Anabili m Dalı: Maden Mühendi sli ği Progra mı: Cevher ve Kömür Hazı rl a ma
İSTANBUL TEKNİ K ÜNİ VERSİ TESİ FEN Bİ Lİ MLERİ ENSTİ TÜS Ü
Bİ TLİ S Dİ STENİ Nİ N FLOTAS YONLA ZENGİ NLEŞTİ Rİ LMESİ
YÜKSEK Lİ SANS TEZİ
Ma d. Müh. Ta mer Çağrı YURTSEVER
Tez Danı ş manı: Prof. Dr. Suna ATAK
Anabili m Dalı: Maden Mühendi sli ği Progra mı: Cevher ve Kömür Hazı rl a ma
İSTANBUL TEKNİ K ÜNİ VERSİ TESİ FEN Bİ Lİ MLERİ ENSTİ TÜS Ü
Bİ TLİ S Dİ STENİ Nİ N FLOTAS YONLA ZENGİ NLEŞTİ Rİ LMESİ
YÜKSEK Lİ SANS TEZİ
Ma d. Müh. Ta mer Çağrı YURTSEVER
505001101
Tez Danı ş manı: Prof. Dr. Suna ATAK
ÖNS ÖZ
Bu araştır mayı yap ma ma i mkan sağl ayan Cevher- Kö mür Hazı rla ma ve Değerl endir me Anabilim Dalı Başkanı Pr of. Dr. Güven ÖNAL’ a; araştır mal arı m sırası nda bil gileri ile bana yol göst eren, çalış mal arı mı yönl endiren ve sonuçl arı n yor uml an ması sırası nda büyük kat kıları nı gör düğü m t ez danı ş manı m Pr of. Dr. Suna At ak’a sonsuz teşekkürl eri mi sunarı m.
Çalış mal arı ma değerli el eştiri ve yönl endir meler yapan, sonuçl arı n yazı mları sırası nda e meği ni esirge meyen Dr. Gül ay BULUT’ a ve XRF ci hazı il e ki mya anali zl eri ni n yapıl ması nda yar dı mları nı esirge meyen Ol gaç KANGAL’ a t eşekkür ederi m.
Deneysel çalış mal arı m sırası nda yar dı mları nı esirge meyen t üm Cevher ve Kö mür Hazırla ma ve Değerl endir me Anabili m Dalı El e manl arı na teşekkürl eri mi sunarı m. Bugünl ere gel me mde çok büyük e mekl eri geçen ail e me sonsuz şükranl arı mı sunarı m.
İ Çİ NDEKİ LER Çİ ZELGE Lİ STESİ v ŞEKİ L Lİ STESİ vi ÖZET vii SUMMARY viii 1. Gİ Rİ Ş 1 2. GENEL Bİ LGİ LER 2
2. 1. Dist eni n Fi zi ksel, Kimyasal ve Mineral oji k Özelli kl eri 2
2. 2. Dist eni n Özelli kl eri ve Kull anı m Al anl arı 2
2. 3. Dünya ve Tür k Dist en Rezevl eri 4
2. 4. Dist en Yat akl arı nı n Sı nıflandırıl ması 6
2. 5. Dünya Dist en Üretimi 7
2. 6. Dist eni n Zengi nl eştiril mesi 8
3. FLOTAS YON HAKKI NDA GENEL Bİ LGİ LER 12
3. 1. Fl ot asyon 12
3. 2. Fl ot asyon Reaktifl eri 13
3. 2. 1. Koll ekt örler 13
3. 2. 1. 1. Anyoni k kollekt örl er 13
3. 2. 1. 2. Kat yoni k kol lekt örl er 14
3. 2. 2. Kontr ol reaktifl eri 15
3. 2. 3. Köpürt ücül er 15
3. 3. Sili katları n Fl ot asyonu 15
3. 4. Dist eni n Fl ot asyonl a Zengi nl eştiril mesi 17
4. DENEYSEL ÇALI ŞMALAR 19
4. 1. Mal ze meni n Özelli kleri ve Fl ot asyona Hazırlan ması 19
4. 1. 1. Ki myasal özelli kl er 19
4. 1. 2. Mineral oji k özelli kler 19
4. 1. 3. Cevheri n fl ot asyona hazırlanması 20
4. 1. 3. 1. Cevheri n kırıl ması 20
4. 1. 3. 2. Öğüt me 23
4. 2. Fl ot asyon Deneyl eri 25
4. 2. 1. Sülfonat ile fl ot asyon deneyl eri 26
4. 2. 1. 1. Sodyu m dodesil sülfat ile fl ot asyon deneyl eri 26 4. 2. 1. 2. AERO 845 ile fl ot asyon deneyl eri 28
4. 2. 1. 4. AERO 825 ile fl ot asyon deneyl eri 31 4. 2. 1. 5. AERO 801 + AERO 825 il e fl ot asyon deneyl eri 32 4. 2. 2. Pot asyu m ol eat il e fl ot asyon deneyl eri 34 4. 2. 2. 1. Doğal pH'da deği şi k mi kt arl ar da ol eat ile fl ot asyon deneyl eri 34 4. 2. 2. 2. 3000 g/t ol eat ile deği şi k pH'l ar da fl otasyon deneyl eri 35 4. 2. 2. 3. 3000 g/t ol eat ile deği şi k mi kt arl ar da sodyu m kar bonat il e
deneyl er 37
4. 2. 2. 4. 3000 g/t ol eat ile deği şi k mi kt arl ar da sodyu m sili kat ile deneyl er 38 4. 2. 3. Sülfonat ve ol eat flot asyonunda konsantrenin 3 kade me hali nde
te mizl en mesi 41
4. 2. 4. Şl a mı alı nma mı ş mal ze meni n fl ot asyonu 41 4. 2. 5. De mir bil yalı değirme nde öğüt ül en mal ze meni n fl ot asyonu 43
5. DENEY SONUÇLARI NI N TARTI ŞI LMASI 46
6. SONUÇLAR 49
KAYNAKLAR 50
Çİ ZELGE Lİ STESİ
Sayf a No
Çi zel ge 2. 1. Bazı ül kel erde disten içi n uygul anan st andartlar …... ………... 4
Çi zel ge 2. 2. Dünya dist en rezervl eri ... …….. ………... 5
Çi zel ge 2. 3. Dünya dist en minerali üreti mi ………. 7
Çi zel ge 4. 1. Di st en nu munesi ni n ki myasal analiz sonuçl arı ……….... 20
Çi zel ge 4. 2. -3. 36 mm el ek analizi sonuçl arı ... …. 21
Çi zel ge 4. 3. -2 mm el ek analizi sonuçları ... …... 22
Çi zel ge 4. 4. -0. 150 mm el ek analizi ... ….. 24
Çi zel ge 4. 5. Mal ze mede ku m - şl a m oranı ve anali z sonuçl arı ... 25
Çi zel ge 4. 6. Sodyu m dodesil sülfat ile disten fl ot asyonu sonuçları ... 27
Çi zel ge 4. 7. AERO 845 ile disten fl otasyonu sonuçl arı ... …... 28
Çi zel ge 4. 8. AERO 801 ile disten fl otasyonu sonuçl arı ... 30
Çi zel ge 4. 9. AERO 825 ile disten fl otasyonu sonuçl arı ... 31
Çi zel ge 4. 10. AERO 801 + AERO 825 ile disten fl ot asyonu sonuçl arı ... 33
Çi zel ge 4. 11. Doğal pH’ da değişi k miktarlarda ol eat ile dist en flot asyonu sonuçl arı... 34
Çi zel ge 4. 12. 3000 g/t ol eat ile değişi k pH’l arda disten fl ot asyonu sonuçl arı... 36
Çi zel ge 4. 13. 3000 g/t ol eat ile değişi k mi kt arlarda sodyu m kar bonat ile di st en fl ot asyonu sonuçl arı ... 37
Çi zel ge 4. 14. 3000 g/t ol eat ile deği şik mi kt arl arda sodyu m si li kat ile di st en fl ot asyonu sonuçl arı ... 39
Çi zel ge 4. 15. 1500 g/t AERO 825 ile üç kade meli te mizl e me sonuçl arı ... 40
Çi zel ge 4. 16. 2000 g/t AERO 801 + AERO 825 ile üç kade meli te mizl e me sonuçl arı ... 41
Çi zel ge 4. 17. 3000 g/t ol eat ile üç kademeli te mizl e me sonuçl arı ... 41
Çi zel ge 4. 18. 1500 g/t AERO 825 ile disten fl ot asyonu sonuçl arı ... 42
Çi zel ge 4. 19. 2000 g/t AERO 801 + AERO 825 ile disten fl ot asyonu sonuçl arı ... 42
Çi zel ge 4. 20. 3000 g/t ol eat ile disten flot asyonu sonuçl arı ... 42
Çi zel ge 4. 21. -0. 150 mm el ek analizi ... 43
Çi zel ge 4. 22. 1500 g/t AERO 825 ile disten fl ot asyonu sonuçl arı ... 44
Çi zel ge 4. 23. 2000 g/t AERO 801 + AERO 825 ile disten fl ot asyonu sonuçl arı ... 45
ŞEKİ L Lİ STESİ Sayf a No Şekil 1. 1 Şekil 4. 1 Şekil 4. 2 Şekil 4. 3 Şekil 4. 4 Şekil 4. 5 Şekil 4. 6 Şekil 4. 7 Şekil 4. 8 Şekil 4. 9 Şekil 410 Şekil 4. 11 Şekil 4. 12 Şekil 4. 13 Şekil 4. 14 Şekil 4. 15 Şekil 4. 16 Şekil 4. 17
: Idaho Woodr at Mount ai n böl gesi dist en cevheri zengi nl eştir me
akı m şe ması ...
