Tiyosülfat liçi ile nötral veya alkali ortamda altının çözündürülmesi aşağıda belirtilen reaksiyon uyarınca gerçekleşir;


Çözündürme reaksiyonu Cu (II)’nin katalitik etkisi ile gerçekleşir. Altının amonyaklı tiyosülfat liçi, kompleks oluşturuculara (amonyak ve tiyosülfat), Cu (II) ve Cu (I) redoks çiftine ve tiyosülfatın çözeltideki kararlılığına bağlı olan komplike bir sistemdir.[10]
Tiyosülfat liçinin dezavantajlarından biri amonyağın varlığıdır. Bu uçucu ve zehirli reaktan, liç ortamından kolaylıkla sızabilir. Ancak amonyağın varlığı önemli bir çevresel tehlike sayılmaz ve geri kazanılabilen amonyak sistemde tekrar kullanılabilir.[9]
Bakır, demir vb. bazı metallerin cevherde bulunması ve bu metallerin altın ile birlikte ekstraksiyonu, eklenen reaktanların fazla tüketimi ve bu metallerin ortamdan uzaklaştırılması için bazı poseslere ihtiyaç duyulması nedeni ile siyanür prosesinin bu tür cevherlere uygulanması güçleşir. Ancak tiyosülfat ile aşağıda belirtilen maden cevherlerinden verimli altın eldesi sağlanabilir.
Piritli cevher ® altın sülfür ortamında ince ince ayrılmış ve iyice gömülmüş şekilde bulunur.
Tellürlü cevher ® altın tellür ile birlikte bulunur .
Manganlı cevheri ® yüksek miktarda manga içerir.
Esas maden cevheri ® altın, kurşun ve çinko sülfür cevherleri içerisinde gömülü şekilde
bulunur.
Karbonlu cevher ® altın, bu cevher içerisinde gömülü şekilde bulunur .
Bakırlı cevher ® mineral ortamında bol miktarda bakır bulunur .

Bu kompleks cevherler refrakter olarak isimlendirilir ve liç işlemine dayanıklı mineral yapısını ifade eder. Refrakter tipteki madenler çoğu kez bahsedilen cevher tiplerinden birden fazlasını içerebilir.[11]
Amonyaklı tiyosülfat liç ortamında silikat ve karbonat gibi istenilmeyen iyonların çözünmesi engellenirken, aynı şekilde CaO, Fe2O3 ve MnO2 gibi metal ve mineraller pH >9.5’te amonyum hidroksit ile çözünmeyen hidroksitlerine dönüştürülürler.[9]

3 . 2 . 1 Tiyosülfat Liç Sıvısından Altının Geri Kazanımı ve Ayrımı[11]



I. Çöktürme



Tiyosülfat liç sıvısından altının büyük bir kısmının çöktürülmesi, toz haline getirilmiş metal eklenmesi ile elde edilmiştir. Bu yöntem Merril – Crowe prosesi yada sementasyon olarak da bilinir. Bu tekniğin birincil mekanizması 0 değerlikli metal partikülleri ve altın arasındaki redoks reaksiyonudur.

Çöktürücü olarak kullanılan metal pozitif yüklenirken, altın o değerliğe indirgenir. En çok kullanılan çöktürücü metaller bakır ve çinkodur. Ayrıca demir ve alüminyumda kullanılmaktadır.

II. Elektriksel Kazanım

Altının liç sıvısında geri kazanımı için doğru akım uygulanması elektriksel kazanım olarak bilinir. Çözelti içerisindeki altın iyonları katoda göç eder ve metalik bir tabaka oluşturur. Elektriksel kazanım yönteminde (özellikle Cu(I) ve Cu(II) gibi) istenilmeyen katyonların aşırı miktarda var olması problem yaratmaktadır. Bu metallerin varlığı elde edilecek altının saflık derecesini düşürür ve bu nedenle ilave saflaştırma işleminin uygulanmasını gerektirir. Bu özelliklerinden dolayı bu yöntem pek tercih edilmemektedir.

