yatırım, süs-mücevherat. Bu üç önemli sektör, gümüş taleplerinin %95'ini oluşturmaktadır yılında: sanayi uygulamalarında ton, kuyumculuk sektöründe 4734 ton metal paralar ve madalyalarda ise 2871 ton miktarında kullanılmıştır.

6 Gümüşün Kullanım Alanları fotoğraf sanayii, Elektronik sanayii, para imali, süs eşyası ve takı yapımı, Dişçilik yapay yağmur yağdırmakta, ayna sırlarının yapımında, pil yapımında Bazı ilaçlar ve alaşımların hazırlanmasında Deniz suyundan içilebilir su elde etmek için kullanılabilmektedir

7 Gümüşün Kullanım Alanları Fotoğrafçılık Gümüş, fotoğrafçılıkta önemli bir yere sahiptir. Yaklaşık 5000 renkli fotoğrafta 1 ons gümüş kullanılmaktadır. Fotoğraf film ve camlarının üzeri AgNO 3 'den elde edilen AgBr'ün sıcak jelatinli emülsiyonu ince homojen bir tabaka hâlinde kaplanır. Soğuduğunda gümüş bromür jelatin çözeltisi donar, böylece fotoğraf filmi hazırlanmış olur.

8 Gümüşün Kullanım Alanları Madeni Para Basımı 19. yüzyıl sonlarına kadar, birçok ulusun para birimi gümüş standardındaydı. Günümüzde sadece Meksika, az miktarda da olsa kurlarında gümüş kullanan tek ülkedir. Ama birçok ülke de gümüşü madalyon ve kupalar gibi özel üretimler için kullanmaktadır.

9 Gümüşün Kullanım Alanları Su Arıtımı Gümüşün temel kullanım alanlarından biri de su arıtma sistemleridir. Gümüş kullanılan filtrelerde, bakteri üremesi önlenir. İçme suyunda zararlı mikroorganizmalar, klor, kurşun, partiküller ve koku problemleri ortadan kaldırılmış olur. Gümüş aynı zamanda, boru ve bağlantıların, su haznelerinin içerisinde meydana gelen Lejyoner hastalığını tamamen ortadan kaldırır.

10 Gümüşün Kullanım Alanları Pencere ve Camlar Gümüşün şeffaf olarak pencerelere kaplanması, Güneş ışınlarının dışarıda tutulup, içerideki ısının korunmasını sağlamaktadır. Birleşik Devletler'de her yıl evlerde 250 milyon ft 2 ( m 2 ) gümüş kaplı cam kullanılmaktadır. Popüler olan bir çeşidi, Güneş ışınlarının %95'ini yansıtır ve enerji kullanımı, soğutma masrafları büyük ölçüde azalmış olur. Pencereleri güçlendirmek için kullanılan gümüş kaplı polyester levhalar, ısı alışverişini azaltan bilinen diğer bir uygulamadır.

11 Tıpta Gümüş Kullanımı Anti Bakteriyel Olarak Gümüş Gümüş elementi bakterinin, yaşayabilmesi için kimyasal bağlar oluşturan hücresel aktiviteleri engellemektedir. Bundan dolayı bakteri, gümüş ile karşılaştığında parçalanıyor. Gümüş içeren yara bantları, bakteri çoğalmasını önler, iyileşme süresini kısaltır. Bundan dolayı yanık ve yaralanma vakalarında bilhassa tercih edilmektedir. Gümüşün, yeni hücrelerin çoğalmasını desteklediği ve böylece yaraların iyileşmesini hızlandırdığı kanıtlanmış durumdadır. Gümüşün bir diğer önemli kullanım alanı; hastaneler ve sağlık kurumlarında zararlı mikroorganizmaları öldürücü ilaçlardır. "Süperböcek" denilen MRSA bakterisi, neredeyse bütün kimyasal antibiyotiklere karşı (gümüş hariç) dirençlidir. Bundan dolayı birçok hastane gümüş içeren malzemeler kullanmaktadırlar.