: -3. 36 mm el ek altı eğrisi ... : -3. 36 mm frekans eğrisi ... : -2. 00 mm el ek altı eğrisi ... : -2. 00 mm frekans eğrisi ... : -0. 150 mm el ek altı eğrisi ... : -0. 150 mm frekans eğrisi ... : SDS mi kt arı na göre di sten fl ot asyonunda kaba konsantre,
konsantre, artı k Al2O3 i çeri kl eri ve fl ot asyon verimi deği şi mi ... : AERO 845 mi kt arı na gör e di st en fl ot asyonunda kaba konsantre,
konsantre, artı k Al2O3 i çeri kl eri ve fl ot asyon verimi deği şi mi ... : AERO 801 mi kt arı na gör e di st en fl ot asyonunda kaba konsantre,
konsantre, artı k Al2O3 i çeri kl eri ve fl ot asyon verimi deği şi mi ... : AERO 825 mi kt arı na gör e di st en fl ot asyonunda kaba konsantre,
konsantre, artı k Al2O3 i çeri kl eri ve fl ot asyon verimi deği şi mi ... : AERO 801 + AERO 825 mi kt arı na göre di st en flot asyonunda
kaba konsantre, konsantre, artı k Al2O3 i çeri kl eri ve fl ot asyon
veri mi değişi mi ...
: Doğal pH’ da ol eat miktarı na göre di st en fl ot asyonunda kaba
konsantre, konsantre, artık Al2O3 i çeri kl eri ve fl otasyon veri mi
deği şi mi ...
: 3000 g/t ol eat ile deği şik pH’l ar da di st en fl ot asyonunda kaba
konsantre, konsantre, artık Al2O3 i çeri kl eri ve fl otasyon veri mi
deği şi mi ...
: Sodyu m kar bonat il aveli ol eat ile di st en fl ot asyonunda kaba
konsantre, konsantre, artık Al 2O3 i çeri kl eri ve fl otasyon veri mi deği şi mi ...
: Sodyu m sili kat ilaveli oleat ile di st en fl ot asyonunda kaba
konsantre, konsantre, artık Al 2O3 i çeri kl eri ve fl otasyon veri mi deği şi mi ... : -0. 150 mm el ek altı eğrisi ... : -0. 150 mm fr ekans eğrisi ... 10 21 22 23 23 24 25 27 29 30 32 33 35 36 38 39 43 44
ÖZET
Bu çalış mada, Bitlis yöresi nden alı nan %35. 60 Al2O3 i çeren di st en nu munesi ni n
fl ot asyon yönt e mi ile zengi nl eştiril mesi ne yöneli k çalış mal ar yapıl mıştır.
Yapıl an fl ot asyon deneyleri nde, şl a mı alı nmış kum nu munesi üzeri nde Sül fonat ve Ol eat gr ubu koll ekt örl eri n et kisi ayrı ntılı ol arak i ncel en mi ştir Deneysel çalış mal ar i ki gr up hali nde gerçekl eştiril miştir. İl k ol arak Sülfonat grubu koll ekt örlerle fl ot asyon deneyl eri yapıl mış ve farklı sülfonat ti pi koll ekt örleri n etki si i ncel enerek, en uygun koll ekt ör ün ci nsi ve mikt arı sapt anmı ştır.
İki nci gr up deneyl erde i se Pot asyu m Ol eat kollekt ör ol arak kull anıl mış ve en uygun mi kt ar ve pH değeri bu koll ekt ör i çi n belirlenmiştir. Ayrı ca bu gr upt a çeşitli kontrol reaktifleri ni n et kisi de i ncel enmiştir.
Da ha s onr a bu i ki gr up deneyi n sonuçl arı na dayanarak belirl enen koll ekt örl er ve mi kt arları yl a şla mı n ve far klı öğüt ücü orta mı n fl otasyona et kisi i ncel enmiştir.
Bu deneyl er sonucunda, pH 4’t e 1500 g/t mi kt arında AERO 825 ve 2000 g/t AERO 801 + AERO 825 karışı mı ile en i yi sonuçl ar el de edil miştir. PH 7. 5’ da 3000 g/t pot asyu m ol eat mi kt arı en uygun mi kt ar ol arak bul un muşt ur. Belirlenen bu koll ekt ör mi kt arl arı nda ve t e mizl e me kade mel eri arttırılarak %58- 60’ı n üzeri nde Al2O3 i çeren satılabilir
konsantrel er %80- 85 veri mlerl e el de edil miştir. Ara ür ünl er deki di st eni n de kazanıl ması ile fl ot asyon veri mleri %90’l ara yüksel ebilecektir. Sodyu m sili kat ( Na2Si O3) ve s odyu m
kar bonat ( Na2CO3) gi bi kontrol reaktifleri ni n kullanıl dı ğı deneyl erde gangı bastır mak
içi n bu reaktiflere gerek ol madı ğı anl aşıl mıştır. Ayrı ca, şl a mı n di sten fl ot asyonu üzeri nde ol umsuz bir etki si gör ül me mi ştir. Öğüt me de sera mi k bil yalı değir men yeri ne çeli k bil yalı değir meni n kull anıl ması il e, yi ne yüksek oranda Al2O3 i çeren ( %58- 60)
SUMMARY
In t hi s st udy, benefi ci ation of kyanit e by fl ot ati on has been perf or med usi ng a sa mpl e wi t h 35, 6 % Al2O3 t aken from Bi tlis. I n fl ot ati on experi ment s, t he effect s of sul phonat e
and ol eat e coll ect ors on desli med sand sa mpl e were i nvesti gat ed. Experime nt al st udi es wer e perf or med i n t wo steps.
In t he first st ep, fl ot ati on experi ment s wer e carried out by usi ng s ul phonat e gr oup of coll ect ors and t he most suit abl e coll ect or t ype and its a mount wer e det er mined.
In t he second gr oup of experi ment s, pot assi u m ol eat e was used as a collect or and it s concentrati on was opti mized. The effect of p H val ues wer e t est ed and t he best val ue was det er mi ned as p H: 7, 5 f or t hi s coll ect or. Besi des, vari ous t ypes of contr ol reagent s wer e i nvesti gat ed i n t hi s gr oup of experi ment s.
In additi on, dependi ng on t he r esults of bot h t wo gr oups of experi ment s, t he effect of desli ming and di fferent gri ndi ng medi a wer e i nvesti gat ed by usi ng s uitabl e coll ect ors and opti mu m dosage.
Aft er t hese experi ment s, t he opti mu m coll ect or dosages are det er mi ned as 1500 g/t of AERO 825 and 2000 g/t of a co mbi nati on of AERO 801 and AERO 825 at p H 4. Al so 3000 g/t of pot assi u m ol eat e was a suit abl e coll ector dosage at pH 7. 5.
