DEMİR (III) SÜLFAT ORTAMINDA KALKOPİRİTİN ÇÖZÜNDÜRÜLMESİ SIRASINDA OLUŞAN SERBEST KÜKÜRDÜN OLUMSUZ ETKİSİNİN GİDERİLMESİ



Benzer belgeler
Bakır Rafinasyon Curufu Flotasyon Atıklarındaki Bakırın Geri Kazanımı

GENEL KİMYA 101 ÖDEV 3

ANALĐZ ĐÇĐN GEREKLĐ EKĐPMANLAR. Mikro pipet (1000 µl) Ependorf tüpü (1.5 ml) Cam tüp (16X100 mm)

ÖN SÖZ. Üniversiteye hazırlık yolunda, yeni sınav sistemine uygun olarak hazırladığımız YKS Alan Yeterlilik

SINIR TENORUNUN EKONOMİK BAKIR MİKTARI TAHMİN HASTASINA ETKİSİ

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

BİSFENOL A NIN BAKIRIN LEKTROKİMYASAL DAVRANIŞLARINA ETKİSİ 1. The Effects of Bisphenol A on Electrochemical Behaviour of Copper*

EFFECT OF MECHANICAL ACTIVATION ON THE SODA ROASTING KINETICS OF CHROMITE

Üçüncü Tek Saatlik Sınav 5.111

YAZILI SINAV SORU ÖRNEKLERİ KİMYA

İLERİ ARITIM YÖNTEMLERİNDEN FENTON REAKTİFİ PROSESİ İLE ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN ISLAK HAVA OKSİDASYONU

Jeokimya Analizleri. Geochemical Analysis

BÖLÜM I YÜZEY TEKNİKLERİ

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

4. Oksijen bileşiklerinde 2, 1, 1/2 veya +2 değerliklerini (N Metil: CH 3. Cevap C. Adı. 6. X bileşiği C x. Cevap E. n O2. C x.

Sürekli Karıştırmalı Tank Reaktör (CSTR)

$e"v I)w ]/o$a+ s&a; %p,{ d av aa!!!!aaa!a!!!a! BASIN KİTAPÇIĞI

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞĐMĐ ÇALIŞMA YAPRAĞI

Konsantre Cevher Analizleri / Ore Grade Analysis

T.C. Ölçme, Seçme ve Yerleştirme Merkezi

HAZIRLAYAN Mutlu ŞAHİN. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği. DENEY NO: 6 DENEYİN ADI: DOYMUŞ NaCl ÇÖZELTİSİNİN ELEKTROLİZİ

Metal Yüzey Hazırlama ve Temizleme Fosfatlama (Metal Surface Preparation and Cleaning)

ASİT-BAZ DENGESİ ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR

ALUMİNYUMUN YÜZEYİNDEKİ OKSİT TABAKASININ SÜLFÜRİK ASİT ANODIZING YÖNTEMİYLE GELİŞTİRİLMESİ*

SEMENTASYON DENEYİ 1. DENEYİN AMACI

ELEKTROLİTİK TOZ ÜRETİM TEKNİKLERİ. Prof.Dr.Muzaffer ZEREN

ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİ EDEN FAKTÖRLER

10. Sınıf Kimya Konuları KİMYANIN TEMEL KANUNLARI VE TEPKİME TÜRLERİ Kimyanın Temel Kanunları Kütlenin korunumu, sabit oranlar ve katlı oranlar

HANTZSCH TEPKİMESİNİN ÜRE SAPTANMASINA UYGULANMASI

RM26 KOLEMANİTİN CO 2 VE SO 2 İLE DOYURULMUŞ SULU ÇÖZELTİLERDEKİ ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNÜN OPTİMİZASYONU

özet rejenere edilerek tekrar kullanılmaktadır (1). Denizli cevherleri için, bu metodun diğer metodlara karşı üstünlüğü şu noktalarda olmaktadır:

GAZLAR GAZ KARIŞIMLARI

Üçüncü Tek Saatlik Sınav 5.111

ALIQUAT-336 EMDİRİLMİŞ HP-20 ve HP-2MG REÇİNELERİYLE SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) GİDERİLMESİNDE POLİMER ADSORBAN TÜRÜNÜN ETKİSİNİN İNCELENMESİ

BARTIN ÜNİVERSİTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MALZEME LABORATUVARI-I DERSİ OKSİTLİ BAKIR CEVHERİNİN LİÇİ DENEYİ DENEYİN AMACI: Uygun

MAKRO-MEZO-MİKRO. Deney Yöntemleri. MİKRO Deneyler Zeta Potansiyel Partikül Boyutu. MEZO Deneyler Reolojik Ölçümler Reometre (dinamik) Roww Hücresi

KİMYASAL DENGE. AMAÇ Bu deneyin amacı öğrencilerin reaksiyon denge sabitini,k, deneysel olarak bulmalarıdır.