III . Solvent Ekstraksiyonu

Bu teknikte liç sıvısı ekstraksiyon maddesinin organik solvent içerisindeki çözeltisi ile temas ettirilir. Altın kompleksi organik fazda, diğer metaller ise sulu fazda dağılırlar. Organik fazdan altın alındıktan sonra organik çözelti yeni bir ekstraksiyon işleminde tekrar kullanılabilir.
Bu teknik ile altının geri alınmasında benzen, kerosen, 1- ve 2- oktanol gibi çeşitli çözücüler ve bu çözücülerde primer, sekonder ve tersiyer alkil aminler, tersiyer aminooksitler, fosfin, fosfin oksitler ve fosfat esterleri gibi ekstraksiyon maddeleri kullanılır.
0.8 M’lık amonyaklı ve amonyaksız tiyosülfat çözeltileri ayrı ayrı incelendiğinde, amonyaklı ortamda ekstraksiyonun daha iyi sağlandığı görülmüştür. Bunda amin grubu bileşiklerin tek başlarına dahi etkili birer ekstraksiyon maddeleri olmalarının önemi vardır. Fosfor bileşikleri primer aminlerin bulunduğu ortamda daha iyi performans gösterirler.

VI . Karbon Adsorpsiyonu

Altın kompleksinin aktif karbon üzerinde adsorpsiyon ile geri kazanımı altın hidrometalurjisinde önemli bir işlemdir. Bu teknik yüksek verimi, düşük maliyeti ve elde edilen ürünün saflığı ile çöktürme ve elektrokimyasal tekniklerin yerini almıştır.
Altın, karbonun gözenekli yüzeyi üzerine liç sıvısından adsorplanır ve altını adsorplamış olan karbon çözeltiden alınır. Altın, karbon üzerinden basınç altında sıcak siyanür çözeltisi ile elue edilir. Altından ayrılan karbon tekrar kullanılmak üzere sulu asid çözeltisi ile yıkanır ve oksitlenmeyeceği fırın ortamında 650ºC’de ısıtılır.

V . Reçine Adsorpsiyonu

Altının tiyosülfatlı liç çözeltisinden adsopsiyonu için gözenekli poliüretan yapısına gömülü halde bulunan iyon değiştirici reçineler sıklıkla kullanılır. En iyi performansı gösteren ve en geniş pH aralığında etkili olanlar tercih edilir. Ortamda 1-oktanol gibi su ile karışabilen bir alkolün bulunması reçinenin adsorpsiyon gücünü arttırır. Altının adsorban üzerinden geri alınması için ise sodyum veya amonyum tiyosiyanat, dimetilformamid, asidik tiyoüre ve sodyum benzoat kullanılır.
Laboratuar ortamında altının aktifleşmiş karbon ve iyon değiştirici reçinelerin yardımıyla adsorpsiyonu incelediğinde en iyi sonucu verenin kuvvetli bazik bir reçine olan Amberlite IRA – 400 (kuarterner amonyum ; 3.8 meq/g) olduğu görülmüştür. Bu reçine oda sıcaklığında ve pH = 9’da etki gösterir. Ancak en yüksek performans gösteren eluentin kullanıldığı (0.5M NaCl) ve 24 saatin üzerinde süren işlem sonunda dahi altının ancak %76’sının elue edilmesi problem yaratmaktadır.
Amberlit IRA – 743 gibi zayıf bazik iyon değiştirici reçine kullanıldığında ise tiyosülfat liç sıvısında altının geri kazanımı sırasında yan ürün olarak katyonik, bakırlı tetraamin kompleksi de geri kazanılır.
Reçine aynı zamanda tiyosülfat çözeltisinin bozunmasını da engeller. 0.003 – 0.005 M tiyosülfat, 0.5 – 1.6 mM Cu(II) ve 7 – 100 mM NH3 ( pH = 7 – 9 ) bulunan seyreltilmiş liç sıvısı ile reçine, Pachuka tipi tankta 12 saate kadar muamele edilir. Reçine işlem sonunda eleme ile ayrılır, daha sonra altın reçineden elue edilir. Elusyon işleminde amonyum, potasyum veya kalsiyum tiyosiyanat çözeltileri kullanılır. Bakır uzaklaştırıldıktan sonra ise altın, tritiyonat veya tetratiyonat çözeltileri ile elue edilebilir. İşlem sonrası reçine, sodyum hidrojen sülfür (NaSH ;~2/L) çözeltisi ile yıkanarak tekrar kullanılmak üzere hazırlanır. Bu esnada tetratiyonat ve tritiyonat tiyosülfat iyonuna dönüşür.
Altına ilave olarak kurşunun, bakırın,çinkonun ve gümüşün tiyosülfat kompleksleri kuvvetli bazik reçineler tarafından adsorplanabilirler. Bu özellik reçinenin altını adsorplama kapasitesini düşürür. Tiyosülfat komplekslerinin kuvvetli bazik reçineler tarafından adsopsiyon affinitesi, sırası ile Au > Pb >> Ag > Cu >> Zn şeklindedir.
Tiyosülfatın oksidasyon ürünleri olan tritiyonat ve tetra tiyonat termodinamik olarak bakır ve altın tiyosülfat kompleksleri ile yer değiştirebilirler. Bu anyonlar yavaş adsoplanmalarına rağmen ortamda bulunan altının maksimum olarak geri kazanımını yavaşlatırlar. Bu etkide liç işleminde önemli problemlere yol açar. Önemli miktarda tiyosülfat, liç sırasında tükenir ve bu yüzden politiyonatlar yıkama sıvısında bol miktarda bulunur. Araştırmalarda tritiyonatın çözeltiden yalnızca sülfür eklenmesi ile tiyosülfata dönüştürülmesi sonucu elimine edilebilir.


