Siirt-Madenköy kalkopirit cevherinin flotasyon özelliklerini ortaya koymak üzere yapılan bu çalışmada, numunenin özellikleri belirlenerek, flotasyon deneyleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre;
Siirt- Madenköy cevherinin mineralojik etütleri numunenin, pirit, sfelarit, kalkopirit, markasit, pirotin, galen, rutil, hematit, götit, limonit, kalsit, siderit ve kuvars minerallerini içerdiği tespit edilmiştir. Pirit ortalama boyutu 75 mikron, kalkopiritin ise 70 mikron civarındadır. Sfelarit kalkopirit içerisinde kapanımlar halinde ortalama 30 mikron boyutlarında dağılmaktadır.
Flotasyonda boyutun etkisinin incelendiği deneylerde, malzemenin % 87’sinin 53 mikron altına geçtiği numune ile yapılan deneylerde en iyi sonuç alınmaktadır. Numunenin daha ince boyutlara öğütülmesi durumunda flotasyon içeriği ve verimi düşmektedir. Numunenin daha ince boyutlara öğütülmesi durumunda, kolon flotasyonu gibi yöntemlerin denenmesi böyle bir cevher için daha uygun gözükmektedir.
Kollektörün cinsi olarak ksantat, dithiofosfat ve dithiofosfinin incelendiği deneylerde dithiofosfin tipi bir kolektör olan Aerophine 3418A ile en iyi sonuçlar alınmaktadır. Buna benzer sonuçlar bu cevher üzerinde yapılan diğer çalışmada da elde edilmiştir (Eşgün, 2006).
Dithiofosfatlar ksantatlara göre daha zayıf tiyo-tip anyonik toplayıcılardır. Bu özelliklerinden dolayı flotasyonda, bilhassa demir sülfürlerin bastırılarak diğer sülfürlerin yüzdürülmesinde ditiyofosfatlar tercih edilir. Dithiofosfinler (Aerofine 3418 A) ve dithiofosfatlar aynı yapıda toplayıcılardır fakat özellikleri farklıdır. Aerofine 3418 A’nın metal komplexleri daha kararlıdır ve yüzdürülebilme kapasitesi dithiofosfatlardan yüksektir. Ayrıca Aerofine 3418 A ile yüksek pH( 11-12) değerlerinde çalışıldığında etkinliği artmaktadır. Köpürtücü olarak, MIBC (Metaizobutilkarbinol) kullanılmıştır. MIBC sülfürlü ve diğer cevherlerde köpüğün birbirine yapışmasını engelleyen ve daha homojen köpük alınmasını sağlayan özelliğe
sahiptir. Köpüğün homojen olmasında cevherin boyut dağılımı ve cevheri oluşturan minerallerin ıslanabilme özellikleride etkilidir.
Kolektör Aerophine 3418A’nın miktarının incelendiği deneylerde, 50 g/t ile en iyi sonuçlar alınmaktadır. Fazla kolektör kullanımı sonuçları olumsuz etkilemektedir. Siirt- Madenköy tesisinde de aynı miktarda kollektör kullanılmaktadır. Ayrıca temizlemeye ilave edilen kolektörün konsantre, içerik ve veriminde bir etkisi olmamıştır.
Sodyum silikat miktarının etkisinin incelendiği deneylerde, hem yantaşın bastırılması hem de pülpün disperse edilmesi için kullanılan bu reaktifin bir etkisi olmadığı anlaşılmaktadır. Sodyum silikatın pH 7 ve 10 arasında silikatlar üzerinde etkili bir bastırıcı olduğu bilinmektedir ( Fuertenau ve diğ.. 1985). Kalkopirit ve pirit ayırmasında yüksek pH’larda çalışıldığı için bu pH değerlerinde sodyum silikatın etkili olması beklenemez. Elde edilen sonuçlar da bunu göstermektedir. Son yıllarda yapılan bir çalışmada (Silvestre vd., 2008) sülfür flotasyonunda değişik dispersantların (dağıtıcı) etkisi incelenmiştir. Bu çalışmaya göre sodyum silikatın minerallerin yüzebilirlik verimliliğini düşürdüğü söylenmektedir. Siirt-Madenköy cevheri üzerindede, sodyum silikatın herhangi bir katkısı olduğu gözlenmemiştir. Flotasyon tesisinde kullanılan sodyum silikatın gereksiz olduğu anlaşılmaktadır. pH’ın etkisi kalkopirit-pirit ayırmasında etkili olan yüksek pH değerlerinde araştırılmış ve beklendiği gibi pH 12,10’ da %18,26 Cu içerikli, %76,7 metal kazanma verimi ile pH 11,50’ye göre daha seçimli bir konsantre üretilmiştir. pH’ın yükselmesiyle pirit üzerinde bastırıcı etkisi olan OH- iyonlarının artması nedeniyle, daha temiz kalkopirit konsantreleri üretilmektedir.