ÇANAKKALE-ÇAN LİNYİTİNİN KURUMA DAVRANIŞI

GIDA İŞLEME VE ANALİZ TEKNİKLERİ I

MANYEZİT CEVHERİNİN LAKTİK ASİT ÇÖZELTİLERİNDEKİ ÇÖZÜNÜRLÜK KİNETİĞİ

Antosiyanin İçeriği (mg/l)

Hidroklorik asit ve sodyum hidroksitin reaksiyonundan yemek tuzu ve su meydana gelir. Bu kimyasal olayın denklemi

KİMYASAL TEPKİMELERDE HIZ

TAMPON ÇÖZELTİLER. Prof.Dr.Mustafa DEMİR M.DEMİR 09-TAMPON ÇÖZELTİLER 1

Elektrot Potansiyeli. (k) (k) (k) Tepkime vermez

AtılımKimyasalları AK 3252 H SUNKROM SERT KROM KATALİZÖRÜ (SIVI) ÜRÜN TANIMI EKİPMANLAR

Malahit Cevherinin Perklorik Asit Çözeltilerindeki Çözünürlüğünün İncelenmesi

ÖLÇME, DEĞERLENDİRME VE SINAV HİZMETLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

KİMYASAL REAKSİYONLARDA DENGE

HAZİRAN-EYLÜL JUNE-SEPTEMBER ADSORPLANMIŞ KSANTATIN TERMAL DESORPSIYONU VE DESORPLANÀN KSANTATIN PİRİT YÜZEYİNE TEKRAR ADSORPSİYONU

PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ#6

FEN BİLGİSİ ÖĞRETMEN ADAYLARININ ÇÖZÜNME İLE İLGİLİ TEMEL KAVRAMLAR HAKKINDAKİ BİLGİLERİNİN İNCELENMESİ

Kimya Mühendisliği Bölümü, 2014/2015 Öğretim Yılı, Bahar Yarıyılı 0102-Genel Kimya-II Dersi, Dönem Sonu Sınavı

AtılımKimyasalları AK 3151 D SUNKROM DEKORATİF KROM KATALİZÖRÜ (SIVI) ÜRÜN TANIMI EKİPMANLAR

Redoks Kimyasını Gözden Geçirme

Alkinler (Asetilenler)

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

Üçlü Sistemlerde Sitrik Asit ve Laktik Asit Katkılarının Basınç ve Eğilme Dayanımına Etkisi

POLİPİROLLE KOROZYONDAN KORUNMA CORROSION PROTECTION BY POLYPYRROLE

SÜLFÜRİK ASİT VARLIĞINDA HAVA OKSİJENİ KULLANARAK KÜRE KALKOPİRİT KONSANTRESİNDEN BAKIRIN EKSTRAKSİYONU

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

ELEKTROKİMYASAL REAKSİYONLAR

TERMODİNAMİĞİN TEMEL EŞİTLİKLERİ

ARAŞTIRMA MAKALESİ / RESEARCH ARTICLE

KROM ZENGİNLEŞTİRME TESİSLERİ ARTIKLARININ YÜKSEK ALAN ŞİDDETLİ YAŞ MAN YETİ KAYIRMA İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

a. Yükseltgenme potansiyeli büyük olanlar daha aktifdir.

KOROZYONUN ÖNEMİ. Korozyon, özellikle metallerde büyük ekonomik kayıplara sebep olur.

POTANSİYEL - ph diyagramları

Faz ( denge) diyagramları

AYÇİÇEK YAĞININ AĞARTILMASINDA ASİT AKTİF SEPİYOLİT VE BENTONİTİN KARŞILAŞTIRMALI OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

ELEKTROKİMYA II.

OTOJEN ÖĞÜTMEYİ ETKİLEYEN KRİTERLER

Burada a, b, c ve d katsayılar olup genelde birer tamsayıdır. Benzer şekilde 25 o C de hidrojen ve oksijen gazlarından suyun oluşumu; H 2 O (s)

İKİLİ KARIŞIMLARDAN TEK VE ÇİFT DEĞERLİKLİ İYONLARIN ELEKTRODİYALİZ YÖNTEMİ İLE AYRILMALARI

BAKIRI GİDERİLMİŞ ANOD ÇAMURUNDAN KURŞUNUN LİÇİNGİ

3) Oksijenin pek çok bileşiğindeki yükseltgenme sayısı -2 dir. Ancak, H 2. gibi peroksit bileşiklerinde oksijenin yükseltgenme sayısı -1 dir.

