T.C. ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoteknoloji Anabilim Dalı Altın İçeren Sülfürlü Cevherlerin Yığın Biyooksidasyonu HAZIRLAYAN Soner TOP DANIŞMAN Prof. Dr. Oktay BAYAT ADANA
Altın İçeren Sülfürlü Cevherlerin Yığın Biyooksidasyonu 1. Tanıtım Biyoliçin temelleri ve pratikleri üzerine odaklanan ilk iki konferanstan beri yaklaşık 3 sene geçti (Schwartz 1977; Murr ve ark. 1978). Daha sonra biyoliçteki mikrobiyolojik olayların (Rohwerder ve ark. 2003) ve metallerin kazanımı uygulanmalarının (Brierley ve Brierley 2001; Olson ve ark. 2003) anlaşılmasında birtakım gelişmeler yaşandı. Bu kitaptaki diğer bölümlerde karıştırmalı tanklardaki biyoliç/biyooksidasyon uygulamaları açıklanmaktadır. Bu bölümde Carlin, Nevada, Amerika yakınlarındaki Gold Quarry Madeni nde, Newmont Madencilik Şirketi tarafından geliştirilen sülfürik altın cevherlerinin yığın biyooksidasyonu uygulaması açıklanmaktadır. 1999 un sonlarında kuruluşundan bu yana Newmont 8.8 metre sülfürik cevher içeren 12 den fazla ticari grupla yığın biyooksidasyonunda başarılı olmuş ve Carbon-in-Leach yöntemiyle (CIL) yaklaşık 12 ton altını kazanmıştır. Newmont yığın biyooksidasyonları, tercihen %1-2.5 S içeren düşük tenörlü (1-3 gr Au/t) pirit ve arsenopirit içeren sülfürik refrakter cevherleri kapsar. Tüm cevherin daha yüksek sülfür içermesi yığın biyooksidasyonuna daha müsait olduğunu göstermektedir. BIOPRO süreci, demir içeren kırılmış cevher yığını üzerine mikrobiyal bir topluluğun aşılanmasını içeren patentli bir tekniktir. Yerleştirmeden önce cevher içerisinde bakteriler dağıtılarak, biyooksidasyon daha erken başlamaya teşvik edilir ve biyooksidasyon daha üniform değerlerde gerçekleşir. Newmont çabalarının ilerlemesi ve sonuçları ile proses tasarımı, gelişme öyküsü, operasyon sonuçları ve refrakter altın içeren cevherlerden başarılı yığın biyooksidasyonuyla metal kazanım deneyiminden alınan dersleri içeren bilgiler sunulmaktadır. 2. BIOPRO nun Tarihi Gelişimi Oksit rezervlerinin azalması ve Gold Quarry de sülfürlerin artan varlığını görmek Newmont u 1988 de biyooksidasyon laboratuar çalışmalarını başlatmaya yöneltti. Temel araştırma çalışmalarının iki yılı sonucu yenilikçi bir tesis kuruldu. Pirit ve arsenopiritten altının ayrılmasını sağlayan bir bakteri-yığın-oksidasyonuydu. Pilot tesisdeki testler 1990 da başladı. 1990 dan 1994 e kadar 360 ile 23000 ton atasında değişen altı farklı alanda yığın biyooksidasyon testleri yapılmıştı. (Brierley ve ark. 1995). 1994 ün ortalarında bir fizibilite çalışmasıyla yığın biyooksidasyonunun ekonomikliği doğrulanmıştır. 1