Kalkopirit konsantresi içinde, satış sırasında sorun yaratan Zn içeriğini düşürmek üzere yapılan çinko sülfat, sodyum metabisülfit gibi bastırıcıların etkisi ayrı ayrı ve bir arada ilave edilerek denenmiştir. Deney sonuçlarına göre, çinko sülfatın çinko içeriğini düşürmediği belirlenmiştir. Yine çinko sülfat Siirt- Madenköy tesisi’nde kullanılan gereksiz bir reaktif olarak gözükmektedir. Sodyum meta bisülfit 4000 g/t kullanıldığında, çinko içeriği düşmektedir ( %3,39 Zn). Fakat bu konsantredeki bakır verimi de bir miktar azalmaktadır ( %79’lardan % 71’e). Karışım halinde temizlemelere bu reaktiflerin eklenmesinin de çok olumlu bir etkisi olmamaktadır.
Bu deney grubunda %23 Cu içeren konsantreler üç temizleme sonunda alınmakta fakat Zn tenörleri % 4-5 arasında kalmaktadır.
Bütün deneylerde bakır içeriğinin arttığı durumda, Zn içerikleri de artmaktadır. Mineralojik etütlerden de anlaşılacağı üzere çinkonun kalkopirit içerisinde 1 ila 50 mikron boyutlarında kapanımlar halinde bulunması bu sonuca neden olmaktadır. Konsantrelerde yapılan mineralojik incelemelerde de sfaleritin bornit ve kalkopirit ile kapanım ve kenetli halde olduğu izlenmektedir (Şekil 4.16 ve 4.17).
kp sf bo 25µm pi kp kp bo sf
Şekil 4.16: (Büy.320) Bakır konsantresi, pirit (pi), kalkopirit (kp), bornit (bo) ve kalkopirit (kp) ile kenetli halde izlenen sfalerit (sf).
25µm pi sf pi kp kp+bo
Şekil 4.17: (Büy.320) Bakır konsantresi, pirit (pi), kalkopirit (kp) içinde ayrılım ve kapanım halde izlenen sfalerit (sf) ve bornit (bo).
Dekstrin ve nişasta sülfürlerin özellikle piritin bastırılmasında kullanılan reaktiflerdir (Bogusz ve diğ., 1997, Boutın ve diğ., 1991, Laskowski ve diğ., 2007, Gül ve diğ., 2008,Rath ve diğ., 2000, Şahin., 2005). Bu çalışmada da çok yüksek pH’lara çıkmadan, piritin bastırılmasında alternatif bir yöntem olabilme olanağı açısından dekstrin ve nişasta etkisi araştırılmıştır. Kaba devrelerde olumlu bir etkisi gözlenmez iken, temizleme devrelerinde her iki reaktifin kullanımının sonuçlarda olumlu etkisi olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca fazla miktarda kullanılmaları durumunda taneler üzerinde topaklanma etkisi yaratarak yüzen ürün miktarını arttırdığı gözlenmiştir. pH 10.30’da nişasta kullanıldığında, % 19,52 Cu içeren bir konsantre % 45 verimle alınabilmektedir. Yine pH 12.10’da nişasta kullanılması durumunda bakır tenörü %19.92 iken, verim % 52.2’lere yükselmektedir. Nişastanın kalkopirit konsantreleri üzerinde bir seçimlilik yarattığı anlaşılmaktadır.
