Derin Okuma — Codelco

Kırmızı çölün altındaki yeşil nehir

Atacama Çölü'nde gece vardiyası. Yerden on metre yükseklikteki bir ekskavatör kepçesi, damperli kamyonun kasasına üç yüz seksen tonluk bir kaya kütlesini boşaltıyor. Kamyon şoförü, kabin içi süspansiyonun bu yük altında yedi santimetre çöktüğünü hissediyor. Kaya kütlesinin içindeki bakır oranı yüzde sıfır virgül altı.

Yani kamyonun taşıdığı üç yüz seksen tonun yalnızca iki tonu bakır. Geri kalanı, önümüzdeki kırk sekiz saat içinde bir dizi öğütücüden, flotasyon hücresinden ve ergitme fırınından geçerek çölün kırmızı toprağına geri dönecek. Şoförün bildiği şey basit. Kamyon durursa, ülkenin kasasına giren günlük kırk milyon dolar da durur. Codelco'nun makineleri susmaz.

Bakırın ruhu, Neden Şili ve neden şimdi

Dünya kabuğunda bakır ortalama milyonda elli beş parçacık halinde bulunur. Şili'nin kuzeyindeki porfiri yataklarında bu oran milyonda beş bin parçacığa kadar çıkar. Aradaki fark, yüz milyon yıl önce Güney Amerika levhasının altına dalan Nazca levhasının getirdiği hidrotermal sıvıların yarattığı bir jeolojik piyango. Codelco'nun elindeki yedi büyük maden sahası, dünya bakır rezervlerinin yaklaşık yüzde yedisini barındırıyor. Rezervlerin ortalama tenörü yüzde sıfır virgül yedi.

Yani bir ton kayadan yedi kilogram bakır çıkıyor. Otuz yıl önce aynı sahalarda tenör yüzde bir virgül ikinin üzerindeydi. Tenör düştükçe, aynı miktar bakır için daha fazla kaya kazmak, daha fazla su pompalamak, daha fazla enerji harcamak gerekiyor. Codelco'nun maliyet yapısındaki asıl gerilim burada başlıyor.

Kaya parçalanırken, Toz, su ve hava kabarcıkları

### Çatlatma sanatı

Yerin altındaki cevher damarına ulaşmak için açılan galeriler, bir şehrin metro ağını andırır. El Teniente madeninde galerilerin toplam uzunluğu üç bin kilometreyi aşar. Üretim patlatması sırasında, delik düzenine yerleştirilen ANFO (amonyum nitratın fuel oil ile yüzde doksan dört altı oranındaki karışımı) patlayıcıları saniyenin binde biri içinde otuz bin atmosfer basınç üretir. Şok dalgası kayayı mikro çatlaklardan ayırır. Patlatma sonrası ortaya çıkan kaya parçalarının boyutu, sonraki tüm süreçlerin verimliliğini belirler. Parça boyutu kırk santimetrenin üzerine çıkarsa, kırıcılar tıkanır.

İdeal aralık on iki ila yirmi santimetre arasıdır. Codelco'nun mühendisleri, patlatma tasarımını her gün kaya sertliğine ve damar geometrisine göre yeniden hesaplar. Delikler arası mesafeye "yük mesafesi" denir ve bu mesafe, delik çapının yirmi beş katı civarında tutulur. Yüz milimetrelik bir delik için komşu delikle arasında iki buçuk metre bırakılır. Sıralar arası gecikme süresi ise metrede sekiz milisaniye kuralıyla belirlenir. Kaya içinde şok dalgası saniyede yaklaşık beş bin metre hızla ilerlerken, çatlaklar saniyede bin beş yüz metreyle takip eder.

Gecikme süresi yanlış ayarlanırsa, ikinci sıra patlamadan önce ilk sıranın çatlak ağı tam oluşmaz ve devasa bloklar ortaya çıkar. Yanlış bir patlatma dizilimi, günlük üretimin yüzde üçünü kaybettirebilir. Patlatma titreşimleri aynı zamanda madenin stabilitesini tehdit eder. Yer sarsıntısı saniyede on milimetreyi aşarsa, galeri tahkimatında hasar başlar. Mühendisler bu yüzden titreşimi saniyede beş milimetrenin altında tutacak şekilde gecikme başına düşen patlayıcı miktarını sınırlandırır.