Sal eabl e concentrat es assayi ng over 58- 60 % Al2O3 cont ent wit h 80- 85 % r ecoveri es wer e
obt ai ned by usi ng t hese dosages and cl eani ng st ages. It was f ound t hat sodi u m sili cat e ( Na2Si O3) and s odi u m car bonat e ( Na2CO3) are not necessar y t o depr ess gangue
mi ner al s. Besi des, sli me was f ound t o have no adverse effect on fl ot ation of kyanit e. Ho wever, t he use of st ainl ess st eel ball mill i nst ead of cera mi c ball mill i n t he gri ndi ng st age of or e, kyanit e concentrat es wit h hi gh al u mi ni u m cont ent s (58- 60 %) wer e pr oduced wit h l ower recoveri es, due t o t he l ost of kyanit e i n t he t aili ng and middli ngs.
1. Gİ Rİ Ş
Di st en mi nerali, birçok alanda kull anılabilen ancak öne mli bir kı s mı refrakt er ha mmadde ol arak kull anılan ve birçok dünya ül kesi tarafı ndan t üketilen bir endüstri yel ha mmaddedir. Di st en cevherl eş mesi dünyanı n he men he men her böl gesi nde bul un ması na karşı n, bunl arı n çok azı nda kull anı ma uygun düzeyde di st en bul un makt adır.
Ül ke mi zde 2000’li yıllara geli nmiş ol ması na rağme n çok fazl a t anı nmayan bu mi neral, ül ke mi zi n al ümi nalı refrakt er ha mmadde i htiyacı açısı ndan büyük bir öne m ar z et mekt edir. Bundan dol ayı, Tür ki ye’ de bul unan di st en yat akl arı üzerinde i vedili kl e jeol oji k ve teknol oji k araştır mal ara hı z veril mesi gerekmekt edir.
Bitlis masifi nde yer alan di st en yat akl arı ül ke mi zi n al ümi nalı refrakter ha mmadde i hti yacı açısı ndan öneml i dir. Genel ol arak fl ot asyonl a zengi nl eştirilmesi çok zor ol mayan bu ti p cevher yat akl arı ndan çok yüksek Al2O3 i çeri ği nde di st en konsantrel eri
el de et mek mü mkündür. Di st eni n endüstri yel çapt a kazanıl ması nda gravite il e ayır ma yönt e mi ve manyeti k ayır ma yönt e mi yanı nda fl otasyon yönt e mi de uygul an makt adır. Bu çalış mada kull anılan nu mune Bitlis yöresi nden t e msili ol arak alı nan ve %35. 60 Al2O3 i çeren di st en cevheri dir. Bu çalış manı n a macı, Bitlis di st en cevheri ni n Al2O3
içeri ği ni ve veri mini, fl otasyon yönt e mi yl e, belirli koll ekt örler ve çeşitli koşull arda en yüksek değere ul aştır maktır. Cevheri n zengi nleştiril mesi ne yöneli k ol arak yapıl an fl ot asyon deneyl eri nde %56- 58 Al2O3 i çeren satıl abilir konsantreleri n ür etil mesi
6. SONUÇLAR
Bitlis di st eni ni n fl ot ast onl a zengi nl eştiril mesi adlı bu t ez kapsa mı nda yapıl an çalış mal arı n sonuçl arı aşağı da sunul makt adır.
1. Ser a mi k bil yalı değir mende öğüt ül en şl a mı alı n mış ku m nu munesi üzeri nde Sül f onat
gr ubu koll ekt örlerle yapılan fl ot asyon deneyl eri sonucunda en i yi sonuçl ar pH: 4’t e AERO 825 il e 1500 g/t ve AERO 801 + AERO 825 karışı mıyl a 2000 g/t koll ekt ör mi kt arı nda el de edil miştir. 1500 g/t AERO 825 il e yapıl an deneyde konsantreni n Al2O3 i çeri ği %61. 25 ve veri mi de %80. 88’ dir. Aynı şekil de 2000 g/t AERO 801 +
AERO 825 il e yapıl an deneyde konsantreni n Al2O3 i çeri ği %60. 20 ve veri mi
%83. 43’ dür.
2. Pot asyu m Ol eat il e yapı lan fl ot asyon deneyl eri nde en i yi sonuçl ar pül pün p H’ sı 7. 5
i ken 3000 g/t koll ekt ör mi kt arı kull anıl dı ğı nda el de edil miştir. 3000 g/t Pot asyu m Ol eat il e yapıl an üç kademe t e mi zl e meli fl ot asyon deneyl eri sonucunda konsantreni n Al2O3 i çeri ği %56. 35 ve veri mi %59. 64’t ür.
3. Ol eat fl ot asyonunda, sodyu m kar bonat ve s odyu m sili katı n kontr ol r eaktifi ol arak
kull anıl dı ğı deneyl eri n veri mleri ve i çeri kl eri sodyu m kar bonatı n kull anılma dı ğı aynı deney koşulları ndaki deney il e kı yasl andı ğı nda ol uml u gözük me mekt edir. Ayrı ca, sodyu m sili kat mi kt arı arttı kça bir sili kat mi nerali ol an di st eni n de bastırıl dı ğı gözl enmiştir.
4. En i yi fl ot asyon koş ull arı nda, şl a mlı nu munel er il e deneyl er yapıl mış ve şl a mı n
fl ot asyon sonuçl arı üzerinde ol umsuz bir et kisi olma dı ğı belirlenmiştir.
5. Öğüt mede sera mi k bil yalı değir men yeri ne çeli k bil yalı değir meni n kull anıl ması il e
6. Ya nt aş olrak kuvars i çeren di st en cevheri nde Sül fonat il e yapıl an deneyl er Ol eatl a
yapıl anl ara göre daha başarılı ol muşt ur. Sülfonatlı fl ot asyonda da; pH: 4’t e 2000 g/t AERO 801 + AERO 825 karışı mı en i yi sonuçları ver miştir. Bu koşullarda; şl a mı alı nmış nu mune, şl a mı alı nma mı ş nu mune ve çeli k bil yalı değir mende öğüt ül müş nu mune il e yapıl an flot asyonl arda, üç kademeli t e mizl e me sonrasında, ni hai konsantrel eri n Al2O3 içeri kl eri sırası il e %60. 20, %59. 75 ve %58. 15; di st en
2. GENEL Bİ LGİ LER
2. 1. Disteni n Fi zi ksel, Ki myasal ve Mineral oji k Özelli kl eri
Di st en, susuz al ümi nyum sili kat gr ubuna ait bir mi neral dir ve bu gr ubun di ğer mi neralleri andal uzit ve silli manittir. Ki myasal f ormüll eri Al2O3Si O2 veya Al2Si O5 ol up
farklı krist al yapısı ndadırlar. Di st en mi nerali ni n kristal f or mu tri kli ni k, andal uzit ve silli manit mi neralleri ni n ise ort orombi ktir. Di st eni n biri m hücre boyutl arı a = 7. 10, b = 7. 74 ve c = 5. 57 A0’ dur ve c doğr ult usunda uza mıĢ yassı kristaller hali nde bul unur. Kri st all er esnek hal de bul unup genelli kl e eğil miĢ veya bükül müĢt ür.
Di ğer adı kyanit ol an di st en mi nerali genelli kl e belirgi n açı k mavi renkte, bazen yeĢil veya beyaz, çok az da ol sa gri renkt e bul unabil mekt edir. Genel ol arak camsı gör ünü me sahi ptir ve bazen de dili ni m yüzeyl eri i nci parlaklı ğı ndadır. Di st eni n yoğunl uğu 3. 6 gr/ c m3’t ür. Mohr sertlik skal ası na göre sertliği kristal boyunca 4- 5, eni ne 6- 7 değerl eri ndedir.
Ki myasal bil eĢi minde Al2O3 ve Si O2 dı Ģı nda Fe2O3, Cr2O3 ve çok az mi kt ar da Ca O,
Mg O, Fe O ve Ti O2 mi nerall eri bul un makt adır. 2. 2. Disteni n Özelli kl eri ve Kull anı m Al anl arı
Saf hal de kull anı mı çok f azl a ol mayan bir mi neral ol an di st eni n ekonomi k açı dan bir değer arz et mesi i çi n refrakt erli k özelli kl eri ni n arttırıl ması gerekir. Bu sebebt en di st en 1350- 1380 0C arası nda kalsi ne edil erek, ekono mi k ol arak değerl endirileceği alfa mullite dönüĢt ürül ür.