Kaba devrelerde bolca kullanılan reaktifleri adsorbe etmek amacıyla kullanılan aktif karbon ve daha zayıf bir kollektör olan Aero 208’in temizleme kademelerine ilavesi çok olumlu sonuçlar yaratmamaktadır.
Siirt-Madenköy cevheri üzerinde yapılan bu çalışma sonunda, tesiste kullanılan çinko sülfat, sodyum silikat gibi bastırıcıların gereksiz olduğu, bunun yerine temizleme kademelerinde nişasta gibi organik reaktiflrin kullanılmasının faydalı olacağı önerilmektedir. Çinko’nun bakır konsantrelerinde bastırılması karmaşık mineralojik yapısından dolayı zor olmakla birlikte, çok fazla metabisülfit kullanımı ile mümkün gözükmektedir. Ancak bu miktar Cu verimi düşüşüne de neden olacaktır.
KAYNAKLAR
Atak, S.,1990. Flotasyon Đlkeleri ve Uygulaması, Đ.T.Ü. Vakfı, 34, Đstanbul.
Atak, S., Tolun, R., 1994. Flotasyon, Cevher Hazırlama El Kitabı, Editörler: Önal, G. ve Ateşok, G., ĐTÜ Vakfı Yayını, Đstanbul.
Ateşok,G., 1986. Kömür Hazırlama Kitabı , Kurt iş Matbacılık ,Đstanbul.
Benkli,Y., 2002. Çayeli Bakır Cevherlerinin Flotasyon Yöntemi Kullanılarak Seçimli Zenginleştirilmesinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Đ.T.Ü. Fen bilimleri Enstitüsü, Đstanbul.
Bulatovic,S.M., 1998. Use Of Organic Polymers In The Flotation Of Polymetallic Ores Canada.
Bogusz, E., Brienne, S.R., Butler,I., Rao, S.r., Finch J.A., 1997, ‘’Metal Đons and Dekstrin Adsorption on Pyrite’’ Mineral Engineering, vol.10.4. pp. 441-445 ( Tecnical Note)
Boution, A., Fornasiera,D., Relston,J., 2001’’Selective depression of pyrite with Polysaccharide polymers’’ Đnternational Journel of mineral processing, 61, pp.13-22
Bulut, G., 2000. ‘’Piritlerin Flotasyon Davranışı ve Yüzey Özellikleri’’ , Đ.T.Ü Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi Đstanbul.
Bulut, G ve Atak, S, 2002, ‘’The role Dixanthogen on pyrite flotation;Sollubility, Adsorption Studies and Eh, FTIR Measurment ’’ SME, Mineral and Metallurgical Processing, Vol.19, No,2 may ,pp,81-86
Çağatay, A., 1981, Güneydoğu Anadolu Bakır Yatak ve Zuhurlarının Jeolojik Minerolojik Etüdü Sonunda Elde Edilen Jenetik Bulgular, Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü Dergisi.
Çilek, E.C. 2006, Mineral Flotasyonu, Süleyman Demirel Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Yayın No: 59 , Isparta.
Çilingir Y., 1996. Metalik Cevherler ve Zenginleştirme Yöntemleri, Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yayınları, No:198, Đzmir.
Day, A., 2002. Mining Chemicals Handbook, Cytec, U.S.A.
Devlet Planlama Teşkilatı, Ankara, 2001.Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı Madencilik Özel Đhtisas Komisyonu Bakır – Pirit Çalışma Grubu Raporu,
D.P.T., 2001. Metal Madenler Alt Komisyonu Diğer Metal Madenler Çalışma. Eşgün, S., 2006. Siirt-Madenköy Cevherinin Flotasyon Yöntemi ile
Zenginleştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Đ.T.Ü. Fen bilimleri Enstitüsü, Đstanbul.
Fuerstereau, M.C, Miller, J.D., Kuhn, M.C; Chemistry of Flotation by Society of mining Engineers, AIME, New York, 1985.