AYÇİÇEK YAĞI ÜRETİMİ YAN ÜRÜNLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

T.C. SÜLEYMAN DEMĠREL ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK MĠMARLIK FAKÜLTESĠ MADEN MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ FLOTASYON KONSANTRELERĠNDE SU KAZANIMI BĠTĠRME PROJESĠ

5. ÇÖZÜNÜRLÜK DENGESİ

Asitler, Bazlar ve Tuzlar

BORUSAL (TUBULAR) AKIŞ REAKTÖRÜ

TEKNİK FOTOĞRAFÇILIK. V. Hafta KOÜ METALURJİ & MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

Kimyanın Temel Kanunları

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

HACETTEPE ÜNĐVERSĐTESĐ EĞĐTĐM FAKÜLTESĐ ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞTĐRME

BÖLÜM 19 KİMYASAL TERMODİNAMİK ENTROPİ VE SERBEST ENERJİ Öğrenme Hedefleri ve Anahtar Kavramlar: Kendiliğinden, tersinir, tersinmez ve izotermal

Basınçlı liç ile Küre masif zengin bakır cevherinden metalik değerlerin kazanımı

TÜBİTAK-BİDEB Lise Öğretmenleri (Fizik, Kimya, Biyoloji ve Matematik) Proje Danışmanlığı Eğitimi Çalıştayı LİSE-2 (ÇALIŞTAY 2012) SUYUN DANSI

Enerji iş yapabilme kapasitesidir. Kimyacı işi bir süreçten kaynaklanan enerji deyişimi olarak tanımlar.

ALKALİNİTE. 1 ) Hidroksitler 2 ) Karbonatlar 3 ) Bikarbonatlar

DENEY 6. CH 3 COO - + Na + + H 2 O ve

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 5 Metaller, Bakır ve Magnezyum. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

ÇÖZÜNÜRLÜK (ORTAK İYON ETKİSİ ) (Çöktürme ile Ayırma)

BASIN KİTAPÇIĞI ÖSYM

5.111 Ders Özeti #

SİVAS-DİVRİĞİ ULUÇAYIR LİNYİTİNİN YAĞ AGLOMERASYONU VE MİKRODALGA ENERJİSİNİN ETKİSİ

KBİ cüruflarının H2O2 ortamında H2SO4 ile liç kinetiğinin incelenmesi

KÜMEN ÜRETİMİNİN YAPILDIĞI TEPKİMELİ BİR DAMITMA KOLONUNUN BENZETİMİ

Transkript:

DEMİR (III) SÜLFAT ORTAMINDA KALKOPİRİTİN ÇÖZÜNDÜRÜLMESİ SIRASINDA OLUŞAN SERBEST KÜKÜRDÜN OLUMSUZ ETKİSİNİN GİDERİLMESİ Hüseyin ÖZDAĞ (*) ÖZET Kalkopiritin asitlendirilmiş demir (III) sülfat ortamında çözündürülmesi işlemlerinde tepkime sonucu oluşan serbest kükürdün tepkimenin ilerlemesini yavaşlattığı ve/veya engellediği bilinmektedir. Bu çalışmanın amacı oluşan serbest kükürdün olumsuz etkisini deney ortamında gidermek için yöntemler geliştirmektir. Kimyasal ve fiziksel olmak üzere iki yöntem üzerinde laboratuvar düzeyinde çalışmalar yapıldı. Bunlara ilişkin sonuçlar değerlendirildi ve yorumlandı. ABSTRACT It has been reported that when chalcoyprite dissolved in acidified ferric sulphate solutions, reaction product elemental sulphur which creates a diffusion barrier was formed. The aim of this study was to develop a method in order to remove the retarding effect of elemental sulphur by chemical and mechanical ways. Silver ions were introduced to the reaction vessel and it was observed that the reaction rate increased significantly. On the other hand an attrition mechanism has produced higher reaction rates than that of unattrited leaching. Related results and implications have been discussed. (*) Dr. Maden Yuk. Muh. Maden Muh. Bol. Anadolu üniversitesi, ESKİ S EH i R 269