Bu faz değiĢi mi sırası nda,
3( Al2O3Si O2) + Isı 3Al2O32Si O2 + Si O2
Dist en Mullit Ser best Silis Ģekli nde bir reaksi yon gerçekl eĢir.
Sı caklı k arttırıl dı ğı nda mullit bozuĢur ve Al2O3 ile Si O2 ort aya çı kar. Bu esnada öne mli
bir haci msel deği Ģi m gözlenmez. Sı caklı ğı n düĢürül mesi dur umunda mullit t ekrar ol uĢur. Mullit fazı na geçen di st en bazı özelli kl er kazan makt adır. Bunl ardan il ki yüksek sı caklı kl arda haci msel duraylılı k ve t er mal Ģokl ara karĢı dayanı klılı k göst er mesi dir. Dol ayısı yl a sı caklı k değiĢi mleri nden fazl a et kilen mez. Ayrı ca aĢı nma ve kor ozyona karĢı da son derece dirençli dir.
Di st eni n yak ma pr osesi sırası nda göst erdi ği haci msel genl eĢ me kat sayısı di ğer aynı ki myasal f or müll ere sahi p ol an andal uzit ve silli manit e göre yakl aĢı k 2. 5 kat daha fazl adır. Bu özelli k il k bakı Ģt a dezavant aj gi bi gör ün mesi ne rağ men kontrol edil mesi hali nde bazı avant ajlar sağl a ması mü mkündür. Bili ndi ği gi bi bazı ha mma ddel er ve özelli kl e killer at eĢt e büzül ürler. BüzüĢ me di st en kull anmak sureti yl e dengel enebilir. Öt e yandan bazı dur uml arda haci m artıĢı istenmez. Mullite dönüĢt ür me pr osesi esnası nda haci m artıĢı nı n belli sı nırl ar i çi nde kal ması gerekli dir. Bu nedenl e pr oses öncesi nde di st ene kalsi nasyon uygulanması zorunl udur.
Haci msel genl eĢ me katsayısı ha mmaddeni n t ane boyut u dağılı mı il e bağl antılı dır. Genl eĢ me kat sayısı nı n değeri ni sabit t ut abil mek a macı il e t ane boyut dağılı mını n mü mkün ol duğunca aynı ol ması sağl anmalı dır. Tane boyut u dağılı mı di st eni n alfa mullite dönüĢü münde öne mli r ol oynar. He m dönüĢü m sı caklı ğı nı hem de pr osesi n süresi ni et kiler, dol ayısıyl a da dönüĢü m oranı nı tayi n eden bir fakt ördür. Di st eni n alfa mullite dönüĢü mü esnası nda 1 metri k t on di st enden yakl aĢı k ol arak 0. 88 metri k t on mul lit el de edil mekt edir (Kar adeni z ve Ku mr u, 1992).
Refrakt er sanayii nde kul lanılacak ol an di st en i çin belli bir st andart yoktur. Her üreti m yapan ül keni n kendil eri ne göre geliĢtirdi kl eri st andartlar bul un makt adır. Çi zel ge 2. 1’ de bu st andartlar veril miĢtir.
Çi zel ge 2. 1 Bazı Ül kel erde Di st en Ġçi n Uygul anan St andartlar ( Karadeniz ve Ku mr u, 1992). İ ÇERİ K A. B. D. Çİ N Hİ NDİ STAN Al2O3 % 59 % 55- 60 % 58 Si O2 % 39 % 42 % 39 Fe2O3 % 0. 75 % 1. 5 % 2 Ti O2 % 1. 25 % 1. 5 % 2 K2O + Na2O % 0. 25 % 1 % 0. 5 Fe2O3 + Ti O2 - - % 2. 5 Ca O + Mg O % 0. 2 - - Tü m Safsı zlı kl ar - - % 3. 5
Di st en konsantrel eri ni n i st enen özelli kl eri t aĢı yabil mesi i çi n özelli kl e t enörünün % 90’ı n üzeri nde ol ması gerekli dir. Ki myasal bil eĢi m, t ane boyut dağılı mı ve refrakt erli k öne mli kriterlerdir. Ayrı ca hacims el genl eĢ me kat sayısı ve bazı dur uml arda da at eĢ rengi öne mli özelli kl erdendir. Ayrı ca ki myasal yapı sı nda ol ması muht e mel ol an Si, Fe, Ti ve al kali met al el e mentl erini n t enörl eri refrakt erliğe yaptı kl arı et kiler açısı ndan büyük öne m t aĢı makt adırlar.
Di st eni n en büyük kull anı m al anı de mir çeli k endüstrisi dir. Ayrı ca de mir dıĢı met al, çi ment o, ca m ve gübre sanayiileri nde, met ali k fiber üreti mi nde ve Si- Al al aĢı mları nda kull anıl makt adır. Bunl arı n dı Ģı nda buji göbeği yapı mı nda sera mi kt e, ocak döĢe mel eri nde, sı caklık i zol e et mede, el ektro porsel en i mal atı nda, silisyum kar bür yapı mı nda, kaynak çubuğu kapl a mal arı nda, refrakt er harç ve sı va üreti minde ve sağlı k gereçl eri nde disten kullanıl makt adır ( DPT, 2001).
2. 3. Dünya ve Türk Disten Rezervl eri
Dünyada di st en mi nerali ni n büyük bir kı s mı Kanada, A. B. D., Güney Afri ka, Ġsveç, Avust urya, Hi ndist an, Rusya ve Avustral ya’da bul un makt adır. Çi zel ge 2. 2’ de dünyadaki di st en rezervl eri ni n ül kelere göre dur umu veril miĢtir.
Çi zel ge 2. 2 Dünya Dist en Rezer vl eri ( DPT, 2001). ÜLKE TON % KANADA 45 000 000 38. 6 A. B. D. 30 000 000 25. 8 GÜNEY AFRİ KA 12 000 000 10. 3 İSVEÇ 4 500 000 3. 9 KA MERUN 4 114 000 3. 5 AVUS TURYA 4 000 000 3. 4 Hİ NDİ STAN 3 800 000 3. 2 RUS YA 3 500 000 3. 0 AVUS TRALYA 3 000 000 2. 6 Lİ BERYA 2 500 000 2. 2 KENYA 1 230 000 1. 1 BREZİ LYA 1 000 000 0. 9 BULGARİ STAN 800 000 0. 7 Fİ NLANDİ YA 300 000 0. 3 MALAVİ 300 000 0. 3 SOMALİ 132 000 0. 1 NAMİ BYA 120 000 0. 1 DÜNYA TOPLAMI 116 296 000 -
A. B. D.’de i ki büyük di sten yat ağı mevcutt ur. Bu yat akl ar Virgi ni a’da Willis Mount ai n ve Geor gi a’da Gr aves Mount ai n böl gel eri nde yer al makt a ol up, kuvarsitlerle birli kt e bul un makt adır. A. B. D.’de gnays ve Ģistler i çi nde bul unan di st en yat akları ekono mi k değer taĢı ma makt adırlar ( Benett ve di ğ., 1983).
Hi ndi st an di st en yat akları masif yapı da ol up, yal nı zca bu ül kede gözl enen bir ol uĢumdur. Bu rezervl eri n öne mli bir kı s mı Bi har ve Andhra Pradesh’ de yer al ma kt a ol up Maharashtra, Orissa, West Bengal ve Kar nat ka’da da di st en yat akları mevcutt ur ( Amanull ah ve di ğ., 1990).
Öt e yandan, t abl oda bul un ma makl a beraber, Çi n’ de öne mli mi kt arlarda di st en bul un makt adır. Büyük bir kı s mı düĢük t enörl ü ol an bu yat akl ar Ji angsu, Henan ve Xi nji ang böl gel eri nde yer al makt adır ( Guanghuan, 1990).
Tür ki ye’de i se Mani sa-Gör des- De mirci- Köpr übaĢı, Aydı n- Koçarlı ve Bitlis Masifi nde di st en yat akl arı mevcutt ur.