1994 ün sonunda Newmont, yığın biyooksidasyonu için gerekli tüm bileşenleri tamamlayarak 13500000 amerikan doları değerinde iki aşamalı örnek projeyi tamamlamıştır. 1994 aralık ayında servise giren ilk aşaması, 708000 yıl/ton ve beş yatak özelliklerine sahipti. İkinci aşama da Eylül 1995 te, ayrı ve eşsiz bir tiyosülfat liçi yöntemi ile tamamlanmıştır. Merril Crowe altın kazanım tesisi, altın kazanımında amonyum tiyosülfatın kullanımını test etmek amacıyla inşa edildi. Bu proses bakır kazanımı için modifiye edilmişti (Wan ve Brierley 1997). Çoklu yığın biyooksidasyon döngülerinin 1995-1999 yılları arasında, ticari ölçekte ucuz fizibiliteye sahip oldukları kanıtlandı. Ticari ölçekte 1997 nin başında yığın biyooksidasyonu tesisi yetkilendirilmiş, 1998 yılında çalışmaya başlamış ve 1999 yılında da tam üretim kapasitesine ulaşmıştır. Bu tesis günde 32300 ton (yılda 11.7 metre) sülfürlü ve karbonatlı (pregrobbing) cevher ve yılda 8.4 ton altın üretim kapasiteli olarak tasarlanmıştır. Çalışmaya etkili bir biyooksidasyon için rekrakter cevherlerin kırma tesislerinin iyileştirilmesi ile başlanmıştır. Yığın biyooksidasyonu yerinin hazırlanmasına, şirketin madencilik ekipmanları kullanılarak 1996 da başlanılmış ve 1997 de hazırlık tamamlanmıştır. Orijinal planda inşa edilen 12 yataklı biyooksidasyon tesisi öngörülmüştür. Bu çoklu yataklar; biyooksidasyon karakteristikleri, cevher tenörü, pregrobbing doğası gibi faktörler için bir esneklik sağlamıştır. 1997 yılının sonlarında altın fiyatlarındaki düşüşle biyooksidasyon projesi askıya alınmıştır. Aynı zamanda planlanan maden ocağının genişlemesi ertelenmiştir ve böylece CIL değirmeni için gerekli olan oksitli cevherin üretimi gecikmiştir. CIL değirmeni yerine mevcut refrakter sülfit stoklarından biyooksidize cevherlerin öğütülmesi bir seçenek olarak önerilmiştir. Araştırmalar küçük modifikasyonlarla değirmenin, biyooksidize cevherin öğütülmesine izin verebileceğini göstermiştir. Orijinal 32000 ton/gün (11.7 mt/yıl) değerin yerine günlük 9620 ton (3.5 mt/yıl) olan 3 yığın biyooksidasyon yatağı ölçeklendirilmiştir. Newmont un küçültülen yığın biyooksidasyonu tesisi 9 ayda inşa edilmiş ve 27 Aralık 1999 da cevher yerleşimine geçilmesi kararlaştırılmıştır. Reklamasyon çalışmaları kapsamında resimlerde gösterilen yatakların ıslah edilmesine (doğaya kazandırılması) rağmen Newmont yığın biyooksidasyonu tesisi 6 yıl sonra çalışmaya hala devam etmektedir. 2
6.3. Ticari BIOPRO Prosesi 6.3.1. Biyooksidasyon Tesisine Genel Bakış Biyooksidasyon tesisinin belirli aşamalarındaki yataklar aşağıdaki şekilde görülmektedir. Şekil 6.1. Newmont Yığın Biyooksidasyon Tesisi Sağda biyooksidize olmuş yığının indirildiği görülüyor. Orta yatağın indirilmesi tamamlanmış ve sonraki cevher yerleşimi için hazırlanıyor. Soldaki yatakta ise aktif biyooksidasyon hakim. Ön planda CIL değirmen artıklarıyla oluşan gölet görülmektedir. Ayrıca resimde kamyonların boşaltma rampalarına erişimi de görülmektedir. Havuz havalandırma sistemiyle biyosolüsyon havuzu, sülfürik asit depolama tanklarıyla desteklenen küçük bir sülfürik asit ekleme tesisi, güç dağıtım merkezi ve biyosolüsyon pompaları da arka plandadır. Solüsyon boruları ve havalandırma başlıkları her yatağı kuşatmaktadır. Havalandırma fanları da her yatağın ön sol tarafına yerleştirilmiştir. 3