1. GİRİŞ Sülfürik asit + demir (III) sülfat ortamında, kalkopirit aşağıdaki tepkimeye göre çözünür: Tepkime (1)'in stokiyometrisi birçok araştırmacı tarafından gözlenmiştir(1-7). Bu gözlemle çelişen ilk çalışma Sullivan(8) ve son yıllardaki diğer bir çalışma Jones ve Peters(9) tarafından yapılmıştır. Çalışmalar göstermiştir ki 363K (90 C) bakırın kalkopiritten çözünmesi deneylerin hemen başlarında oldukça hızlıdır(1-3). Ancak tepkime süresi ilerledikçe tepkimeye girmemiş, kalkopirit taneciklerinin etrafında bir kükürt tabakası oluşmakta ve tepkimenin hızını azaltmaktadır. Bazı araştırıcılar^-mo) tepkime hızının yüzey tepkimeleri tarafından kontrol edildiğini belirtirlerken, diğerleri(1-4-6) tepkime hızının tepkime sonucu oluşan serbest kükürt tabakası tarafından belirlendiği savını ileri sürmektedirler. Munoz ve diğerleri(3), tepkime ürünü kükürdün diffüzyon engeli oluşturduğu ve tepkime hızının, iyonların oluşan bu tabakadan diffüzlenmesi tarafından sınırlandığı zaman oldukça yüksek aktivasyon enerjilerinin gözlendiğini ileri sürmektedirler. Bu görüş pek çok araştırıcı tarafından paylaşılmasına rağmen kükürdün engelleyici etkisini ortadan kaldırmak veya azaltmak için yeteri kadar çaba gösterilmediği anlaşılmaktadjr. Her ne kadar literatürde, mekanik ve kimyasal vollarla kükürdü tepkime ortamında etkisiz duruma getirmek için bazı çalışmalardan söz ediliyorsa da, bu yolların ve kullanılan organik çözücülerin neler oldukları hakkında yeterli bir bilgi verilmemektedir. (D Çözünebilir gümüş tuzlarının asidik demir (III) sülfatla birlikte kullanılması, kalkopiritin çözünme hızını-önemli ölçüde arttırdığı gözlenmiştir(7-11). Yapılan çalışmalarda, ortama eklenen gümüş iyonlarının katalitik bir etki yaptığı, gümüş iyonları ile serbest kükürdün arjantit\(ag 2 S) oluşturduğu ve tepkime süresince arjantitin demir (III) iyonları ile aşağıdaki şekilde tepkimeye girerek ortama gümüş iyonları ile serbest kükürt verdiği anlaşılmaktadır. (2) Snell ve Morgan(11), deney sonunda, ortama eklenen gümüş iyonlarının metalik gümüşe dönüşerek tepkime artığı içerisinde yer aldığını belirtmektedirler. Miller ve Portillo(12) ise deney süresince aldıkları ölçümlerden çözeltideki gümüş iyonları miktarında zamana bağlı olarak değişmeler olduğunu ve giderek azaldığını vurgulamaktadırlar. Katalizör amacıyla ortama eklenen bir maddenin değişiminin, tepkime dengeye ulaştığı andan itibaren sürekli olarak sabit kalması ve tepkime sonunda da eklenmeden önceki yapıda geri elde edilebilmesi gerekmektedir. Diğer bir önemli konu ise katalize edilen bir tepkimenin aktivasyon enerjisi, katalize edilmeyen tepkimeninkine göre daha düşük olmasıdır(13). Anlaşıldığı kadarıyla gümüş iyonlarının çözünme ortamına verilerek kükürdün tepkimeyi engelleyici etkisini gidermek veya azaltmak konusunda yapılan çalışmalar tepkime mekanizmasını yeteri kadar aydınlatamamıştır. 270

Tepkime mekanizmasını aydınlatmak ve ayrıca asidik demir (111) sülfat liçi sırasında tepkime (1)'e göre oluşan serbest kükürdü fiziksel bir yolla etkisiz bir duruma getirmek amacıyla bu çalışma yapıldı. 2. DENEYSEL ÇALIŞMA 2.1. Örneğin Hazırlanması ve Tanımlanması Çalışma konusu olan örnek Çayeli bakır-kurşun-çinko yatağından alınmıştır. Bu örnek alındığı haliyle amaca uygun olmadığından gerekli işlemlerden geçirilerek olabildiği kadar saf kalkopirit boyut fraksiyonları elde edildi(14). Kalkopirit fraksiyonlarının özellikleri Çizelge 1'de sergilenmiştir. Çizelge 1- Kalkopirit fraksiyonlarının özellikleri Tane boyu mikron 53/45 63/53 75/63 106/75 özellikler %Cu 30,88 29,64 30,01 32,42 %Fe 30,40 29,42 29,63 31,60 %Zn 2,46 2,53 2,26 1,01 %Gang 1,33 3,38 2,61 0,42 Özgül Yüzey alanı m 2 g" 1 0,25 0,21 0,18 0,16 Yoğunluk 4,28 4,13 4,17 4,10 2.2. Kimyasal Maddeler ve Analiz Yöntemleri Demir (III) sülfat hariç, kullanılan bütün kimyasal maddeler reaktif saflığındaydılar (reagent grade). Demir (III) sülfat analiz edildi ve %21,7 demir (III) içerdiği saptandı. Bütün deneylerde damıtık su kullanıldı. İlgili elementlerden Cu, Zn ve Ag analizleri Instrumentation Laboratory Inc. AA/AE Spectrophotometer 751 otomik obsorpsiyon cihazı kullanılarak yapıldı. Demir, titrasyon yöntemiyle, potasyum di kromat kullanılarak, analiz edildi. Kalkopitin yapısındaki kükürt Kolthoff ve Sandel(15) tarafından tanımlandığı şekilde, tepkime sonucu serbest kükürt ise Scott- ve Furman(16) tarafından geliştirilen yöntem kullanılarak analiz edildi. 2.3. Deney Düzeneği 2.3.1.Gümüşlü Liç Deney Düzeneği Deneyler atmosfer basıncında, sabit sıcaklıktaki bir su banyosunda doldurulan, dört girişli, 700 ml'lik, yuvarlak dipli bir tepkime kabında sürdürüldü. Girişlerden birine cam bir karıştırıcı, ikinci girişe örnek alma borusu, üçüncü girişe buhar yoğunlaştırıcı geçirildi. Dördüncü giriş ise çözelti ilavesi için kullanıldı (Şekil 1). Deney boyunca sıcaklık de- 271