Ma ni sa- Gör des- De mirci-Köpr übaĢı yör esi nde bul unan di st en pot ansi yeli mi l yon t onl ar ci nsi nden ifade edil mesine rağ men, Al2O3 i çeri ğini n %10 ci varl arı nda ol ması nedeni yl e
ekono mi k bir değer taĢıma makt adır.
Bitlis masifi nde yer al an di st en yat akl arı Bitlis- Bayra mal an, Bi ngöl- Genç-Haveli yan ve Bi tlis- Hür müz- ġet ek köyleri ci varı nda bul un makt adır. Bu cevheri n Al2O3 i çeri ği
%20-32 arası nda değiĢ mekt e ve gör ünür rezervi 165 000 t on ol arak tahmi n edilme kt edir. Bi tlis- Bayr a mal an köyü ci varı nda bul unan ve gang mi nerall eri kuvarsit, mus kovit ve seri zit ol an di st en r ezer vleri 1. 5 mil yon t on ol arak t ah mi n edil mekt edir. Al2O3 i çeri ği i se
%23- 52 arası nda deği Ģ mekt edir.
Hür müz- ġet ek yöresi nde i se 3. 5 mil yona kadar di st en varlı ğı t ahmi n edil mekt edir. Gang mi neralleri ol arak kaolinit, kuvars, r util, muskovit ve serizit bul un makt adır. Al2O3
içeri ği ise %24- 28 arası ndadır ( Karadeni z ve Ku mru, 1992).
2. 4. Disten Yat akl arı nı n Sı nıfl andı rıl ması
Di st en mi nerali, di ğer al ümi nyu m sili kat mi neralleri andal uzit ve sillima nit e benzer Ģekil de sedi mant er kayaçl arı n yüksek sı caklı k altı nda met a morfizması sonucu ol uĢ muĢt ur.
Yaygı n ol arak gözl enen biri nci gr upt a, di st en kuvarsitler il e birli kt e bulunur. Di st enli kuvarsitl er %15- 40 ar asında deği Ģen mi kt arl ar da di st en i çerirl er. Pirit, l azurit, r util ve mi ka gi bi gang mi neralleri %5 ci varı nda ol up cevher genelli kl e öne mli oranda kuvarsit içerir. Dünyada bu t ür yat akl anma A. B. D.’nin Pi edmont Böl gesi nde, Geor gi a ve Vi r gi ni a’da var dır. Ayrıca, Suri na m, Nor veç, Kenya ve Avust urya da di st enli kuvarsit rezervl eri ne sahi p ül kel erdir.
Di st en, met a morfiz maya uğra mıĢ Ģistler ve gnaysl arl a da birli kt e bul unabil mekt edir. Gang mi neralleri ol arak bi otit, fel dspat, muskovit, gar net, nadiren hor nblend ve di ğer bazı kayaç ol uĢt uran mi neralleri n gör ül ebil di ği bu t ür di st en yat akl arı nda t enör %1-2’ den %25 düzeyi ne kadar deği Ģebil mekt edir. Di st en t enör ünün çok düĢük ol duğu yat akl ar son derece geniĢ alanl ara yayıl mıĢtır.
Al ü mi nyu ml u sedi manl arı n met a morfiz mal arı sonucu ol uĢan nodüll er Ģekli nde gör ül en di st en yat akl arı, masif di st enl er ol arak adl andırıl makt adır. Bu t ür yatakl ar %15- 60 kuvars, %10- 30 mi ka ve kor und, r util, st aur olit, l azurir, t ur mali n, gar net, amfi bol, de mi r oksitler i çerirler. Hi ndi stan’ da bul unan Lapsbor u di st en yat ağı bu t üre en i yi ör nektir ( Benett ve di ğ., 1983).
2. 5. Dünya Disten Üretimi
Di st en mi nerall eri ni ti cari anl a mda ür et en sadece bir kaç ül keden en büyüğü A. B. D.’ dir. Ameri ka BirleĢi k Devl etleri’ni Çi n ve Ukr ayna i zle mekt edir. Dünyadaki dist en mi nerali üreti mi Çi zel ge 2. 3’de gör ül mekt edir.
Çi zel ge 2. 3 Dünya Dist en Minerali Üreti mi ( DPT, 2001).
ÜLKE TON A. B. D. 90000 Çi n 50000 Ukr ayna 15000 Rus ya 10000 Hi ndi st an 6700 Ġsveç 4000 Ġspanya 1500 Zi mbabve 1200 Avustral ya 800 Br ezil ya 600
2. 6. Disten’i n Zengi nl eştiril mesi
Di st en mi nerali i çi n zengi nl eĢtir mede öne mli ol an kriterler; cevheri n mi neral ojisi, ki myasal bil eĢi mi ve cevheri ol uĢt uran mi neralleri n ser bestl eĢ me t ane boyutl arı dır. Bunl arı n dı Ģı nda kull anım al anl arı nı n gerektirdiği bazı koĢullar da yönte m seçi mi ni et kil e mekt edir.
Ge nel ol arak Al2O3 i çeri ği yet erli sevi yede (% 15 Al2O3) ol an di sten cevherl eri
ekono mi k ol arak değerlendirilebil mekt edir. Ancak di st en konsantreleri nde t ane boyut unun 200 meĢt en daha büyük ol ması nı n gereklili ği, serbestleĢ me t ane boyut u bu değeri n altı nda ol an cevherl erde pr obl e m hali ne gel mekt e ve t enör ol arak yet erli gi bi gör ünen bir yat ağı n ekono mi k ol arak i Ģl etilebil mesi ne mani ol abilme kt edir. Bazı dur uml ar da i se di st en, bakır ve pirit gi bi değerli mi nerallerle birli kt e bulunabil mekt e, tenör ü daha düĢük ol ması na rağmen ekono mi k değer taĢı yabil mekt edir.
ġi mdi ye kadar deği Ģik zengi nl eĢtir me yönt e ml eri denen miĢ ol makl a birli kt e uygul a mal arda fl ot asyon ve manyeti k ayır mayla zengi nl eĢtir me met odl arı cevheri n içerdi ği gang mi neralleri ne ve cevheri n yapı sı na bağlı ol arak deği Ģi k var yasyonl arl a tat bi k edil mekt edir.
Di st eni n zengi nl eĢtiril mesi nde, çubukl u veye bil yalı değir men il e istenen boyut a i ndirgenen cevher, pirit, kil ve mi ka gi bi gang mi neralleri i çeri yorsa, il k safhada pirit, i ki nci safhada kil ve mi ka fl ot asyonu yapılır. Di st en son kade mede yüzdür ül erek el de edilir ve konsantre di st en manyeti k ayır ma il e i çer di ği de mir mi nerall eri nden ayrılır. Genel ol arak yüksek pül p yoğunl uğunda kondüsyonl a ma yapıl makt a ve flot asyon asi di k ort a mda gerçekl eĢ mekt edir ( Benett ve di ğ., 1983).
Di st eni n zengi nl eĢtiril mesi nde, fl ot asyon ve ma nyeti k ayır ma dı Ģı nda da çeĢitli zengi nl eĢtir me i Ģl e mleri çeĢitli araĢtır macıl ar t arafı ndan denen miĢtir. T. O. Ll e well yn ve J. Br owni ng t arafı ndan yapıl an bir çalıĢ mada Geor gi a Gr aves Mount ai n böl gesi nden alı nan di st enli kuvarsit nu munel eri üzeri nde gravit e il e zengi nl eĢtirme met hodu uygul anmıĢtır.
Yapıl an bu zengi nl eĢtir me deneyl eri nde ci haz ol arak ağır ort a m si kl onl arı kull anıl mıĢtır. Di st en t enör ü %33 ol an ve %60. 5 kuvars, %4. 5 mi ka il e çok az mi kt arlarda r util ve opak mi neral i çeren nu munel er –28 meĢ boyut una i ndiril di kt en sonra si kl onl a Ģla mı atıl mıĢtır. Ağı r ort a m si kl onl arı na besl enmeden önce sülfürl eri n uzakl aĢtırıl ması içi n fl ot asyon yapıl mıĢtır. Ağır ort a m sı vısı ol arak özgül ağırlı ğı 2. 96 gr/ c m3
ol an t etrabr o met an ( CHBr2) kull anıl mıĢ ve %95. 5- 96. 7 veri mle, %96. 4-99. 0 t enörl ü di st en konsantresi el de
edil miĢtir ( Ll e well yn ve Br owni ng).