Şekil 6.2. Biyooksidasyon Akım Şeması 6.3.2. Biyooksidasyon Prosesi nin Tanımlanması Madenden gelen sülfürik cevher 10-12 Kwh/t luk bir iş indeksi ile Allis Chalmers 5474 birincil jiratör kırıcıda kırılarak ya direk çukura kamyonlarla beslenir ya da ikincil kırıcıya beslenmek üzere stoklanır. Kırılan cevher 150 mm den küçüktür ve 685 ton/h (16460 ton/gün) kapasiteyle çalışan ikinci kırıcıya beslenir. Cevher kırılmadan önce üç adet paralel tek katlı titreşimli elek ile ön boyutlandırmaya tabi tutulur. Bu eleklerden biri 10 m uzunluk 3 m genişlikte, diğer ikisi 10 metre uzunluk ve 3 m genişliktedir. İkincil kırıcıdan geçen malzemenin %80 i 19 mm altındadır. 4
Şekil 6.4. Biyooksidasyon yatağı Biyosolüsyon, bir çift yeraltından geçen boru hattıyla taşınır ve biyooksidasyonu başlatmak için bu borulara pompalanır. Aşılama için ton başına nominal 40 kg solüsyon kullanılır. Biyosolüsyon 140 ton kapasiteli kamyon içerisine kırılmış cevher doldurulurken uygulanır ve hemen 2.4 km taşınarak yatağa boşaltılır. 10 metre tasarım yüksekliğine sahip yatak, yaklaşık 810000 ton cevher alır. Bazı durumlarda bu yükseklik 16 metreye yükseltilebilir. 5
Şekil 6.4. Drenaj çakılları tabakası Biyooksidasyon döngüleri yaklaşık olarak 435 günde tamamlanır ve bunun 90 günü kırma ve yükleme, 165 günü biyooksidasyon, 60 günü drenaj, 90 günü boşaltma ve 30 günü de alanın temizlenmesi veya boru donanımının yerleştirilmesi içindir. Sızıntıyı önleme amacıyla yatağın altı 150 mm lik 10-9 mm/s 2 hidrolik geçirgenliğe sahip kil tabakasıyla kaplanır. Onun üstüne de yüksek yoğunluklu polietilen malzeme (HDPE High Density Polyethylene) 1 mm kalınlığında olmak üzere serilir. Polietilen malzeme üzeri ise drenajı kolaylaştırmak amacıyla 900 mm kalınlığında çakıllarla kaplanır. Çakıl tabakasına hava dağıtım ve solüsyon toplama boruları yerleştirilir. Hava dağıtım boruları her 1 metrede 3-5 mm çapında delinir, böylece havalandırma sağlanır. Her bir yatak ayrı ayrı 150 kw gücündeki fanlarla (saatte 43500 m 3 hava) havalandırılır. 6
Şekil 6.5. Havalandırma Boruları Aşılanmış cevher 13.7 metre yüksekliğe ulaşıncağa kadar yukarıdan yatağa dökülür. Kamyon sıkıştırmasını dengelemek amacıyla; 12.8 metreye düşen yükseklik 1.5 metre kadarı sökülerek yükseltilir. Bu uygulama daha sonraları değiştirilmiştir. Yığının daha yüksek oluşturulması ve sonradan istenen yüksekliğe düşmesiyle (kendiliğinden) bu sorun aşılmıştır. Yataklar 4 L/m 2 h biyosolüsyon ile sulanmaktadır. Yataklar yığın ile doldurulduktan sonra oksijen ve sıcaklık izleme monitörleri yerleştirilir. Ferrik demir (Fe +3 ), ferrous demire (Fe +2 ) indirgenerek oksidize edilmektedir. Solüsyon rengi, sıcaklığı, PH ı, E (SCE) ve demir içeriği kontrol edilmektedir. Hedeflenen solüsyon karakteristikleri; PH 1.3-2.2, E (SCE) 550 Mv üzeri, çözünmüş oksijen seviyesi 2 mg/l ve ferik demir içeriği 5-25 mg/l dir. Mezofil ve orta termofiller için optimum sıcaklık değeri 35-50 o C arasıdır. 60 o C veya daha yüksek sıcaklıklar da aşırı termofilik archaealar için tercih edilmektedir. Ölçülen sıcaklıklar 25-80 o C arasında değişmektedir. Biyooksidasyon süresi dizayn edilenden daha az olduğunda ve sıcaklık yükseldiğinde yığınlar biyooksidasyona devam etmektedir. Eğer yığın sıcaklığı azalır ve biyooksidasyon süresi planlanandan daha kısa olursa, yığınlar drenaj edilir ve sıcaklık tekrar yükselene kadar 7