Gaudin, A.M, 1957, Flotation, Mcgraw- Hill Book Company, ınc., New York, Toronto, London
Geylan, C., 2006. Küre Bakır Cevherlerinin Flotasyonunda Değişik Bastırıcıların Etkisi, Bitirme Tezi, Đ.T.Ü. Fen bilimleri Enstitüsü, Đstanbul.
Gül, A.,2007.The Role of Na2S2O5 and Actıvated Carbon on the Selective Flotation of Chalcopyrite from a Copper Ore Usıng a Dıthıophosphıne –Type Collector. Mineral Processing, Extractive Metal.Rev., 28:235-245, 2007
Gül, A., 2001. Küre Dissemine Bakır Cevherinin Ön Zenginleştirme Olanaklarının Araştınlması, Doktora Tezi, Đ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Đstanbul. Gül, A., Yüce, A.E., Sirkeci, A.A., Özer, M., 2008. Use of Non-Toxic Depressants
in the Selective Flotation of Copper Lead-Zinc Ores, Canadian Metallurgical Quarterily, Vol.47. No: 2, pp.111-118.
Hzenson, J., 2005. Mineral Commodity Summanes, United States Government Printing Office, U.S.A.
Karahan, S., Bakır Hidrometalurjisi ve Flotasyonu ,TMMOB Maden Mühendisleri Odası, Metalurji Mühendisleri odası, Şafak matbası.
Kaya, M., 1991. Flotasyon El Kitabı 1, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir.
Laskowski, J.S., Liu, Q., ve Bolin, N.J., 1991. Polysaccharides in flotation of sulphides.Part1.Absorption of Polysaccharides onto mineral surfaces. internatiol journal of mineral processing,
Laskowski, J.S., Liu, Q., ve O’ Conner, C.T., 2007. ’’Current understanding of the mechanism of Polysaccharide adsorption at the mineral /aqueous solution interface’’
Liu Q., Zhang, Y., ve Laskowski, J.S., 2000 The adsorption of polysaccharides onto mineral surfaces : an acid/base interaction, Đnternatiol Journal of Mineral Processing,
Mineral Commodity Summaries, 1996-2002. Park Elektrik Üretim Madencilik Projesi, 2008.
Rath, R.K., Subraranion, Pradeep, 2000, Surface chemical studies on pyrite in the presence of polysaccharide based flotation depressants, Journal of Colloid and Đnterface Science ,229,82-91.
Sirkeci,A.A., 1998. Türkiye Bakır Envanteri ,Maden Đhracaatçılar Birliği ,Istanbul Silvestre, M.O., Pereira, C.A., Galery, R., Peres, A.E.C; 2009,’’ Dispersion effect
on lead-zinc sulphide ore flotation’’, Mineral Engineering, Article on Press.
Şahin, S., 2005. Bakır Cevherlerinin Flotasyonunda Değişik Bastırıcıların Etkisi, Bitirme Tezi, Đ.T.Ü Maden Fakültesi, Đstanbul.
Tanzok, N., 2005 Bakır Madenciliğinde Son Gelişmeler ve Türkiye , Maden Yüksek Mühendisi, TMMOB Maden Mühendisleri Odası Genel Sekreteri
Url-1<http://tr.wikipedia.org/wiki/Bak%C4%B1r >, alındığı tarih 22.04.2009
Vadi Mühendislik Đnşaat Sanayi ve Tic.Ltd.Şti., 2006. Siirt –madenköy Bakır Cevheri Zenginleştirme Tesisi Nihai Çed (Çevresel Etki Değerlendirme) Raporu , Ankara, Türkiye
Wark, I., Cox, A., 1939, Principles of flotation, IV. An Experimental study of influence of sodium sulfide, alkalies and copper sulfate on effect of xantates at mineral surfaces, Trans. AIMME, 134, 7-25.
World Metal Statistics, 1999.
ÖZGEÇMĐŞ
Ad Soyad: Adnan Ceylan
Doğum Yeri ve Tarihi: Siirt- 01.07.1972
Lisans : Đstanbul Teknik Üniversitesi Maden Mühendisliği
Bitirme Tezi: Deniş Kazı Makinalarının Performans Etüdü Đstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi.