Ges Ultrasonik -Ultrasonik Kavitasyon Destekli Maden Zenginleştirme

 Cevher zenginleştirme süreçlerinde verimliliği artırmak, enerji tüketimini optimize etmek ve çevresel etkileri azaltmak amacıyla yenilikçi teknolojilerin kullanımı giderek önem kazanmaktadır. Bu bağlamda, Ultrasonik Kavitasyon, özellikle flotasyon (yüzdürme) ve liç (özütleme) gibi fizikokimyasal ve hidrometalurjik süreçlerde devrim niteliğinde iyileştirmeler sunan güçlü bir ön arıtma ve destekleme yöntemidir. 

Ges Ultrasonik olarak Avrupa ve Türkiye'de  bu konuda en fazla arge çalışması yapan firma olarak bu konuda da günlük birkaçyüz ton kapasiteli sistem imalatı yaptık ve yapıyoruz.

 A) Flotasyon öncesi Ultrasonik Kondisyonlama (en yaygın) 

Amaç:Tane yüzeyini “temizler”, slimi dağıtır, reaktif adsorpsiyonunu iyileştirir.

Yapı: Öğütme + sınıflandırma → (US kondisyoner) → reaktif ekleme → flotasyon hücreleri
Tipik etki: Daha temiz yüzey + daha az slime kaplaması ⇒ daha yüksek grade veya recovery (cevhere bağlı).  Kritik: Ultrasonu fazla verirsen, ince fraksiyonu aşırı disperse edip köpük stabilitesini bozabilir veya istenmeyen minerali de aktive edebilirsin. B) Flotasyon köpüğü / pulp içinde “in-line” Ultrasonik Kavitasyon Amaç:Kabarcık–parçacık etkileşimini değiştirmek, kabarcık boyut dağılımını etkileyerek kinetiği yükseltmek.
Zor taraf: Köpük fazında ultrasonik aktarımı ve kontrolü daha zor; proses stabilitesi hassas. 

 C) Ultrasonik Destekli Liç (asidik/alkalik/siyanür vb.) Amaç: Kütle transferini hızlandırmak, pasivasyon tabakasını kırmak, poroziteyi açmak.

Örnek Kullanım Alanları:
Oksitli bakır liçi, refrakter altın ön işlemleri, nadir toprak çözündürme, bazı endüstriyel atık/ikincil kaynaklar.

Kritik: Liç Kimyası + Ultrasonik Kavitasyon, ekipman korozyonu/erozyonu ve gazlanma (degassing) davranışını değiştirir.

 D) Ultrasonik Destekli Yıkama/Desliming & Sınıflandırma 

Amaç: Kil bağlarını kırmak, tane yüzeyini açmak; hidrosiklon/elek performansını iyileştirmek.

Özellikler:Kilce zengin cevherler, lateritler, fosfat, boksit, kömür. 

A. Yüzey Temizliği ve Pasivasyonun Kırılması Altın tanecikleri siyanür çözeltisi içindeyken, yüzeyde reaksiyonu durduran bir "pasivasyon filmi" oluşabilir. Kavitasyonun yarattığı yüksek hızlı mikro-jetler (saatte yaklaşık 400 km hızla çarpan sıvı akımları), bu filmi mekanik olarak sürekli kazır.

Sonuç: Altın yüzeyi her zaman "taze" ve reaksiyona hazır kalır.  

 B. Sülfürlü Yapıların Parçalanması (Pre-treatment) Pirit ($FeS_2$) veya arsenopirit ($FeAsS$) içinde hapsolmuş altınlar için geleneksel yöntem kavurma veya basınçlı oksidasyondur. Ultrasonik kavitasyon, bu sülfür kafeslerinde mikro çatlaklar oluşturur.

Mekanizma: Şok dalgaları mineralin zayıf noktalarına saldırır, gözenekliliği artırır ve çözeltinin iç kısımlara sızmasını sağlar.

C. Kütle Transferinin Hızlandırılması

Liç hızı, siyanür ve oksijenin altın yüzeyine ne kadar hızlı ulaştığına (difüzyon) bağlıdır. Kavitasyon, altın partikülünün etrafındaki durgun sıvı tabakasını (Nernst tabakası) türbülans ile yok eder.

Denklem: Altın çözünme hızı, Elsner Denklemine göre oksijen ve siyanür konsantrasyonuna bağlıdır; ultrasonik kavitasyon bu bileşenlerin yüzeye taşınmasını teorik limitlere yaklaştırır.   

1. Altın tesislerinde ultrasonik sistemler genellikle iki şekilde entegre edilir:
   

• Yöntem    Uygulama Şekli    Temel Avantajı       Ön İşlem (Pre-conditioning)   Cevher, tanklara girmeden önce yüksek yoğunluklu ultrasonik bir odadan (inline) geçirilir.   Sülfür yapılarını kırar, reaktif tüketimini önceden optimize eder.  Eşzamanlı Liç (Sono-leaching)   Ultrasonik problar doğrudan liç tanklarının içine yerleştirilir.  
•  En yüksek kinetik hız artışı (bazı çalışmalarda %100'e varan hızlanma).     

Teknik Not:Yapılan laboratuvar çalışmalarında, geleneksel 24 saatlik liç süresinin, ultrasonik
destekle 2-4 saatekadar indirilebildiği ve altın veriminde %5-15arasında net bir artış sağlandığı gözlemlenmiştir. 

  
4. Alternatif Çözücülerle (Non-Cyanide) Kullanım

Siyanürün çevresel riskleri nedeniyle günümüzde Tiyosülfatveya Klorürliçi popülerleşmektedir. Ancak bu yöntemler siyanüre göre daha yavaş çalışır.

Sinerji: Ultrasonik kavitasyon, tiyosülfat liçinin yavaş kinetiğini dengelemek için kullanılan en etkili "katalizör" yöntemlerden biridir.    

5. Ekonomik ve Operasyonel Değerlendirme

Altın madenciliği yüksek katma değerli bir alan olduğu için, ultrasonik sistemlerin enerji maliyeti genellikle artan verimle tolere edilebilir.

 Siyanür Tasarrufu: Daha temiz yüzeyler ve daha hızlı reaksiyon, "cyanicides" denilen ve siyanürü tüketen yan minerallerin etkisini azaltarak kimyasal maliyetini düşürür.

Ekipman Ömrü: Altın çamuru (slurry) aşındırıcı olduğu için ultrasonik probların (horn) titanyum-karbür kaplamalı olması ve düzenli bakım periyotları gereklidir.   

6. Gelecek Vizyonu:Aktif Karbon Üzerindeki Etkisi

Ultrasonik Kavitasyon sadece altını çözmek için değil, aynı zamanda aktif karbonun (CIL/CIP) yüzeyini temizlemek için de kullanılabilir.
Gözenekleri tıkanan karbonun ultrasonik dalgalarla "yenilenmesi", altın tutma kapasitesini artırır.

Bu çalışmayı, belirli bir tesis kapasitesi (örneğin günlük 1000 ton) için enerji hesaplamaları veya belirli bir cevher tipi (piritik altın vb.) için akım şeması (flowsheet) bazında fizibilite olarak derinleştirmemiz de mümkündür.