dinlendirilir. Eğer sıcaklık azaldığında yığının biyooksidasyon süresi planlanan süreye ulaşmışsa son drenaj yapılır, yığın CIL (Carbon-in-Leach) tesisine götürülmek üzere boşaltılır (kaldırılır). Biyooksidize olan cevher CIL tesisine taşınır. SAG değirmen besleme kuşağında öncelikle 7.5-20 kg/ton kireç çakıllarıyla karıştırılarak nötralize edilir. 8.5 metre çapındaki SAG değirmen, 4.4 metre çapındaki bilyalı değirmenle birleştirilmiştir. Standart çelik değirmen astarı ve öğütme ortamı arasında hiçbir etkileşim ve dolayısıyla da korozyon olmamıştır. %80 i 44 µm altına inen cevher oksijen püskürtülerek tanklara gönderilmektedir. Orijinal 2 aşamalı ve dört tanktan oluşan CIL devresi; sekiz tanktan oluşan devreye dönüştürülerek modernize edilmiştir. Böylece çözünen altın kayıpları azaltılmıştır. Yüksek Ferrous (Fe +3 ) demir içeriğinden ötürü oksijen azalmasından dolayı ilk tanka oksijen ilave edilmiştir. Minimum oksijen konsantrasyonu bu işlemden sonra 4 mg/l olarak belirlenmiştir. Tanklara verilen NaCN konsantrasyonu izlenmiştir. 6.4. Ticari BIOPRO Operasyon Performansı Ticari biyooksidasyon tesisleri devreye alındığından bu yana performansları değişken olmuştur. Özel operasyon ekipleri 6 yıl boyunca iyileştirmeler yapmış ancak yığınların yanıtları beklenenden az olmuştur. 6.4.1. Veri Toplama ve Performans İzleme Veri toplama ve rutin analizler biyooksidasyonun etkinliğini ölçmek için gereklidir. Biyosolüsyon kimyasının günlük ölçümleri biyooksidasyon bozukluğunun erken belirtilerini göstermesi açısından önemlidir. Diğer parametrelerin izlenmesi de biyooksidasyon aşamalarını izlemek açısından yararlıdır. Haftalık veri sunumu önemlidir ancak yatağın yaşam döngüsü boyunca oluşan biyooksidasyon eğilimleri daha önemlidir. 8
Şekil 6.6. Yığın biyooksidasyonunda sıcaklıklar 6.4.2. Orijinal Tesis/İnşa Edilen Tesis Karşılaştırması 10 yıllık laboratuvar ve saha deneyleri sonucunda gerekli dizayn kriterleri tanımlanmış ve doğrulanmıştır. Ancak uygulama safhasında karşılaşılan zorluklar gibi nedenlerden ötürü inşa edilen tesiste uygulanan koşullar değişmiştir. Tablo 6.1. Orijinal ve İnşa Edilen Tesisin Karşılaştırılması 9
Tablo 6.2. Orijinal Tesisin ve Ticari Dizaynın Döngü Süreleri 6.4.3. Performans Tarihi On bir cevher yığınının biyooksidasyon döngüsü tamamlanmış, bu yığınlar kaldırılmış ve değirmen tarafından işlenmiştir. Kalan yataklar yeniden yığınla doldurulacaktır. Aşağıdaki tablo, 6 yıllık performansı ve orijinal tesisin dizayn kriterleri ile ondan daha küçük ticari tesisinkileri karşılaştırmaktadır. 10
Tablo 6.3. Orijinal operasyon kriterleri ve tatbik edilen kriterlerin karşılaştırılması 11
