[Yalnız Çınar]

Mehmet DOĞAN
(Popüler Bilim Dergisi Mart 2003, sayı 111 sayfa 44-6 da yayınlandı)
ALTIN ÜRETİMİ SORUNU

Ülkemizde son günlerde altın üretimi, altının siyanürlü yöntemle üretimine karşı gösteriler, mahkeme kararları çok tartışılmış, hatta grevcileri yabancı vakıfların desteklediği ileri sürülmüştür. Kamu oyunun yakından ilgilendiği TV kanallarında üzerinde bir çok tartışmaların yer aldığı altın üretimi konusunda bir kimyacı olarak hiçbir süpekülasyona girmeden bilgi vermek istiyorum.

Altın metali bakır, gümüş ve meteor demiri ile birlikte cilalı taş devrinden bu yana bilinen metallerdendir. M.Ö. 4000 yılından itibaren Mısır’lıların ve M.Ö. 3000 yıllarında Sümerlerin Mezopotamya’da altın üreterek kullandıklarına dair kesin bulgular vardır. Sudan, kuru ve yaş havadan, oksijen ve ozondan, kükürt ve hidrojen sülfürden, azottan ve hidrojenden hatta yüksek sıcaklıkta bile oksijenden, asitli ve bazik çözeltilerden etkilenmediğinden doğada metalik halde bulunan ender metallerden biridir. Bu üstün özellikleri, kendine özgü rengini ve parlaklığını hiç kaybetmediğinden süs ve ziynet yapımında, kral ve zenginlerin özel eşyalarının yapımında, hatta zenginlik göstergesi olarak tarih boyunca kıymetli madde ve para olarak kabul görmüştür. Doğa da az bulunmasına karşın metalik halde bulunduğundan ve kolay elde edildiği ve işlendiğinden ilk çağlardan bu yana hep üretilmiştir. Roma İmparatorluğu dönemi sonuna kadar 10000 t, orta çağda 2000- 3000 t ve Amerika kıtasının keşfinden sonra da yılda 5 ton kadar altın üretildiği tahmin edilmektedir. 1700- 1800 yıllarında yıllık 10-15 ton olan dünya altın üretimi, 1948 yılında Kaliforniya altın yataklarının bulunmasından sonra 200 t a ulaşan altın üretimi, 1904 yılında G. Afrika altın yataklarının keşfi ile yılda 500 t a, 1936 yılında da 1000 t a ulaşmıştır. Günümüzde ise yılda 1500 tonun üzerinde altın üretilmektedir. Tüm tarih boyunca günümüze kadar 100000 tonun biraz üzerinde altın üretildiği tahmin edilmektedir.