### Değirmenin midesi

Patlatılan kaya, konveyör bantlarla yarı otojen öğütme (SAG) değirmenine taşınır. Değirmen, on iki metre çapında ve altı metre uzunluğunda dönen çelik bir silindirdir. İçinde yüz ton çelik bilye bulunur. Bilyelerin boyutları tek tip değildir. Beş inçlik büyük bilyeler iri parçaları kırar, iki inçlik küçük bilyeler ise ince öğütme yapar. Değirmen dakikada on bir devirle, yani kritik hızın yaklaşık yüzde yetmiş beşiyle döner.

Kritik hız, merkezkaç kuvvetin bilyeleri değirmen çeperine yapıştırdığı devir sayısıdır. On bir devir, bilyelerin yükselip kaskat halinde cevher yatağının üzerine düştüğü optimum noktadır. Dönüş hızı dakikada on iki devri aşarsa, bilyeler çepere yapışmaya başlar ve öğütme durur.

Burada kritik parametre, değirmenin içindeki şarj hacmidir. Hacmin yüzde otuz beşi bilye, yüzde otuz beşi cevher, geri kalanı boşluk olmalıdır. Şarj hacmi yüzde otuz yediyi aşarsa, değirmen motoru aşırı akım çeker ve devre kesici atar. Motorun çektiği güç, tipik olarak on beş megavat civarındadır. Devre kesici attığında, değirmenin içindeki yüzlerce tonluk çamur soğur ve katılaşır. Yeniden çalıştırmak için önce değirmenin içini boşaltmak gerekir. Bir duruş, saatte yaklaşık iki yüz bin dolar üretim kaybı demektir.

Operatörler, değirmenin çıkardığı sesin frekansını dinleyerek şarj seviyesini tahmin eder. Düşük frekanslı bir uğultu, bilyelerin doğrudan değirmen astarına çarptığını ve cevherin azaldığını gösterir. Yüksek frekanslı bir tıslama ise aşırı cevher yüklemesinin işaretidir. Bilyeler çamurda boğulur. Ses analizi, değirmen gövdesine yerleştirilen ivmeölçerlerle sürekli yapılır. İvmeölçer verileri, milisaniye aralıklarla kontrol odasındaki spektrum analizörüne akar.

Operatör, spektrumdaki pik frekansın kaymasını izleyerek cevher besleme hızını anlık ayarlar. Besleme hızı saatte üç bin ton civarındadır. Üç bin iki yüz tona çıkarsa, değirmen tıkanır. İki bin sekiz yüz tona düşerse, bilye-astar teması artar ve astar ömrü kısalır. Astar değişimi, değirmenin iki hafta durması demektir.

### Köpüğün üstündeki bakır

Öğütülen cevher, suyla karıştırılarak yüzde otuz katı içeren bir çamur haline getirilir. Çamur, flotasyon hücrelerine pompalanır. Hücrenin dibinden basınçlı hava verilir. Oluşan kabarcıklar, yüzeylerine hidrofobik bakır sülfür parçacıklarını toplar. Kabarcıklar yüzeye çıktığında, üstte biriken köpük katmanı sıyrıcı bıçaklarla alınır. Köpüğün tenörü yüzde yirmi beş ila otuz arasındadır.

Flotasyonun verimi, kullanılan kimyasal reaktiflerin dozajına bağlıdır. Ksantat türü toplayıcılar, bakır parçacıklarının yüzeyini su itici hale getirir. Ksantat molekülü, bir ucundaki polar sülfür grubuyla kalkopirit yüzeyine kimyasal olarak bağlanır. Diğer ucundaki hidrokarbon zinciri ise suyu iter. Köpürtücü olarak kullanılan metil izobütil karbinol, kabarcıkların yüzeye ulaşana kadar patlamamasını sağlar. Köpürtücü olmadan, kabarcıklar yüzeye varmadan birleşir ve patlar. Değerli mineral çamura geri düşer.

Dozaj, cevherin mineralojisine göre gram-ton seviyesinde ayarlanır. Bir ton cevhere otuz gram ksantat verilir. Otuz beş gram verilirse, pirit de bakırla birlikte yüzer ve konsantrenin kalitesi düşer. Piritin yüzmesi, konsantreye demir ve kükürt sokar. Ergitme fırınında cüruf hacmini artırır ve bakır kaybına yol açar. Yirmi beş gram verilirse, bakırın yüzde beşi atıkla birlikte gider.