Tablo 6.4. Son 6 yılın yıllık biyooksidasyon performansları Tablo 6.5. Son 6 yılın yıllık Carbon-in-Leach Prosesi Sonuçları İlk 2 yılda CIL prosesiyle altın kazanımı yapılan küçük modifikasyonlar ve değişimlerle artırılmıştır. Öncelikle iki aşamalı olan CIL prosesi, tek aşamalı hale getirilerek yüksek akım kayıpları bertaraf edilmiştir. Yapılan diğer değişiklikler ise CIL prosesinde oksijen havalandırması ile oksijen kayıplarının üstesinden gelme ve PH ayarlaması için kireç ekleme kapasitesinin belirlenmesi değişiklikleridir. 12
Şekil 6.7 de biyooksidasyon süresinin bir fonksiyonu olarak tesis kazanımı gösterilmektedir. Burada altın kazanımının biyooksidasyon süresiyle doğru orantılı olduğu, yaklaşık %30 dan %55 e arttığı görülmektedir. Şekil 6.7. Biyooksidasyon zamanına bağlı olarak tesis kazanımı Altın taşıyan pirit 300 günde büyük ölçüde okside olmuştur ve 470 güne kadar okside olmaya devam etmesiyle kazanımda çok fazla değişme görülmemiştir. Şekil 6.8. 2003 Yılı aylara göre tesis kazanımı 13
Yukarıda 2003 yılı aylara göre tesis kazanımı verilmektedir. CIL prosesinin tek aşamaya düşürülmesiyle kazanımın arttığı görülmektedir. Buna ek olarak 2004 ve 2005 yıllarında okside cevher ile biyookside olan cevherlerin karıştırılarak tesise beslenmesinden ötürü yeterli veri oluşturulamadığından bu yıllara ait grafik çizilmemiştir. Yine aşağıdaki grafikte sülfür biyooksidasyonu ve tesis kazanımı görülmektedir. Burada belirgin olarak sülfür oksidasyonundaki ani azalmaların altın kayıplarında azalmaya neden olmadığı anlaşılmaktadır. Bu konu inceleme altındadır. Geçmişte bilinen nedenler; uygunsuz sülfür örnek belirleme metodu kullanımı, örnekleme yanlışları ve örneklemeden önce örneklerin uygunsuz kurutulması olmuştur. 6-4 ve 8-4 yatakları biyooksidize oldu ve örneklendi ancak üretim gerçekleşmedi. Bunun sonucu olarak altın kazanım sütunu oluşturulmamıştır. Şekil 6.9. Sülfür oksidasyonu ve tesis kazanımı Biyooksidasyon performansının değerlendirilmesi son zamanlarda tesise flotasyon eklenmesi ile komplike olmuştur. Okside olmuş cevherleri de içeren tüm cevherler şimdi flote edilmektedir. Flotasyonun uygulanması gelişmiş biyooksidasyon görüntüsü vermektedir. 14
6.4.4. Mikrobiyal Popülasyonlar Başlangıçta test ve ispat yığınları Acidithiobacillus ferrooxidans, demir oksitleyici Leptospirillum, ve orta-termofilik Sulfobacillus ırklarından oluşan bir toplulukla aşılanmıştır. Archaea ne taze cevherde ne de pilot yığınlarında kullanılmamıştır. İlk denemeler yapıldığında, geniş yığınlarda zaman zaman sıcaklığın 80 o C yi bulduğu görülmüştür. Bunun üzerine termofilik demir okside edici Archaea nın Acidianus, Metallosphaera, ve Sulfolobus türlerinin yığınlara aşılanabileceği anlaşıldı. Laboratuvar çalışmaları; mezofilik, termofilik ve orta termofilik bakterilerin karışımının, yığın sıcaklığının değişimine iyi yanıt verdiğini göstermiştir (Brierley 2003). Bu uyarlanan biyosolüsyon aşılama için kullanılmıştır. Biyosolüsyon havuzundaki örneklerden elde edilen bakteri hücrelerinin sayıları aşağıdaki tabloda yıllara göre olmak üzere verilmiştir. Tablo 6.6. Biyosolüsyon havuzu örneklerinden elde edilen hücre sayıları (mililitre başına hücreler) En geniş popülasyon mezofilik demir oksitleyici ferrooxidans ve Leptospirillum benzeri bakterilere aittir. Orta termofilik Sulfobacillus ırkı ise orijinal aşılama ırkıydı. Önceki deneylerde olduğu gibi Archaea başlangıçta saptanmadı. Başlangıçtan 6 ay sonra Acidianus ve Metallosphaera türlerini içeren Archaea ırkı aşıya eklendi. İnkübasyon her demir oksitleyici bakteri için uygun olan sıcaklıkta yapılmıştır. 6.4.5. Proses Gelişimi Detaylı mikrobiyolojik araştırmalar halen sülfitler içerisinde kilitli kalan altınların kazanılabileceğini gösterdi. Bunun flotasyonla mümkün olabileceği test çalışmalarıyla belirlendi. 2005 yılında flotasyonun eklenmesiyle altın kazanımı yaklaşık %10 artırıldı. 15
Flotasyon/CIL devresinde; flotasyon sırasında sülfürik asit eklenerek PH düşürülmekte ve CIL evresinde ise kireç eklenerek PH yükseltilmektedir. Gold Quarry Çukuru nda geniş yüksek karbonatlı cevher sahaları da bulunmaktadır. Biyooksidize olmuş cevherle, yüksek karbonat içerikli cevherlerin karıştırılmasının, laboratuar ölçeğinde; altın kazanımına sınırlı etkisiyle; ayrı ayrı kullanılmasına oranla, reaktif kullanımını olumlu yönde etkilediği belirlenmiştir. 6.5. Alınan Dersler Newmont için yığın biyooksidasyon teknolojisi başarılı ve iddialı bir ticari girişim olmuştur. 10 yılı aşkın bir deneyim kazanılmıştır. Biyooksidasyonun çoğu yönüne dikkat edilmesi gerekmektedir. 6.5.1. Cevher Kontrolü Cevher kontrolü uygun biyooksidasyon yanıtı için çok önemlidir. Cevher karakteristiklerini etkileyen bakteri aktiviteleri iyi ölçülmeli ve yönetilmelidir. Sadece kolaylıkla oksidize olabilen framboidal piritin dekompoze olması gereklidir. Bunun için de kısmi oksidasyon yeterli olabilir. Kile dikkat edilmesi gereklidir. Yüksek oranda cevherde bulunan kil hidrolik iletkenliği düşürerek biyooksidasyon süresinin uzamasına neden olabilir. 6.5.2. Kırma Boyutu Kırma boyutunun bir üçüncül kırıcı eklenmesiyle 19 mm den 9 mm ye (%80 i) düşeceği ve bunun da altın kazanımını %10 artıracağı hesaplanmıştır. Bu ekonomik etkiye rağmen, konveyör yerine kamyonla nakliyatın seçilmesi gibi maliyet nedeniyle bu düşünceden vazgeçilmiştir. 6.5.3. Sıkıştırma ve Hidrolik iletkenlik Biyooksidasyon, biyosolüsyonun sınırsız sızmasına ve havalandırılmasına bağlıdır. Kırma çok ince ise, kil içeriği yüksekse ve herhangi bir nedenle yığın çok sıkışmışsa biyooksidasyondan optimum sonuç alınamaz. Bunlara dikkat edilmesi gereklidir. 16