Son yıllarda altının ziynet, para ve servet değerine, uygun fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle yüksek teknolojide, özellikle en iyi iletken ve kaplama metali gibi kullanımı da eklenince halen kıymetli metal olarak önemini korumaktadır. Bu önemi nedeniyle altın içeren her cevher, her alaşım, metal ve atıktan hiç kayıpsız, en ekonomik altın üretimi daha da önem kazanmıştır.
Tarih boyunca altın üretimi, altının doğada saf halde bulunuşu ve 19.3 g/cm3 yoğunluğu ile bulunduğu ortamdaki tüm mineral ve taşlardan çok daha ağır olmasına dayandırılmıştır. Altın içeren cevher ve mineraller kırılıp ufalandıktan sonra kovboy filmlerinde de gördüğümüz gibi dibi çukur kap içersinde bol suyla çalkalanır. Ağır altın taneleri kabın dibinde kalırken, çok daha hafif olan diğer mineraller, kum ve çamur suyla sürüklenir. Kabın dibinde toplanan altın parçacıkları potalarda eritilerek altın külçe haline getirilir. Altın çoğu kez gümüş ve bakır da içerir. Saf altın elde etmek için bakır ve gümüş içeren altın önce yüksek sıcaklıkta tuzla kavrularak gümüş klorür bileşiğine çevrilirken, bakır da kurşun ilavesi ile cüruf haline çevrilir ve kurşun buharlaştırılarak saf altın dipte kalır. Altının bakır ve gümüşten ayrılma tekniğinin M.Ö 2000 yılından beri bilindiği antik bulgulardan anlaşılmaktadır. Orta çağda simyacılar bir yandan altın cevherlerinden yukarıdaki teknikle ve kurşunla kavurma ile saflaştırırken bir yandan da diğer metalleri altına çevirmeğe çalışmışlar, bunu başaramasalar da altın üretim tekniğini geliştirmişlerdir.
Eski çağlarda ve kısmen daha sonra da kullanılan altın üretme tekniklerinde ince taneli olup dibe çökmeyen ve koloidal halde çamur içinde dağılan altını kazanmak mümkün olmuyordu. Eski altın yatakları ve altın üretim alanlarındaki mil ve kumların halen önemli oranda altın içermesi de bu kaçakların olduğunu göstermektedir.
Altın içeren cevher ve tozlardaki tüm altını kayıpsız kazanmak amaçlı çalışmalardan ikisi, yani cıva amalgam tekniği ve siyanür tekniği bu gün de kullanılan tekniklerdir. Altın içeren metal parçaları ve eski malzemelerdeki altını kazanmada kurşunlu kavurma tekniği de kullanılmaktadır. Her üç teknik de çevre dostu değildir ve aynı derecede canlılara ve insan sağlığına zararlı kurşun, cıva metalleri ve siyanür çözeltisi ile çevreyi kirletme riski vardır. Altının bu teknikler dışında başka yolu da yoktur. Gerçi altın yalnız altın maden ve bileşiklerinden değil, aynı zamanda antimon, arsenik, platin grubu elementleri, gümüş ve bakır üretimleri sırasında yan ürün olarak da üretilir. Ancak bu üretimlerin azlığı yanında altını ayırmak için yine yukarıdaki ana üretim teknikleri kullanılır.


Amalgam Tekniği
19. Yüzyılda geliştirilen amalgam tekniği ile altın üretiminde altın içeren cevher ve taşlar öğütüldükten sonra bol suyla çamur haline getirilir. Sulu çamur, üzerine cıva sürülen 0.8- 1 cm kalınlığında 1x2 m bakır levhalar üzerinden su akımı ile sürüklenir. Çamurun içerdiği altın, cıva üzerinde amalgam halinde tutulurken, diğer maddeler suyla sürüklenir. Belirli aralıklarla levhalar üzerindeki amalgam kazınarak alınır. Yeniden cıva sürülen levhalar tekrar aynı şekilde yeni çamurdan altını tutmak için kullanılırken, kazınarak alınan amalgam silindirik buharlaştırıcı- yoğunlaştırıcı özel döner kaplarda 600oC cıva buharlaştırılıp tekrar yoğunlaştırılır ( yani damıtılır), dipte kalan altın özel eritme potalarında eritilir. Cıva ise tekrar üretim sisteminde kullanılır. Damıtma ve amalgam sırasında kaçaklarla çevreyi cıva ile kirletme riski çok yüksek olan bu teknik asıl üretimde terk edilmiş olup, ancak küçük tesislerde ve yıkama- çalkalama ile üretim yapan tesislere ek olarak kullanılır.