Reaktif dozajının yanında pH kontrolü de kritiktir. Flotasyon devresinde pH on bir buçuk civarında tutulur. Kireç sütü eklenerek sağlanan bu alkali ortam, piritin yüzeyini oksitleyerek hidrofilik hale getirir. pH on ikinin üzerine çıkarsa, bakır yüzeyleri de pasifleşmeye başlar. pH on birin altına düşerse, pirit kontrolsüzce yüzer. Hücrede kalma süresi yaklaşık on beş dakikadır.

On beş dakikadan kısa kalma süresi, bakırın tam kazanılamaması demektir. Yirmi dakikayı aşan kalma süresi ise köpük katmanının fazla kalınlaşmasına ve sıyrıcı bıçakların altından taşan köpüğün hücreye geri dökülmesine yol açar.

### Ateş ve anot

Flotasyondan gelen konsantre, yüzde otuz bakır içeren yeşilimsi gri bir tozdur. Toz, önce kavurma fırınında altı yüz elli derecede ısıtılarak kükürt içeriğinin bir kısmı uzaklaştırılır. Kavurma sırasında çıkan kükürt dioksit gazı, sülfürik asit üretim tesisine gönderilir. Codelco'nun Chuquicamata'daki asit tesisi, yılda yaklaşık bir milyon ton sülfürik asit üretir. Asidin bir kısmı, oksitli bakır cevherlerinin çözümlendirilmesinde kullanılır. Fazlası piyasaya satılır.

Ardından konsantre flaş fırına girer. Flaş fırının içinde sıcaklık bin iki yüz elli dereceye ulaşır. Konsantre, oksijenle zenginleştirilmiş hava ile püskürtülür ve saniyeler içinde ergir. Havanın oksijen içeriği yüzde altmış beşe zenginleştirilmiştir. Normal hava kullanılsa, azotun soğutucu etkisiyle ergime tamamlanmaz. Fırının tabanında iki katman oluşur, üstte cüruf, altta mat.

Mat, yüzde altmış bakır içeren bir sıvıdır. Cüruf ise yüzde bir civarında bakır içerir ve ayrı bir temizleme devresinde işlenir. Cüruf temizleme fırınında, cürufun içine kömür tozu enjekte edilerek bakır damlacıkları indirgenir ve mat faza geri kazandırılır.

Mat, konvertöre alınır. Konvertör, yatay eksende dönebilen silindirik bir fırındır. İçine hava üflenir. Önce demir sülfür oksitlenerek cüruf yapar ve cüruf dökülerek uzaklaştırılır. Ardından bakır sülfür oksitlenmeye başlar. Konvertör işlemi iki aşamalıdır, cüruf yapma aşaması yaklaşık altı saat, bakır yapma aşaması yaklaşık dört saat sürer.

Konvertör ağzından alınan alev rengi, işlemin tamamlandığını gösterir. Bakır yapma aşamasının sonunda alev yeşile döner. Yeşil alev, bakır sülfürün tükendiğinin ve bakır oksit oluşmaya başladığının işaretidir. Operatör tam bu noktada hava üflemeyi keser. Bir dakika geç kalırsa, üretilen blister bakır oksitlenir ve geri dönüşsüz kayıp yaşanır.

Blister bakırın saflığı yüzde doksan sekiz virgül beştir. Son adım elektrolitik rafinasyon. Blister bakır anot plakalarına dökülür, paslanmaz çelik katot plakalarıyla birlikte asidik bakır sülfat çözeltisine daldırılır. Çözeltideki bakır konsantrasyonu litre başına kırk beş gram, sülfürik asit konsantrasyonu ise litre başına yüz seksen gramdır. Anottan çözünen bakır iyonları, katotta yüzde doksan dokuz virgül doksan dokuz saflıkta birikir. Akım yoğunluğu metrekare başına iki yüz elli amperdir.

Daha yüksek akım yoğunluğu, katot yüzeyinde dendrit adı verilen iğnemsi büyümeler yaratır. Dendritler kısa devreye yol açar.

İşlem on dört gün sürer. Her anot plakası seksen kilogramdır. Rafinasyon sonunda geriye kalan anot çamuru, ton başına yüz elli gram altın ve iki bin gram gümüş içerir. Anot çamuru, ayrı bir tesiste işlenir. Önce bakırın çözümlendirilmesi için sülfürik asitle liç edilir, ardından kral suyu ile altın ve platin grubu metaller çözeltiye alınır. Codelco'nun yan gelirlerinin önemli bir kısmı bu çamurdan gelir. Altın ve gümüş fiyatlarının yüksek olduğu yıllarda, anot çamuru gelirleri nakit maliyetin yüzde on beşine kadar katkı sağlayabilir.