6.5.4. Aşılama/Asit Ekleme ve Karbonat Tüketimi Cevher ikincil kırıcıda ağırlıkça %4 nemi tolere edebilir. Biyosolüsyon ikincil kırıcıda cevhere eklenir. Kırıldıktan sonra cevher hızlıca kamyonlarla yığın yatağına götürülür. Stoklanan cevherin karbonat değeri düşük değerden (maksimum %0.6) yüksek karbonat değerine (%4.2 den fazla) değiştirilmiştir. Yapılan kolon biyooksidasyon testlerinde ağırlıkça %2.5 karbonat içeriğinde biyooksidasyon hızlı gerçekleşmiş ve ağırlıkça %2.5 üzeri karbonat içeriğinde ise gecikmeler yaşanmıştır. Karbonat miktarının artırılmasıyla da biyooksidasyonda uyuşukluk gözlenmiştir. İlk başlarda planlananın dışında sülfürik asit eklenmemesi kararı alınmıştır fakat sonrasında; cevherin her tonundaki karbonat yüzdesi başına 2 kg sülfürik asit eklenmesi kararlaştırılmıştır. Aşılama sırasında her bölgenin tamamiyle ıslandığından emin olunmalıdır. Nitekim ilk yatak kaldırıldığında operatörler yaklaşık 10 da 1 bölgenin kuru kaldığını saptamışlardır. 6.5.5. Biyosolüsyon Kimyası Biyosolüsyonun PH ı 1.3 ile 2.2 arasında tutulmaktadır. PH 2.2 üstüne çıktığında ise biyosolüsyon havuzuna operatörler tarafından sülfürik asit eklenerek PH düşürülmektedir. Benzer bir şekilde demir içeriği de kontrol edilmekte ve ideal demir içeriği 8 ile 15 g/l arasıdır. Demir içeriği CIL tesisinin nötralizasyon maliyeti ve siyanür tüketimi performansını etkilemektedir. Yataklarda demir oranı 8-36 g/l arasında değişmekte ve bazen 60 g/l e kadar ulaşmaktadır. 6.5.6. Çökelmenin Etkileri Biyooksidasyonla katı pirit; Fe +3 ve sülfat iyonlarına dönüştürülür. Bakteriler ayrıca ana kaya içerisindeki diğer mineralleri de çözündürmektedir. 17
6.5.7. Yatak Havalandırması Sülfürlü cevherlerin oksidasyonu çatlaklardan girecek büyük miktarda oksijene ihtiyaç duymaktadır (Bartlett 1998). Bu nedenle havalandırma oksidasyonu devam ettirmek için gereklidir. BIOPRO prosesinde her bir yatak ayrı ayrı 150 kw gücündeki fanlarla (saatte 43500 m 3 hava) havalandırılır. Hava, yığının altından hava başlıklarıyla verilir. 6.5.8. Hücre Sulaması ve Sıcaklık Tepkisi Son on yılda biyosolüsyon uygulama koşulları geniş bir yelpazede değerlendirilmiştir. Yüksek uygulama değerlerinin biyooksidasyonu geliştirdiği gözlense de, bir yöntemin diğerlerine oranla daha iyi veya daha kötü olduğu kanıtlanmamıştır (Ritchie 1996). Deneme evresinde devamlı sulamadan seyrek sulamaya kadar birçok biyosolüsyon ile sulama tekniği denenmiştir. (10 L/m 2 h den 1 L/m 2 h e kadar) Başlangıçta ilk 2 ay sürekli sulama gerçekleştirilmiştir. Sonrasında 1-2 hafta yığın dinlenmeye alınmıştır. Sonuçta bölgesel kurumalar oluşan yığındaki biyooksidasyonun azalan zararlı etkileri saptanmıştır. Biyooksidasyon sonucu gerçekleşen sıcaklıklar 80 o C yi aşmakta ve bu sıcaklıklar çevre sıcaklığına bağlı olarak değişmektedir. 6.5.9. Yatak Alanı Durumu Yüzleşilen tüm sıkıntılar arasında yatak alanının sağlamlığı en sıkıntı yaratan konu olmuştur. Yükleyiciler ve kamyonların kullanılması ile yatak tabanında yer yer bozulmalar meydana gelmiştir. Bu bozulmaların düzeltilmesi zor ve üretimi aksatan bir durumdur. 6.5.10. Carbon-in-Leach Tesis Deneyimi CIL tesisi 2000 yılında biyookside cevherin işlenmesi için dönüştürülmüştür. SAG değirmen korozyonu önlemek için poliüretan epoksi ile kaplı idi. Bu korozyon bariyerinin başarısız olmasıyla 2002 de durometrik değeri 40 olan ve 6 mm kalınlığında kauçuk ile kaplanmıştır. Bu astar da başarısız olmuştur. Korozyonda gözle görülür bir artış olmadan çelik astarlar günümüzde de kullanılmaktadır. Bu nedenle bu değirmende de çelik astarlar 18