Siyanür Tekniği
Dünyada bugün en yaygın kullanılan altın üretimi tekniği siyanürlü tekniktir. Zira diğer tekniklerden cevherin içerdiği altının en çok % 75 i kazanılabilir. Diğer tekniklerde Mikrometre ve daha küçük çaplı altın, çöktürülmeden koloidal halde çamurla sürüklenir. Bu teknik 1890 sonrası G. Afrika’da geliştirilmiş ve altın üretiminde devrim niteliğinde olmuştur.
Siyanürle altın üretim tekniğinin temeli öğütülerek toz haline getirilen altın cevherlerinin önce % 0.02 lik kalsiyum oksit çözeltisiyle bazik hale getirildikten sonra kütlece % 0.03- 0.0001 arası olacak şekilde sodyum siyanür çözeltisiyle karıştırılarak altının siyanür kompleksi halinde çözülmesi, daha sonra da çamurdan ayrılan altın çözeltisine metalik çinko eklenerek siyanürün çinko kompleksi halinde tutulurken, altının metalik halde çöktürülerek ayrılmasına dayanır. Çöktürülerek ayrılan altın 800oC da kavrularak yanındaki kirlilik yapan metaller oksitlenir. 1100oC biraz boraks ve silikat ilavesi ile eritilen altının içerdiği kurşun, çinko, demir gibi diğer metal oksitleri ve silikatlar cüruf halinde üste çıkar ve erimiş altın külçeler halinde döküldüğünde metalik altından diğer bileşenler kolayca üstten ayrılır.

Siyanür çözeltisine metalik çinko yanında kolay çözünen kurşun nitrat veya kurşun asetat ilavesi altının çöküşünü daha kolaylaştırır. Özel pres filtreden süzülerek altın ayrıldıktan sonra kalan, çinko siyanür ve kurşun içeren sodyum siyanür çözeltisine sülfat veya seyreltik sülfürik asit eklenerek çinko ve kurşun sülfatları halinde çöktürülür. Süzülen ve başlıca artan sodyum siyanür içeren çözelti tekrar üretim işlemi için siyanürleme tankına gönderilir.

Bu güne kadar geçen süre içersinde daha az siyanür kullanmak amacıyla cevheri kuru olarak mekanik kırıp, altın içermediği kesin olan taş ve mineralleri ayıkladıktan sonra yaş öğütülen sulu çamurdan çalkalama ile kolayca dipte toplanabilecek iri taneli altını ayırdıktan sonra siyanürlemek, amalgam tekniğini ve siyanür tekniğini birlikte kullanmak, çinko kurşun tekniği ile çöktürülen altını elektrolizle saflaştırmak gibi bir çok kombine teknikler de geliştirilmiştir. Yine altının sülfür bileşiği şeklinde bulunması halinde önce flatosyon işlemiyle zenginleştirdikten sonra siyanür tekniğiyle üretmek gibi özel teknikler kullanılsa da cevherin içerdiği tüm altını kayıpsız kazanmak için halen siyanür tekniğinden daha iyi bir teknik geliştirilememiştir.

Çevre kirlenmesi ve Siyanürün uzaklaştırılması
Siyanür asidin 50 mg’ı, sodyum siyanürün 100 mg ı insanı öldürebilir. Atık sular litresinde 0.1 mg üzerinde siyanür içerirse balıkları ve çoğu su canlılarını öldürdüğü bilindiğinden çoğu çevreci kuruluşlar ve kamuoyu siyanürlü altın üretimine karşıdır. Bu tepki ve hassasiyet haksız değildir. Ancak dünyanın her yerinde, özellikle G. Afrika Cumhuriyetinin 5 milyon nüfuslu Johannesburg şehrinin şehir merkezinde onlarca altın üretim tesisi siyanür tekniği ile altın üretmektedir (Çok sayıda fotoğraf elimde mevcut). Altın üretim tesislerinde kuru cevher kırma ve mekanik ayıklamadan sonra yaklaşık % 20 ye indirilen altın cevherinin kuru tonu başına 1 kg sönmemiş kireç (kalsiyum oksit) eklenir ve suyla ıslak öğütülerek 100 mikrometre altına indirildikten sonra çalkalayıcı ile işlem sonucu çamurdaki katı cevherin de % 50 si atıldır. Sulu çamurdaki altını bağlamak için kuru ton cevher başına 150 g sodyum siyanür katılır. Tekniği en pahalı yapan sodyum siyanür fiyatları günümüzde bol miktarda üretildiğinden daha da ucuzlamıştır. Çevre kirliliği ve olası bir depremde yer altı sulara karışmasından korkulursa tekrar çevrime göndermek amacıyla içinde kalan çamur çinko ve kurşunun çökmesi için özel havuzlarda bekletilen siyanürlü çözeltideki tüm siyanür yine ucuz olan sodyum hipokloritin (bildiğimiz çamaşır suyu) biraz fazlasının eklenmesi ile azot haline çevrilerek zararsız hale getirilebilir. Siyanürlenmiş çamurlu cevher atığı bazik kaldığı sürece siyanür asidini çevreye salmaz. Bu kuşkudan kurtulmak için de atığa çamaşır suyu veya sodyum sülfit eklenebilir. Daha korkulursa ozon veya hidrojen peroksitle de siyanür parçalanarak uzaklaştırılabilir.