Piyasa Hafızası

### 11 Temmuz 1971, Bakırın millileştirilmesi

Şili Kongresi, 11 Temmuz 1971'de oy birliğiyle bakırın millileştirilmesi yasasını kabul etti. Yasa, o dönem Şili'de faaliyet gösteren ABD'li Kennecott ve Anaconda şirketlerinin madenlerini devletleştiriyordu. Salvador Allende hükumeti, bu şirketlere tazminat ödenmesini öngören yasa maddesine, şirketlerin geçmiş yıllarda elde ettiği "aşırı karlar" gerekçesiyle sıfır tazminat kararı ekledi. Kararın hesaplama yöntemi, şirketlerin Şili'deki yatırımlarının defter değerinden, 1955'ten itibaren elde ettikleri karın yüzde on ikiyi aşan kısmının düşülmesine dayanıyordu. Hesap sonucu Kennecott için eksi üç yüz on milyon dolar, Anaconda için eksi yetmiş altı milyon dolar çıktı. Aynı gün, Chuquicamata madeninde on bin işçi, şirket bayrağını indirip Şili bayrağını çekti.

Codelco, bu yasanın kurumsal meyvesi olarak 1976'da resmen kuruldu. Ders, Bir madenin mülkiyet yapısındaki değişiklik, küresel bakır piyasasının arz dinamiklerini on yıllar boyunca şekillendirebilir. Millileştirme sonrası üretimde yaşanan düşüş ve teknik bilgi kaybı, bakır fiyatlarında 1973-1974 döneminde görülen sıçramanın arka planındaki yapısal faktörlerden biri oldu.

Küçük Bir Hesap

Sayılar temsili, mantık gerçek.

Şimdi tenörü yüzde sıfır virgül altmış beşten yüzde sıfır virgül elli sekize düşürelim. Günlük işlenecek cevher miktarı aynı kalsın. Günlük üretilebilir bakır bin doksan iki tondan dokuz yüz yetmiş dört tona düşer. Brüt gelir sekiz virgül iki milyon dolara geriler. Nakit maliyet aynı kalırsa, günlük brüt işletme karı üç virgül dokuz milyon dolara iner. Tenördeki yüzde on birlik bir düşüş, karda yüzde yirmi birlik bir erime yaratır. Codelco'nun son yirmi yılda tenörünün yüzde sıfır virgül doksanlardan yüzde sıfır virgül altmışlara indiği düşünülürse, şirketin ayakta kalmak için neden sürekli kapasite artırmak zorunda olduğu daha net görülür.

Bir devin üç dersi

Birinci ders, Tenör kaderdir. Bir maden şirketinin maliyet yapısını belirleyen en büyük değişken, kayanın içindeki metal miktarıdır. Tenör düştükçe, aynı miktar metal için daha fazla enerji, su ve zaman harcanır. Codelco'nun son on yılda yaptığı kırk milyar dolarlık yatırım programı, aslında düşen tenöre karşı bir var olma mücadelesidir.

İkinci ders, Entegrasyon kalkan görevi görür. Codelco, madenden katot bakıra kadar tüm zinciri elinde tutar. Entegrasyon, piyasa dalgalanmalarında ara ürün fiyatlarına bağımlılığı azaltır. Flotasyon konsantresi satan bir şirket, izabe ücretlerindeki artıştan doğrudan etkilenirken, Codelco bu maliyeti içselleştirir. Aynı şekilde, sülfürik asit üretimi ve anot çamuru işleme gibi yan kollar, ana metal fiyatları düştüğünde nakit akışını destekleyen tamponlar oluşturur.

Üçüncü ders, Jeopolitik jeolojiden daha serttir. 1971'deki millileştirme kararı, dünya bakır piyasasının arz haritasını yeniden çizdi. Bugün Codelco'nun üretiminin yüzde onu Çin'e, yüzde sekizi ABD'ye gidiyor. Aynı madenler, aynı bakır, ama tamamen farklı bir dünya. Şili'nin kırmızı çölünde dönen değirmenler, yalnızca kayayı değil, tarihin akışını da öğütüyor. Tenör jeolojinin fısıltısıdır. Jeopolitik ise tokmağı indiren eldir.