ğişimi + 0,5 K olarak saptandı. Tipik bir deney için katı örnek tepkime kabına.su banyosuna daldırılmadan önce eklendi. Asitlendirilmiş demir (III) sülfat çözeltisinin sıcaklığı deney kabına eklenmeden önce su banyosunda ısıtılarak deney sıcaklığına kadar çıkarıldı. 750 devir dakikalık bir karıştırma hızı bütün deneylerde sabit olarak tutuldu. Ortama eklenen gümüş iyonları, gümüş sülfatın derişik sülfürik asitte, karanlık bir yerde, çözündürülmesiyle hazırlandı. Şekil 1 Liç Düzeneği 1. Su banyosu, 2. Sabit sıcaklık düzeneği, 3. Cam tepkime kabı, 4. Kapak tutucu, 5. Kondanser, 6. örnek alma düzeneği, 7. Karıştırıcı pervanesi 2.3.2.Aşmdırma/Liç Deney Düzeneği Bir litrelik, iki girişli, yuvarlak cam bir tepkime kabı kullanıldı. Katı örnek ve seramik bilyalar tepkime kabına eklendi. Hava soğutmalı buhar yoğunlaştırıcı orta girişe takıldı. Tepkime kabı 45 derecelik bir eğimle sabit sıcaklıktaki su banyosuna daldırıldı (Şekil 2). Önceden deney sıcaklığına kadar yükseltilmiş 500 mi. sülfürik asit + demir (III) sülfat çözeltisini tepkime kabına ilave edildikten sonra bütün sistem 71 devir/dakikalık bir hızla döndürüldü. Her örneklemede sistem durduruldu ve tekrar döndürüldü. 272

1 Motor 2 Kondanser 3 Tutucu 4 Su banyosu 5 Seramik bılyalar Şekil 2 Aşındırma Liç deney düzeneği 3. SONUÇ VE TARTIŞMA 3.1. Gümüşlü Liç Deneyleri Gümüş iyonları derişiminin demir (III) sülfatın varlığında ve yokluğunda, kalkopiritin çözünürlüğü üzerine olan etkisi değişik sıcaklıklarda çalışıldı. 3.1.1.Gümüş İyonları Derişiminin Etkisi Bakırın kaikopiritten çözünmesi 250 mgl -1 gümüş derişimine kadar artarken, daha yüksek derişimlerde tepkimeyi hızlandırıcı bir etkisi gözlenmiştir (Şekil 3). Bu davranış Miller ve diğerleri(12) tarafından, fazla miktardaki gümüşün tepkimeyi sınırlandırdığı şeklinde önerilmektedir. 273