Gr avit e zengi nl eĢtir me met odunun denendi ği bir baĢka çalıĢ ma i se Hi ndi st an’ da S. Amanull ah, G. M. Rao ve K. Sat yanarayana t arafı ndan gerçekl eĢtiril miĢtir. Deği Ģi k yat akl ardan sağl anan numunel er, gang mi nerali ol arak yüksek t enör de kuvars ve mi ka ile az mi kt arl ar da r util,staur olit, l azurit, t ur mali n, gar net, a mfi bol ve de mir oksitl er den ol uĢ muĢt ur. Özelli kl e sarsı ntılı masa çalıĢ maları denen miĢ, ancak baĢarısı zlı kl a sonuçl anmıĢtır. Burada el de edil en ol umsuz sonuçlar genel ol arak Ģekil fakt örüne, di st en veri mindeki düĢükl ük i se sarsı ntılı masadaki kayı pl arı na bağl anmıĢtır (Amanull ah ve di ğ., 1990).
A. B. D.’de I daho Woodrat Mount ai n böl gesi nde bul unan ve %15- 45 arası nda deği Ģen tenörl erde di st en i çeren Ģist ve gnays yat ağı ndan alı nan nu munel er üzerinde A. R. Rul e ve R. S. Mc Cl ai n t arafından zengi nl eĢtir me çalıĢ mal arı yapıl mıĢtır. Gang mi neralleri ol arak öne mli mi kt arda kuvars, muskovit, kl orit, bi otit, fel dspat, gar net ve az mi kt ar da st aur olit, t ur mali n kordi erit, kor endon, manyetit ve r util i çeren cevheri n zengi nl eĢtiril mesi i çi n gravit e, fl ot asyon ve ma nyeti k ayır ma yönt e ml eri çeĢitli var yasyonl arla denen miĢtir. Sert ve çubuksu yapıdaki di st eni n düz pl aka Ģekilli mi kadan ayrıl ması içi n scrubbi ng (aĢı ndır ma) iĢle mini n ol uml u sonuç vereceği düĢünül müĢt ür. Deneyl er he m kesi kli, he m de sürekli devre Ģekli nde düzenl enerek gerçekl eĢtiri miĢtir. ġekil 1. 1’deki akı m Ģeması ndan da gör ül eceği gi bi çeneli kırıcı dan gel en cevher mer daneli kırıcı il e 12 mm boyut una i ndiril miĢ ve scr ubbi ng yapıl mıĢtır. Scr ubbi ng sonrası nda çubukl u değir men il e –20 meĢe öğüt ül müĢ ve t araklı klasifi kat ör il e sı nıflandırıl mıĢtır. Taraklı kl asifi kat örün alt akı mı el ütrasyon kol onuna ve üst akı mı da hi droseperat öre besl enerek i ki nci kade me sı nıflama yapıl mıĢtır. Boyut aralı ğı –20 meĢ
CEVHER
ÇENELĠ KIRICI
ELEK
-12 mm DAĞITMA
ELEK ÇUBUKLU DEĞĠRMEN
-20 MEŞ
TARAKLI KLASĠFĠKATÖR ÜST AKIM
ALT AKIM
ELÜSTRASYON KOLONU 65 MEŞ
HĠDROSEPERATÖR -20+48 MEŞ -48+65 MEŞ
-65+400 MEŞ -400 MEŞ ARTIK
MASA 1 MASA 2
KONDÜSYONLAMA
ARTIK ARTIK
KONSANTRE KONSANTRE DĠSTEN FLOTASYONU
KABA DEVRE
ARA ÜRÜN DĠSTEN FLOTASYONU
(ÇUBUKLU DEĞĠRMENE) TEMĠZLEME DEVRESĠ
TEMĠZ KONSANTRE ARA ÜRÜN
MERNANELĠ KIRICI
zengi nl eĢtir me i Ģl e mi uygul an mı Ģtır. Öt e yandan –65 + 400 meĢ boyut undaki fraksi yon ise fl ot asyonl a zengi nl eĢtiril miĢtir. Fl ot asyon devresi nde pH düzenl eyi ci ol arak Na OH kull anıl mıĢ ve pH 10- 11 ci varı nda ol acak Ģekil de ayarl anmıĢtır. Topl ayı cı reaktif ol arak ol ei k asit, f uel oil ve petrol yu m sülfonattan ol uĢan bir e mül si yon kull anıl mıĢtır. Mika i se lakti k asit ile bastırıl mıĢtır.
Bu çalıĢ mada, fl ot asyon devresi ndeki di st en kayı pl arı nı n, sarsı ntılı masa devresi ndeki kayı pl ara oranl a daha yüksek ol duğu gözl en miĢtir. Manyeti k ayır ma sürekli devreye dahil edil me mi Ģ ancak el de edil en konsantrel er kur ut ul arak manyeti k ayır maya t abi t ut ul muĢt ur. Ni hai konsantrede di st en t enör ü %87’ ye ul aĢırken, verim %63 ol arak gerçekl eĢ miĢtir ( Rul e ve Mc Cl ai n).
Gr avit e il e ayır ma yönt emi uygul anan çalıĢ mal arı n bir kı s mı nda ol uml u sonuçl ar el de edil mesi ne rağmen, en büyük di st en üreticisi ül ke ol an A. B. D.’de genelli kle fl ot asyon ve ma nyeti k ayır ma yönt e mleri terci h edil mekt edir.
Vi r gi ni a’daki Willis ve Baker Mount ai n böl gel eri ile Geor gi a’daki Gr aves Mount ai n böl gesi nde bul unan di sten yat akl arı dist enli kuvarsitlerdir. Burada, zengi nl eĢtir me öncesi nde cevher 1. 5 i nç boyut una kırıl makt a ve st okl anmakt adır. St ok sahası ndan konveyör bant il e t aĢı nan cevher, bir t araklı klasifi kat ör il e kapalı devre çalıĢan bir çubukl u değir mende –28 meĢ boyut una i ndiril mekt edir. Öğüt me sonrası nda Ģl a m at ma iĢle mi uygul anmakt a ancak öne mli oranda disten kayı pl arı na neden ol makt adır. Cevher de bul unan pirit ve mi ka fl ot asyon il e uzakl aĢtırıl makt a ve bu devreden sonra bat an kı sı m i çi n Ģl a m at ma i Ģl e mi t ekrarlanmakt adır. Piriti n yüzdür ül mesi nde ksant at, mi ka i çi n a mi n t ür ü koll ekt örler kull anıl maktadır. Di st en fl ot asyonu öncesi nde kondüsyonl a ma yapıl makt a, H2SO4 il e p H ayarlandı kt an s onr a petr ol yum s ül f onat il e
di st en yüzdür ül mekt edir. Bi r kaba devre ve i ki kade me t e mizl e me devresi nden sonra te miz konsantre el de edilme kt edir.
Fl ot asyon konsantresi, %91 di st en, %2. 5 de mir oksit ve kal an kı sı m kuvars Ģekli ndedir. Susuzl andır ma sonrası nda kur ut ma yapılı p, yüksek al an Ģi ddetli manyeti k ayır ma yapıl arak, de mir içeri ği %1’i n altı na i ndiril mekt edir ( Benett ve di ğ., 1983).
3. FLOTAS YON HAKKI NDA GENEL Bİ LGİ LER
3. 1. Fl ot asyon
Fl ot asyon, çok i nce boyutl u mi neralleri zengi nleştiren bir yönt e mdir. Fl ot asyon yönt e mi, gravite yönt e mleri ile zengi nl eştiril mesi mü mkün ol madı ğı i çi n kı y met si z kabul edil en, pek çok düşük dereceli veya ko mpl eks yapılı cevher yat ağı nı n işletil mesi ni mü mkün kılar. Fl ot asyon 0. 5 mm’den 1- 2 mi kr ona kadar deği şen boyutl ardaki cevhere uygul anabilir. Genelli kl e 0. 3 mm il e 5 mi kr on arası ndaki tanel er bu met otta i yi randı man verir.