12 Nanoteknolojide Gümüş pigmentlerde, fotoğrafçılıkta, yara tedavisinde, Çamaşır makinaları, buzdolapları, klimalar, hava arındırıcıları ve elektrik süpürgelerinde yaklaşık 650 tür bakteriye karşı sterilizasyon sağlamak için gümüş nano-parçacıklar kullanılmaktadır. Nanoteknolojide gümüşün kullanımı büyüyen bir ilgi alanı haline geliyor. Fikir basittir: Gümüş, kumaşlara, beyaz eşyaya, halı ve hava temizleyicilerine eklendiğinde, bir sterilizatör gibi davranır.

13 Uzay Ve Havacılık NASA'nın Magellan uzay gemisinde Güneş'ten gelen radyasyonlardan korumak için, gümüş kaplı seramik levhalar kullanılmıştır. Hava kuvvetleri nakliye uçaklarında ve Apaçi helikopterlerinde, temel madde olarak gümüş alüminyum alaşımından elde edilen dünyanın en güçlü alaşımı kullanılmaktadır.

14 Sanayide Gümüş Kullanımı Pillerde Gümüş Kullanımı Son yıllarda gümüş oksit piller, lityum pillerin yerini almaya başladı. Pahalı olmalarına rağmen, gümüş pillerinin güç/ağırlık oranı yüksek olduğundan, rakiplerine karşı üstünlük sağlamaktadır. Bundan dolayı, piyasadaki şarj edilebilir ve normal pillerin uçları gümüş alaşımdan üretilmektedir. Gümüş oksit piller en yaygın olarak düğme şeklinde kameralarda, oyuncaklarda, işitme cihazlarında, saat ve hesap makinalarında kullanılmaktadır. Gümüş, pilde ağırlıkça %35 oranındadır. Bir başka yeni popüler olan ise,gümüş-çinko pildir. Bunlarda öne çıkan özellik; su bazlı olmaları ve lityum veya yanıcı sıvı içermemeleridir.

15 Sanayide Gümüş Kullanımı Gümüş Katalizörler Bir kimyasal reaksiyonu hızlandıran ve reaksiyona dahil olmadan çıkan maddeye katalizör adı verilir. Her yıl 150 milyon onstan fazla gümüş, etilen oksit ve formaldehit üretmek için katalizör olarak kullanılmaktadır. Katalizör olarak kullanılan gümüşün yaklaşık olarak %90'ı etilen oksit ve formaldehit üretimi esnasında kullanılmaktadır.

16 Sanayide Gümüş Kullanımı Lehimleme ve kaynak işlemi esnasında gümüş kullanmak pürüzsüz, sızdırmaz ve korozyona dayanıklı birleşim noktaları oluşturmaya imkan verir. Gümüş lehim ve kaynaklar, yüksek çekme kuvveti, şekil verilebilme ve ısı iletkenliğini bir araya getirir. Gümüş-kalay lehimleri evlerde bakır boruları tutturmak ve anti bakteriyel olması için kullanılır. Büyük musluk üreticileri de bu avantajlarından ötürü gümüş bazlı malzemeler kullanmaktadırlar.

17 Sanayide Gümüş Kullanımı Otomotiv Endüstrisi Yıllık olarak otomobillerde 36 milyon ons gümüş kullanılmaktadır. Günümüzdeki arabalarda her bir elektriksel olay gümüş kaplı bağlantılar tarafından gerçekleştiriliyor. Motoru başlatmak, pencereleri açma gibi basit fonksiyonlar gümüş anahtar vasıtasıyla aktive ediliyor. Otomobillerin arka camındaki ısıtıcı şeritlerde iletken olarak gümüş-seramik teller kullanılmaktadır. Araçtaki antifrizde de gümüş aracılığı ile elde edilmiş bir bileşik olan etilen oksit kullanılmaktadır.

18 Sanayide Gümüş Kullanımı Gümüş ve Ayna Yapımı Gümüş aynaların yapımında cam üzerinde ince bir gümüş tabakası oluşturulur. Nasıl yapılır? Amonyaklı gümüş nitrat çözeltisi çok kuvvetli olmayan bir indirgenle (glikoz veya formaldehit) ısıtılırsa metalik gümüşe indirgenir. Amonyaklı gümüş nitrat ve indirgenden oluşan karışım cam üzerine dökülüp ısıtılırsa metalik gümüş ayrılıp cam üzerinde ince bir tabaka oluşturur. Daha sonra yıkanan cam kurutulursa ayna meydana gelir.

19 Elektronikte Gümüş Sadece hafif bir dokunuş gerektiren televizyonlar, telefonlar, mikrodalga fırınlar, oyuncaklar, bilgisayar klavyelerinde tuş olarak kullanılan gümüş membranlı anahtarlar bulunmaktadır. Bu anahtarlar birçok kez açma/kapama durumuna karşı dayanıklıdır. Gümüş aynı zamanda klasik elektrik anahtarlarında da kullanılmaktadır. Cep telefonlarından, bilgisayarlara kadar birçok üründe bulunan baskılı devre kartlarında elektrik yolları oluşturmak için gümüş bazlı mürekkep ve filmler kullanılmaktadır. RFID etiketleri ve antenlerinde de gümüş kullanılmaktadır. CD, DVD ve plazma görüntü panelleri de gümüş kullanılarak üretilmektedir.

20 Teknolojide Gümüş Güneş Enerjisi Çok bilinmemesine rağmen gümüş, Güneş ışınlarını yakalayıp, enerjiye çeviren fotovoltaik hücrelerde kullanılan temel bir maddedir. Fotovoltaik hücrelerdeki kristalize silikonların %90'ında gümüşten elde edilen macun kullanır yılı itibariyle 100 milyon onstan fazla gümüşün bu sektörde kullanılacağı tahmin ediliyor. Ayrıca jeneratörleri çalıştırmak için kullanılan güneş enerjisini depolayan, "tuz içerikli kolektörlerin" üzerinde de kullanılmaktadır.

21 Gümüşünüz Kaç Ayar Uluslararası piyasalarda saf gümüş değeri 1000 kabul edilir. Ticari gümüş ise en az 999 saflıktadır (% 99,9 Ag). Ayrıca gümüşün, "Sterling Silver" diye bilinen ve özellikle süs eşyalarında kullanılan cinsi vardır ki, 925 kalite diye bilinir. (% 92,5 Ag, % 7,5 Cu). Gümüş metali çok yumuşak olduğundan, çoğunlukla diğer metallerle alaşımlar hâlinde kullanılır. Çatal, kaşık gibi gümüşten yapılmış ev eşyalarının yapısında %90 gümüş ve %10 bakır bulunmaktadır.

22 Dünya Rezervleri Ve Kaynakları Genellikle altın ile birlikte bulunmaktadır. Gümüş düşük sıcaklık minerali olduğundan Kurşun, Çinko, Kalay, Antimon, Bizmut ve subvolkanik (yeryüzüne yakın bölgelerdeki magmaların soğumasıyla oluşan magmatik kayaç) sıcaklıklarda oluşmuş Bakır ile birlikte bulunur. Düşük sıcaklık minerali olduğu halde Gümüş, yüksek sıcaklıklarda oluşan Kobalt ve Nikel gibi minerallerle de birlikte bulunabilir. Gümüş, magmatik kayaçlarda (ultra bazik ve bazik kayaçlarda, asidik kayaçlarda), kalkerlerde kiltaşlarında, toprakta, bitkilerde, tatlı suda ve deniz suyunda, 4x10-8 mg/lt (AgCl 2 ve AgCl 3 2 olarak) oranında bulunur. Dünyada en zengin Gümüş yatakları, dalma-batma zonlarından oluşmuş volkanizma sonucunda meydana gelmişlerdir. Kuzey ve Güney Amerika'nın batı kıyıları boyunca uzanan yataklar, dünya üretiminin yaklaşık %60'ını vermektedir.

23 Dünya Rezervleri Ve Kaynakları Dünya gümüş üretiminin en yoğun olduğu bölgeler Güney Amerika ve Kuzey Amerika nın dağlık kesimleridir. Dünya gümüş üretiminin neredeyse % 70 i kuzey yarım küreden ve Avustralya dan gelir. Bölgesel olarak baktığımızda, Meksika dahil Kuzey Amerika dünya gümüş üretiminin %35 ni, Latin Amerika % 24 ünü ve Avrupa % 20 unu gerçekleştirmektedir. Yılda tahmini ton gümüş üretimi yapılmaktadır. Dünya çapında gümüş madeni üretimi 2011 yılında rekor yaparak tona ulaşmıştır.

24 Güney Afrika, Rusya ve Kanada da Pt, Pd & Rh üretim miktarları

25 Dünya Rezervleri Ve Kaynakları

26 Türkiyede gümüş üretimi Türkiye deki işletilen tek gümüş yatağı olan, Kütahya- Gümüşköy gümüş yatağı 178 gr/t Ag tenörlü, 21,5 milyon ton rezerve sahiptir. Bu da 3827 ton metal gümüş rezervine eşdeğerdir. Gümüşköy dışındaki işletilebilir altın yataklarındaki gümüş rezervi ile potansiyel sahalardaki ve gümüşün yan ürün olarak bulunduğu sahalardaki gümüş rezervi de 2913 ton metal gümüş civarındadır.

27 Türkiyede gümüş üretimi

28 Türkiyede gümüş üretimi Türkiye de birincil kaynaklardan gümüş üretimine, Eti Holding vasıtasıyla 1987 yılı sonlarında Eti Holding Gümüş A.Ş.nin Kütahya/Gümüşköy mevkiinde kurulan tesislerinin fiilen faaliyete geçmesiyle başlamıştır. (Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü'nün özelleştirme programı çerçevesinde 2007 yılında Yıldızlar SSS Holding bünyesine katılmıştır. ) Bu tesis, ülkemizin cevherden doğrudan gümüş üreten ilk ve tek tesisidir. Tesis, yılda ortalama 180 gr/ton tenörlü, 1 milyon ton cevher işleyerek % 99,9 saflıkta ton gümüş üretecek şekilde planlanmıştır. Ancak, planlanan kapasiteye henüz ulaşılamamış olup iyileştirme çalışmaları ile 85 ton/yıl mertebesine erişilmiştir. Rize-Çayeli ve Kastamonu-Küre-Aşıköy yataklarında bakır üretimi yapılmakta, yan ürün olarak gümüş değerlendirilmektedir.

29 Türkiyede gümüş üretimi

30 Gümüş üretimi Altın için öngörülen teknoloji ile temelde benzerlik göstermekte olup her ikisi de siyanürleme yöntemine dayanmaktadır. Üretim akım şeması, genel olarak, cevherdeki altın ve gümüşün anyonik siyanür kompleksleri halinde çözündürülerek sulu faza özütlenmesi (liç) ve sulu fazdan kazanılması proseslerini kapsamaktadır. Çözünen altın ve gümüşün sulu faza özütlenmesi için uygulanacak proseslerin belirlenmesinde, cevherin rezerv ve tenörü ile mineralojik, geçirgenlik ve difüzyon gibi yapısal özellikleri dikkate alınmaktadır. Başlıca iki özütleme (liç) yöntemi uygulanmaktadır: Yığın liçi Tank liçi

31 Gümüş üretimi Ocaktan gelen cevher, boyut küçültme işlemlerinden sonra, liç tanklarına gönderilir ve içinde % 30 katı bulunan pulpa NaCN çözeltisi verilerek siyanürleme başlatılır saat kadar sonra Ag-mineralleri (CN) ile reaksiyona girerler ve gümüş iyonik halde sıvıya geçer. Ters akımlı dekantasyon sistemi ile tikinerlerde, gümüş yıkanır ve yıkanmış katı, atık barajına depolanmak üzere gönderilirken; tikiner üst taşıntısı, filtre edilip berraklaştırılır, hava alma kulelerinde oksijeni alınır, çinko tozu ile sementasyon işlemi gerçekleştirilir ve pres filtrelerde gümüş konsantre keki elde edilir. Konsantre içindeki gümüş % civarındadır. Konsantre keki ergitme ve rafinasyon işlemleri için izabehaneye ve elektrolize gönderilir.

32 Gümüş üretimi