ZAMAN (dakika) Şekil 3 Gümüş iyonları derişiminin kalkopiritin çözünürlüğüne etkisi 328 K'de yapılan deneyden sonra, tepkime artığı süzüldü ve içinde serbest gümüş iyonları kalmaması için seyreltik sülfürik asitle iyice yıkandı. Deney artığının bir kısmı alınarak, tepkime sonucu oluşan serbest kükürt çözündürülerek ortamdan uzaklaştırıldı. Kükürtlü ve kükürtsüz örnekler SEM (Scanning Elektron Microscopy) kullanılarak incelendi. Tepkime artığının yüzey analizi (Şekil 4 ^ az miktarda gümüşün varlığını göster- Şekil 4 Gümüşlü ortamda çözündürülmüş kalkopirit artıklarının yüzey analizi, 50 saniye, 30, 4K. 274

mektedir. Kükürdü giderilmiş artığın yüzey element analizi (Şekil 5), kükürt miktarında önemli oranlarda bir azalma olduğunu ortaya koymaktadır. Bu durum iki şekilde açıklanabilir; tepkime ürünü serbest kükürt tabakasının çok kalın olması sonucu gümüş iyonları bütün tabakayı geçip kükürtle tepkimeye girmemekte ve serbest kükürt kalkopirit tanesi üzerinde kalmaktadır, veya çözelti ortamında yetersiz miktarda gümüş iyonlarının bulunması sonucu, kükürt tepkimeye girmeden kalmaktadır. Deney sonunda yapılan ölçümlerden çözelti içinde 1.3 mgl -1 gümüşün belirlenmesi ikinci açıklamayı desteklemektedir. Gümüş sülfat çözeltisi deney ortamına eklenir eklenmez mavimsi siyah renkte bir ürünün oluştuğu gözlendi. Literatürde, bu ürünün Arjantit (Ag 2 S) (7) olduğu, ancak X-isinlari analizi sonucu Akantit (Ag 2 S) olabileceği ortaya çıktı. Şekil 5 Gümüşlü ortamda çözündürülmüş kalkopirit artıklarının serbest kükürt giderildikten sonraki yüzey analizi, 50 saniye, 30, 4K. Gümüşün bir katalizör gibi mi yoksa yalnızca bir yükseltgen gibi mi davrandığını ortaya koymak için, demir (III) sülfat çözeltisi kullanılmaksızın gümüş sülfat çözeltisiyle deneyler yapıldı. Artık analizi ve gümüş dağılım haritası gümüşün kalkopiritle tepkimeye girdiğini ve mavimsi siyah renkte bir ürün oluştuğunu göstermektedir (Şekil 6 ). Çözelti analizi, kalkopiritten çözünen bakır miktarının, yalnızca demir (III) sülfat kullanıldığında çözünen bakır miktarından çok daha fazla olduğunu ortaya koymaktadır (Şekil 7). Bu sonuç gümüşün bir katalizör gibi değil, çözücü bir madde gibi davrandığını kanıtlamaktadır. Literatürde(7), oluşan mavimsi siyah renkteki tepkime ürününün demir (III) iyonları ile, tepkime (2)'ye göre tepkimeye girdiği, gümüş, demir (II) iyonları ile serbest kükürt verdiği belirtilmektedir. Ancak serbest enerji hesaplamaları, bu tepkimenin kendi kendine oluşamayacağını göstermektedir (+44,9 kj mol -1 )- Kalkopirit, demir (III) ve gümüş iyonları arasındaki tepkime şu şekilde önerilebilir; CuFeS 2 + 2Fe 3» +2Ag 1+ -» Cu 2 +3Fe 2+ +Ag 2 S +S (4) Bu tepkimenin 170,3 kj mol -1 olarak hesaplanan serbest enerjisi, tepkimenin soldan sağa ilerlemesinin termodinamik açıdan mümkün olduğunu göstermektedir. Böyle bir tepkime oluşuyorsa, serbest kükürdün akantit tabakası üzerinde yer alması doğaldır. 275

Şekil 6 Demir (III) sülfat kullanılmaksızın gümüşlü ortamda çözündürülmüş kalkopirit artıklarının yüzey analizi, 50 saniye, 30, 4K. 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 ZAMAN (dakika) Şekil 7 63/53 mikronluk kalkopiritin gümüşlü ve demir (III) sülfattı ortamlarda çözünürlüğü 276

ZAMAN (dakika) Şekil 8 Gümüşlü ortamda, sıcaklığın kalkopiritin çözünürlüğüne etkisi. (Koşullar Şekil 3'deki gibi) ZAMAN (dakika) Şekil 9 Gümüşlü ortamda yapılan çözündürme deneylerinin parabolik kinetiğe göre grafiği 277

3.1.2.Sıcaklik Etkisi Dört farklı sıcaklıkta yapılan deneylerin çözünme eğrileri Şekil 8'de görülmektedir. İki belirgin çözünme aşaması gözlenmektedir; ilki hemen deneyin başlangıcından başlamakta, düşük sıcaklıklarda (306 K ve 312 K) 20. dakikaya, yüksek sıcaklıklarda ise 10. dakikaya kadar sürmektedir. İkincisi ise tepkime süresine daha az bağımsız olup, eğriler hemen hemen doğrusaldır. İlk aşama hiç bir kinetik bağıntıya uygunluk göstermezken, ikinci aşama büzülen çekirdek modelinin (Shrinking Core model) parabolik kinetiğine (1-2 - (1 - ) 2 / 3, = çözeltiye geçen bakır oranı) uyum sağlamaktadır (Şekil 9). Tepkimenin aktivasyon enerjisiarrheniusgrafiği kullanılarak (Şekil 10) hesaplandı ve 137,9 kj mol -1 olarak bulundu. Bu değer gümüş kullanılmaksızın elde edilen aktivasyon enerjisinden (102,2 kj mol -1 ) daha yüksek olup, tepkimenin katalize edilmediğinin göstergesi olarak alınabilir. Bu sonuç tepkime 4'ün serbest enerjisi ile bağıntılı olarak değerlendirildiğinde, gümüş iyonlarının katalizör gibi davranmadıkları, sadece yükseltgen bir madde gibi rol oynayarak tepkimenin hızını arttırdıkları şeklinde yorumlanabilir. Şekil 10 Gumuşlu ortamda çözünen kalkopirit için Arrhenius grafiği 278

3.1.3.Gümüş Eklenmesi Sırasının Etkisi Gümüş kullanılmaksızın asidik demir (III) sülfat çözeltisiyle yapılan çözündürme deneylerinde, tepkimenin hemen başlamasından sonra, kalkopirit tanecikleri etrafında kükürdün koruyucu bir tabaka oluşturduğu ve tepkimenin devamını engellediği gözlenmiştir(14). Bu tabakanın oluşumunun önlenmesi için, tabakanın giderek kalınlaşıp gümüş iyonları ile kalkopirit yüzeyi arasındaki teması kesmesinden önce gümüş iyonlarının liç ortamına eklenmesi gerekir. Bu nedenle gümüş iyonlarının ortama ekleneceği aşama çok önemli olmaktadır. Bunu saptayabilmek için dört ayrı deney yapıldı. Kalkopirit ile demir (III) sülfat arasındaki tepkimenin başlamasından dört dakika sonra yapılan ekleme en yüksek tepkime hızını verdi. 3.2. Aşındırma/Çözündürme Deneyleri Aşındırmanın 106/75 mikronluk kalkopirit üzerindeki etkisi 0.106 M Fe 3 * ve 0.1 M sülfürik asit kullanılarak farklı sıcaklıklarda çalışıldı (Şekil 11). Çözünme eğrilerinden, bakırın kalkopiritten çözeltiye geçme hızının yüksek sıcaklıklarda arttığı, ancak düşük sıcaklıklarda durumun belirgin olmadığı görülmektedir. Her deneyden sonra yapılan incelemelerde boyut küçülmesinin çok büyük olduğu ve yapılan ölçümlerden deney artığının özgül yüzey alanının, başlangıç örneğindekinden 25 kez daha büyük olduğu saptandı. Tepkime ürünü serbest kükürdün deney sırasında tane yüzeylerinden giderilip giderilmediğini saptamak amacıyla, deney artığının yüzey alanı artıktaki serbest kükürt ortamdan atılmadan ve atıldıktan sonra ölçüldü, ölçüm sonucu, kükürdü giderilmiş artığın yüzey alanının 3 kez daha büyüdüğü belirlendi. Bu sonuç, serbest kükürdün deney sırasında tanecik yüzeyinden tamamen giderilemediğini, büyük olasılıkla çatlaklara ve gözeneklere sıkıştırıldığını ortaya koymaktadır. Şekil 11 Aşındırma ortamında, sıcaklığın kalkopırıtın çözünürlüğüne etkisi 279

ZAMAN (dakika) Şekil 12 106/75 mikronluk kalkopiritin aşındırma sırasında liçi ile aşındırmadan sonra liçinın karşılaştırılması 280