Fl ot asyon yönt e mi nde ayır ma, bazı mi neralleri n hava kabarcı kl arı na ilişerek yüzdür ül mesi ne dayanır. Bu yüzden mi nerallerin yapısal özelli kl eri ve buna bağlı ol arak ol uşan yüzey özelli kl eri çok öne mli dir. Islanmayan, suyu it en ( hi drofob) bir yüzey yapı sı hava kabarcı ğı na iliş meyi sağl ayacaktır. Mineralleri n çok azı doğal ol arak ı sl anmayan karakterde yüzey özelli kl eri göst erir. Doğal yüzebil me yet eneği ol an bu mi neraller yantaşt an kol ayca fl ot asyonla ayrılır. Isl anabil en mi nerall er i se bazı or gani k reaktiflerle ( koll ekt örler) karıştırıl dı kl arı nda suyu it en (hi drofobi k) yüzey özelli kl eri kazanabilirler.
Fl ot asyon i şl e mi nde mekani k karıştır mayl a veya bası nçlı hava il e fl ot asyon ma ki nesi nde köpük ol uşt urul ur ve böyl ece hi drofobi k özelli ğe sahi p mi neral taneci kl eri hava kabarcığı il e sı vı yüzeyi ne t aşı nır. Hi dr ofil özelli ğe sahi p yani ıslanan mineral taneci kl eri ise kabarcı k tarafı ndan alı nma makt a ve di be çökme kt edir. Fl ot asyon mi neral endüstrisi dışı nda, bazı i nce atı k maddel erle çevre kirlenmesi ne karşı ve bazı endüstriyel ür ünl eri n safl aştırılması nda da kull anılabilir. Ayrı ca koll oi dal ( 1- 2 mi kr on boyut gr ubu) atı k sul arı n te mizl en mesi, l avvar atık s ul arı nı n te mizl enmesi, atı k f otoğraf çözeltileri nden gü müş kazanıl ması, tohu ml arı n fl ot asyonl a ayrıl ması di ğer uygul a ma al anl arı dır (At ak, 1990; Özt ürk, 2000).
3. 2. Fl ot asyon Reaktifl eri
Fl ot asyon reaktifleri, besl eyi ciler vasıtası yl a orta mdaki şartları ist enil en dur u ma ayarl a mak ve bu şartları kor umak i çi n devreye kontroll ü ve munt aza m ol arak veril en ki myasal maddel erdir. Böyl ece fl ot asyon ol ayı nı n i st enen düzeyde ol uş ması sağl anır. Fl ot asyon reaktifleri ni n sı nıflandırıl ması aşağı daki gi bi dir:
1. Koll ekt örler ( Topl ayı cılar) 2. Kontr ol Reaktifl eri
a) p H düzenl eyi cil er b) Canl andırı cıl ar c) Bastırı cıl ar
d) Kuvvetl endiri cil er e) Kor uyucul ar 3. Köpürt ücül er
3. 2. 1. Koll ekt örl er
Koll ekt örler, mi neral yüzeyi ne bağl anarak, yüzeyi hi dr okar bon t abakası il e kapl ayan ve mi nerali n hava kabarcı ğı na yapış ması nı sağl ayan ki myasal maddel erdir. Koll ekt örler i ki gruba ayrılırlar:
1. Anyoni k Koll ekt örler 2. Kat yoni k Koll ekt örler
3. 2. 1. 1. Anyoni k Koll ektörl er
Anyoni k koll ekt örler en f azl a kull anılan fl ot asyon koll ekt örleri dir. Okshi dril ve sülfhi dril bileşi kl er ol mak üzere i ki ana grupt adırlar.
Oks hi dril Koll ekt örl er: Genelli kl e t uz ti pi mi neralleri n, ağır met al oksitleri n,
sili katl arı n fl ot asyonunda kull anıl an koll ekt örl erdir. Bazı or gani k asitl er veya bunl arı n sodyu m ve pot asyu ml u t uzl arı bu a maçl a kullanılırlar.
Kar boksili katlar, yağ asitleri ol arak bili nen koll ekt örlerdir. Bit kisel yağl ardan veya hayvansal yağl ardan el de edilirler. Ol ei k asit ve li nol ei k asit genelli kl e kull anılanl arı dır. İyoni k koll ekt örlerde hi drokar bon zi ncir uzunl uğu arttı kça su it me özelli ği artar ancak çözünürl ük azalır.
Sabunl ar i se, yağ asitlerini n t uzl arı dır. Çok uzun zi ncir uzunl uğunda bil e çözünürl er. Kar bosili katlar kuvvetli koll ekt örlerdir, fakat çok i yi seçi mlili kl eri yoktur. Ca, Ba, Mg, kar bonatlar, çözünen al kali met al t uzl arı ve t oprak al kali t uzl arı n fl otasyonunda kull anılırlar.
Sülfat ve sülfonat t opl ayı cıları da yağ asitleri ne benzer özelli kl er gösterirler. Bu koll ekt örler asit ort a mda i yonl aştı kl arı i çi n oksit ve sili katları n fl ot asyonunda da kull anılırlar. Dist en, barit ve şelit fl ot asyonunda başarılı uygul a mal arı bul unma kt adır.
Sülf hi dril Koll ekt örl er: Pol ar gr ubunda i ki değerli kli sülfür bul unduran
koll ekt örlerdir ve bu koll ekt örler genel de sülfürl eri n veya oksitlenmi ş sülfür mi neralleri ni n fl ot asyonunda kullanılırlar.
Ksant atlar, kar bon sülfürle bir al kol ün t epki mesi sonucu ol uşurl ar. Sülfürl ü cevherl er ve ağır met aller içeren mi neralleri n fl ot asyonunda kullanılırlar.
Ti osülfatlar f osfor pent a sülfürün al kol, fenol gi bi or gani k bileşi kl er il e reaksi yonundan ol uşan ve aer ofl oat ol arak adl andırılan koll ekt örlerdir. Sülf ürl eri n fl ot asyonunda kull anılırlar ve ksant atlara nazaran Cu- Pb- Zn mi neralleri ni daha seçi ci ol arak yüzdür ürl er.
Fosfi nl er i se suda çözünürl er ve özelli kl e bakır sülfürleri n seçi mli ol arak di ğer sülfürlerden ayrıl ması nda kullanılırlar.
3. 2. 1. 2. Kat yoni k Koll ekt örl er
Kat yoni k koll ekt örler suda i yonl aşan, hi drokarbon zi nciri t aşı yan ve aktif gr ubu kat yon ol an ki myasal maddel erdir. Ami nl er en yaygı n ol arak kull anılan kat yoni k koll ekt örlerdir. Bunl ar pol ar gr ubu beş değerli kli azot, hi droj en ve hi drokar bonun ol uşt urduğu su itici özelliğe sahi p koll ekt örlerdir. Anyonl arı, hal oj en, aset at veya OH ol up bunl ar mi nerall e ol an r eaksi yonda aktif rol oyna mazl ar. Ami nl er mi ner al yüzeyi nde el ektri ksel çift t abakanı n ol uşt urduğu negatif el ektri k yükü ve pozitif ol an t opl ayı cı kafal arı arası ndaki çeki mden dol ayı mineral yüzeyi ne adsor pl anır.
Ami nl er genelli kl e oksitleri n ve sili katl arı n sel ektif fl ot asyonunda, pot asyu m mi neralleri ni n fl ot asyonunda, ya bazi k bil eşi k veya aset atlı ve hal oj enli t uzlar hali nde kull anılırlar. Ayrı ca sodyu m sülfürl ü yüksek al kali ort a mda oksit çi nko mi neralleri a mi n il e yüzdür ül ürl er.
3. 2. 2. Kont rol Reaktifl eri
Kontrol reaktifleri mi neral yüzeyi ni n su it me özelli ği ni azalt mak veya arttır mak i çi n kull anılırlar. Canl andırıcı, bastırıcı ve pH düzenl eyi ciler ol arak üç gruba ayrılırlar. Canl andırıcılar mi neral yüzeyi nde koll ekt ör adsor psi yonunu arttıran reaktiflerdir. Ayrı ca bu reaktifler i yonl aşabilen t uzl ar ol dukl arı ndan mi neral yüzeyl eri yl e de reaksi yona gir mekt edirl er.