Tetratiyonat, tiyosülfatın O2, Fe(III), Cu(II), yada H+ ile oksidasyonu sonucunda oluşan tetratiyonatın liç koşullarında ömrü kısadır ve hemen tritiyonata dönüşür. (reaksiyon 6 – 12 )


Liç sırasında eluenti korumak ve etkili oranda altın geri kazanımını sağlamak için tiyosülfatın oksidasyonun minimuma indirilmesi gerekmektedir.

3 . 2 . 2 Örnek Deneysel Çalışma [10]

100ºC’de 2 saat kurutulan ve silindirden geçirilerek öğütülerek hazırlanan cevher numunesi üzerinde yapılmış olan kimyasal ve minerolojik karekter analizi tablo I’ de görülmektedir. (Konsantredeki altın ve gümüş içeriği ICP optik- emülsyon spektroskopisi, diğer elementlerin içeriği ise atomik absorpsiyon spektroskopisi yardımıyla, tablo II’de belirtilen minerolojjik yapı ise X-ray difraksiyon analizi ile ortaya konulmuştur.)

Altın (g/t) 95
Gümüş (g/t) 235
Demir (%) 40.4
Bakır (%) 3.7
Çinko (%) 6.9
Kurşun (%) 1.5






Tablo I : Numunenin kimyasal bileşimi.
Pirotit FeS
Pirit FeS2
Kalkopirit CuFeS2
Tennantit (Cu,Fe)12As4S13
Sfalarit ZnS


Tablo II : Numunedeki minerolojik türler.

Çeşitli parametrelerin altın liçi üzerine etkilerinin incelenmesi amacıyla liç çözeltisi, ideal kimyasalların gerekli konsantrasyonlarda deiyonize su içerisinde çözündürülmesi ile hazırlanmıştır. Gerekli miktarda tartılan amonyum tiyosülfat su içerisinde çözülmüş, daha sonra gerekli hacimde, sulu amonyakta çözünmüş bakır sülfat eklenmiş ve son olarak çözeltinin pH ‘ı sulu amoyak çözeltisi ile ayarlanmıştır. Temperatürün yükselmesi altının tiyosülfat ile ekstraksiyonunu azalttığından bütün denemeler 25º’de gerçekleştirilmiştir.