Ülkemizde durum
Ülkemizde genellikle ton başına 3-5 gram altın içeren bir çok altın maden alanı saptanmış ve rezervleri belirlenmiştir. Bergama Ovacık yatağında ortalama altın tenörü 10 g/ton dur. Ayrıca gümüş ve bakır cevherleri de altın içerir. Bakır üretiminde altın elektroliz sırasında birçok kıymetli madde ile birlikte çökerek anot çamurunda kalır. Gümüş üretimi de bir tesisimizde yıllardan beri siyanür tekniği ile yapılmaktadır. Altın ülkemizde ziynet olarak çok satın alınan tek metaldir.
Döviz sıkıntısında bile döviz ödeyerek ithal ediyoruz ve kendi altınımız maden yatağında atıl beklerken biz ekonomik krizler yaşıyoruz. Yukarıdaki bilimsel gerçeklere rağmen sözde kendini bilim adamı sayan profesörlerimiz “siyanürle altın üretimi tehlikelidir” diye rapor verebiliyor ve bu raporlar ışığında bazı hakim ve mahkemelerimiz “üretim durdurulsun” diye karar verebiliyor. Sonra da kimimiz çıkıyor ve “ yabancı vakıflar altın üretimimizi engelliyor” diye ahkam kesiyor.
Hiç kimseyi suçlamadan ülkemiz kaynaklarını en iyi ve verimli şekilde değerlendirmeliyiz. Ülkemiz petrol ve doğal gaz fakiridir.
Ancak altından başka örnek olarak en zengin bor ve toryum yatakları ülkemizdedir.
Ülkemiz krom, barit, alçı taşı, granit ve mermerce de zengindir. Bu maden ve minerallerin çoğunu işlemeden ham olarak çok ucuz fiyatla ihraç ediyoruz. Bu maden ve zenginliklerimizi, en pahalı ürünlerine çevirecek teknolojileri geliştirerek en iyi değerlendirerek pazarlamak için her tür araştırmayı yapmak, önlemi almak zorundayız.
Öğünmeğe çalıştığımız araştırmalarımız da ülkemize yarar getirecek bu ve benzeri alanlarda olursa bir önem kazanır.

EK: Tepkimelerin formülü
Üretim aşaması: 4 Au + 8 NaCN + O2 + H2O = 4 NaAu(CN)2 +4 NaOH
2 NaAu(CN)2 + Zn = Na2Zn(CN)4 +2 Au

Siyanür uzaklaştırma: a)CN- +OH- = OCN- + Cl- + H2O
b)OCN- + 3 OCl- + 2 OH- = N2 + CO3= + Cl- H2O
2) H2O2 +CN- = OCN- + H2O ( daha az atık ve şüphe halinde)

http://yunus.hacettepe.edu.tr/~dogan/

Siyanürle altın elde etmek üzerine ve ülkemizdeki altın madenleri üzerine yazılacak çok şey var. Çok güzel konu başlığı açılmış yazmaya devam edeceğiz.