kullanılmaya başlanmıştır. 4 senelik deneyimin ardından değirmende 125 mm çapında bilyalar ve geniş açıklıkta ızgaralar kullanılmıştır. SAG değirmen besleme kuşağında öncelikle 7.5-20 kg/ton kireç çakıllarıyla karıştırılarak nötralize edilir. 8.5 metre çapındaki SAG değirmen, 4.4 metre çapındaki bilyalı değirmenle birleştirilmiştir. Standart çelik değirmen astarı ve öğütme ortamı arasında hiçbir etkileşim ve dolayısıyla da korozyon olmamıştır. %80 i 44 µm altına inen cevher oksijen püskürtülerek tanklara gönderilmektedir. Orijinal 2 aşamalı ve dört tanktan oluşan CIL devresi; sekiz tanktan oluşan devreye dönüştürülerek modernize edilmiştir. Böylece çözünen altın kayıpları azaltılmıştır. Çözünmüş oksijen seviyesi ilk 2 tankta 0.5 mg/l iken sonraki tanklarda bu değer 5 mg/l e kadar çıkmıştır. 6.5.11. Beklentiler Yığın biyooksidasyonu bakterilerle yapılan, son derece kuvvetli ama ortam koşullarına duyarlı bir süreçtir. Üretimin gelişmesine karşı beklentiler büyümektedir. Laboratuvar ve deneme tesisleriyle altın kazanımına yönelik bu prosesin geliştirilmesi için uğraş verilmiştir. Daha sonra altın fiyatları ucuzlamıştır. Bu nedenle de dizayn ve sermaye yatırımı aşamasında büyük tavizler verilmiştir. Çoğu kez operasyonda yenilikler uygulanmasına rağmen, sermaye kısıtlamasına bağlı olarak biyooksidasyon performansında düşüşler yaşanmıştır. Yığın biyooksidasyonunun bir diğer zayıf yönü de değişikliklere karşı yavaş yanıt vermesidir. Değişikliklere yanıtın hemen alındığı değirmenin aksine yığın biyooksidasyonunda değişkeni değişmesinin etkileri günler, haftalar ve hatta aylar sonra ölçülebilmektedir. Burada bir zaman handikapı sözkonusudur. Geriye doğru bakıldığında, çalışanların ve yönetimin özverili çalışmalarına rağmen biyooksidasyon performansı, değişikliklerin birikimli ve geç etkileri (yanıtı) nedeniyle tahmin edilen seviyelerde bulunamamıştır. 6.6. Son Düşünceler Yığın biyooksidasyonunun gelişmesi ve genişletilmesi faydalı olmuştur. Newmont personeli yeni teknolojinin gelişmesini başarmış ve önemli miktarda kârlı altın kazanımını 19
gerçekleştirmiştir. Ve şimdi de artan gelişmeleri devam ettirmek ve daha tutarlı hale getirmek hedeflenmektedir. Cevher karakteristiğinin tutarlı olması, kırma boyutunun üniform olması, nem seviyesinin doğru belirlenmesi, cevher geçirgenliğinin düzenli olması ve uygulamaların devam etmesi, optimum performansın sağlanması için anahtar rolü oynamaktadır. Son olarak personel ve transfer edilen bilginin devamlılığı çok önemlidir. BIOPRO prosesi bakır için de birkaç modifikasyonla uygun hale getirilmiştir. Newmont, biyooksidasyon teknolojisinin uygulanmasında bir dönüm noktası olarak BIOPRO yu ortaya koymuştur ve biyooksidasyonla ilgili önemli deneyimler kazanmaya devam edecektir. 20