Bu grup deneylerde, artan çözünmüş bakır miktarının sadece boyut küçülmesinden mi ileri geldiğini, yoksa bunun yanısıra gerçekten kükürdün engelleyici etkisinin seramik bilyalar tarafından giderilmesinden mi kaynaklandığını belirlemek için, bir kalkopirit örneği, çözücü kullanılmaksızın su ortamında, deney koşullarında yedi saat süreyle aşınmaya tabi tutuldu. Aşındırılmış örnek, kurutulduktan sonra yedi saat süreyle asidik demir (III) çözeltisinde çözünmeye tabi tutuldu. Elde edilen sonuç, aşındırma/çözündürme işleminin beraberce yapıldığı deney sonucu ile karşılaştırmalı olarak Şekil 12'de görülmektedir. Beklenildiği gibi deneyin ilk aşamalarında önceden aşındırılmış örneğin çözünme hızı yüksek iken, yaklaşık 260 dakika sonra durum tersine dönmekte ve önceden aşındırılmış örnekten çözünen bakır miktarı, aşındırma çözündürme'dekinden daha az olmaktadır. Bu durum şöyle izah edilebilir; ilk deneyde tepkime ürünü serbest kükürt kalkopirit taneciklerinin yüzeylerini kaplamakta ve tepkimenin ilerlemesini güçleştirmektedir. İkinci deneyde boyut küçülmesi deney süresince devam etmekte ve yeni yüzeyler açığa çıkarak sürekli olarak çözeltiyle temas etmekte, aynı zamanda oluşan serbest kükürdün bir kısmı aşındırılmaktadır. Bu çifte etkiden dolayı çözünme hızı giderek artış göstermektedir. KAYNAKLAR 1. BECKSTEAD, L.W., MUNOZ, P.B., SEPULVEDA, J.L., HERBST, J.A., MILLER, J.D., OLSON, F.A., WADSWORTH, M.E.: "Acid Ferric Sulphate Leaching of Attritor-Ground Chalcopynte Concentrates". Intern. Symp. On Copper Extraction and Refining, Las Vegas, Nevada, 1976, Vol. 11, pp. 611-633 2. DUTRIZAC, J.E., MACDONALD, R.J.C. and INGRAHAM, T.R.: "The Kinetics of Dissolution of Synthetic Chalcopynte in Aqueous Acidic Ferric Sulphate Solutions". Trans, of the Met. Soc. of AIME, 245, 1969, pp. 955-959 3. MUNOZ, P.S., MILLER, J.D. and WADSWORTH, M.E.: "Reaction Mechanism for the Acid Ferric Sulphate Leaching of Chalcoypnte". Metallurgical Trans. B., 10 B, 1979, pp. 149-158 4. LINGE, H.B.: "A Study of Chalcopynte Dissolution in Acidic Ferric Nitrate by Potentiometrie Titration". Hydrometallurgy, 2, 1976, pp. 51-64 5. LOWE, D.F.: "The Kinetics of the Dissolution Reactions of Copper and Copper-Iron Sulphide Minerals Using Ferric Sulphate Solutions". Ph. D. Thesis, University of Arizona, Tuscon, Arizona, 1970 6. BAUR, J.P., GIBBS, H.L. and WADSWORTH, M.E.. "Inital-stage Sulphuric Acid Leaching of Chalcoypnte Wring Radiochemical Techniques". Metallurgyical Society of AIME, 72-B-96, 1972, off print. 7. MILLER, J.D., McDONOMGH, P.J. and PORTILLO, H.O-: "Electrochemistry in Silver Catalysed Ferric Sulphate Leaching of Chalcopynte". Process and Fundamental Considerations of Selected Hydrometallurgical Systems. AIME, New York, 1981, Ed. KUHN, MoCo, pp. 327-338 8. SULLIVAN, J.D.: "Chemical and Physical Features of Copper Leaching." Trans. Am. Inst. Mm. Metall., 106, 1933, pp. 515-546 9. JONES, D.L. and PETERS, E.: "The Leaching of Chalcoypnte With Ferric Sulphate and Ferric Chloride". Inten. Symp. on Copper Extraction and Refining, 1976, Las Vegas, Nevada, Vol. 11, pp. 633-654 10. ATWOOD, G E. and CURTIS, C.H.: "Hydrometallurgyical Process for the Production of Copper" U.S. Patent No. 3,785, 944, Jan. 1974 11. SNELL, G.J. and MORGAN, C: "New Oxidative Leaching Process Uses Silver to Enhance Copper Recovery". E/MJ Second Operating Handbook of Mineral Processing 1980, pp. 362-367 12. MILLER, J.D. and PORTILLO, H.Q.: "Silver Catalysis in Ferric Sulphate Leaching of Chalcopynte". 13 th Intern. Mineral Processing Congress, Warsaw, June 4-9, 1979, Pant. A, pp. 851-901 13. ASHMORE, P.G.: "Catalysis and Inhibition of Chemical Reactions". Butterworths, London, 1963 14. ozdağ, H.: "The Dissolution of Çayeli Ore in Acidified Ferric Sulphate Solutions". Ph. D. Thesis, University of Birmingham, Birmingham, England, 1983 15. KOLTHOFF, I.E. and SANDELL, E.B.: "Textbook of Quantitative Inorganic Analysis". The MacMillan Company, New York, 1943 16 SCOTT, W.W. and FURMAN, NoH.: "Determination of FRee Sulphur in a Mixture". Standart Methods of Chemical Analysis, 1939, pp. 931-932 281