Bastırıcılar canl andırıcıları n t a m aksi ne mi neral yüzeyi ndeki koll ekt ör adsor psi yonunu azalt an r eaktifl er dir. Genelli kle seçi mi fl ot asyon sırası nda bazı mi neralleri n hi dr ofobl uk dur u ml arı yok edilerek hi drofil yapıl maları i çi n kull anılırlar. Fl ot asyonda birçok çeşit bastırıcı reaktifler kull anıl makt adır. Bunl ara sili katları bastır mak i çi n kull anılan sodyu m sili kat ( Na2Si O3), gal en fl otasyonunda
pirit, sfal erit ve bakır mi neralleri ni bastır mak i çi n kull anılan sodyu m si yanür ( Na CN), moli bden fl ot asyonunda büt ün sülfürleri bastır mak i çi n kull anıl an sodyu m sülfür ( Na2S) örnek ol arak verilebilirler.
Fl ot asyonda çok öne ml i bir r ol oynayan p H’ ı n düzenl en mesi nde bazi k ort a m yarat mak i çi n kireç, Na2CO3 ve Na OH katıl arak ayarl a ma yapılırken, asit ort a m
yarat mak içi n ise genellikl e HCl veya H2SO4 katılarak ayarl a ma yapılır. 3. 2. 3. Köpürt ücül er
Ha va-sı vı arayüzey gerili mini düşüren ve bu sayede mi nerali n köpüğe iliş mesi ni sağl ayan reaktiflere “köpürt ücü reaktif” denir. Ayrı ca hava kabarcı ğı nın t aneci ği taşı yacak sağl a mlı kt a olması nı da sağl arlar.
Köpürt ücü reaktifler OH pol ar gr ubunu t aşı yan al kol ve fenoll er, oksijen i l e pol ar bağl antı kuran poli et er (gli kol), oksi etilen, oksi popil en gi bi ki myasal maddel er ve bunl arı n t ürevl eri dir. En çok kull anılan köpürt ücül er; ça myağı, Do w Fr oth, MI BC, kresili k asit ve okali pt üs yağı dır ( Atak, 1990).
3. 3. Sili katl arı n Fl otasyonu
Sili katl ar, mi neral yüzeyleri ni n el ektri ksel özelli kleri ne, koll ekt ör ün el ektri k yüküne veya mol ekül er ağırlı ğına, mi nerali n çözünürl üğüne ve met al-t opl ayı cı bil eşi ği ni n kararlılı ğı na göre yüzdürül ebilirler ( Fuerst enau, 1984). Bu özelli kl ere bağlı ol arak,
koll ekt örl e kapl an ma ya el ektr ost ati k çeki m (fi zi ksel adsor psi yon) il e veya yüzey i yonl arı ile ki myasal reaksi yon (ki myasal adsor psiyon) şekli nde ol ur.
Ancak çoğunl ukl a koll ekt örleri n adsor psi yonu fizi ksel adsor psi yon şekli nde ol ur. Fi zi ksel adsor psi yon, mi ner al yüzeyi il e kollekt ör i yonunun zıt el ekt ri k yükü taşı mal arı sonucu, el ektrost ati k çeki m yol u il e mi neral t aneci kl eri ni n koll ekt örl e kapl anması dır. Sili katlarda mi neral yüzeyi ni n el ektri k yükünü t ayin eden ve deği ştiren en öne mli etken ort a mı n pH’sı dır. pH’ nı n belirli bir değerinde, yüzey el ektri k yükü veya bunu tayi n eden el ektro ki netik pot ansi yel (zet a pot ansi yeli) sıfıra eşittir. Mineral yüzeyi nin el ektri k yükü t aşı madı ğı dur uma “sıfır yük noktası” denir. Bu p H değeri ni n altı nda hi droj en i yonu adsor psi yonu il e yüzey pozitif el ektri k yükü taşır. Yüksek pH’l arda ise yüzey el ektri k yükü negatiftir. Bu yüzden sili katl arda doğr u koll ekt örün kull anıl ması i çi n sıfır yük noktası nı n bili nmesi gerekir ( At ak ve Tol un, 1994).
Or gani k sülfonat ve sülfatları n ve bazen yağ asitleri ve sabunl arı n mi neral yüzeyi nde adsor psi yonu, yüzeyi n pozitif el ektri k yükü t aşı dı ğı koşull arda elektrost ati k et kileşi mle gerçekl eşir. Ami nl er i se, yi ne el ektrost ati k et kilerle, mi neral yüzeyi ni n negatif ol duğu koşullarda yüzeyi adsor pl arl ar ( Atak, 1990; Cr ozi er, 1992).
Sili katları n fl ot asyonunda genelli kl e yağ asitleri, or gani k sülfat, sülfonat, fosfat ti pi reaktiflerle mi neraller yüzdür ül mekt edir. Sili katları n refakat çı mi neralleri kar bonatl ar ve oksitler ol duğu za man seçi mli ayır ma ve yüksek dereceli konsantrel eri n üreti mi güçl eş mekt e, di ğer sili katlarla birli kt e ol dukl arı nda ayrıl ma daha kol ay ol makt adır. Aşağı da çeşitli sili katların fl ot asyon koşulları veril mekt edir.
Fel dspatlar he m anyoni k he m de kat yoni k koll ekt örlerle yüzdür ül ebilirler. Mi ka ve kuvarsı ayır mak gerekti ği nde, önce sadece köpürt ücü veya sülfonat ti pi bir koll ekt örle mi ka yüzdürül ür. Daha sonra HF kull anılarak asitlendiril miş pül pt en a mi nl erl e fel dspatlar kazanılır. HF’ ni n çevreye zararlı et kileri nedeni il e son günl er de HF’ si z fel dspat fl ot asyonu il gili çalış mal ar yür üt ülme kt edir ( Çeli k ve di ğ., 2001). Ki l mi neralleri ni n fl ot asyonu genelli kl e a mi nl erle yapılır. Ancak fl ot asyon kill eri n ci nsi ne ve oranı na, di spersi yon derecesi ne, di ğer yabancı mi neralleri n ( kuvars, mi ka, fel dspat) ci ns ve mi kt arı na göre deği şir.
Kuvars fl ot asyonu geniş bir pH aralı ğı nda ami nl erle, canl andırıcı kat yonl arı n kull anıl ması il e de bu kat yonl arı n hi drolizi ne uygun p H’l arda anyoni k kol lekt örl erle yapıl makt adır.
Tal k bir sili kat ol ması na rağ men doğal ol arak yüzebil en mi neraller arası ndadır. Ancak eğer gang mi nerali ol arak kar bonat mevcutsa, küçük mi kt arda a mi n ilavesi il e tal k kazanı mı arttırılabilir ( Cr ozi er, 1992).
Vol ast oniti n a mi nl e yüzdür ül mesi mü mkündür. Seçi mli ayır mada r efakat çi mi neraller öne mli dir. Cevher kalsit i çerdi ği t akdirde anyoni k koll ekt örlerle, kuvars veya di ğer sili kat mi neralleri ni i çerdi ği nde i se kat yoni k koll ekt örlerle fl ot asyon uygul anabilir ( At ak ve Tol un, 1994; Cr ozi er, 1992).
3. 4. Disteni n Fl otasyonl a Zengi nl eştiril mesi
Di st en, yant aş ol an kuvarst an yağ asitl eri yl e, soda veya s odyu m sili kat kull anıl arak ayrıl makt adır. Asit devrel eri nde i se genelli kl e petrol yu m sülfonat ti pi kollekt örl erle zengi nl eştiril mekt edir. Asi di k veya al kali ort aml ar da fl ot asyondan önce şl a mı n uzakl aştırıl ması nı n fl ot asyonu ol uml u yönde et kiledi ği belirtil mekt edir. Ancak eğer mal ze me pirit veya di ğer sülfürleri i çeri yorsa, şla mı n atıl ması ndan önce fl ot asyonl a bu gang mi neralleri uzakl aştırılır ( Gaudi n, 1957; Fuerst enau, 1962). Di sten cevheri fl ot asyon öncesi nde serami k bil yalı değir men il e öğüt ül erek, de mir i yonl arı nı n gang mi neralleri ni canl andır ması önl enir ( Abra mov, 1993).
Di st eni n fl ot asyonl a zengi nl eştiril mesi ni n denendi ği bir çalış ma Hi ndist an’ da S. Amanull ah t arafı ndan gerçekl eştiril miştir. Bu çalış mada %20 Al2O3 i çeri kli di st en
mal ze mesi nden %59 Al2O3 i çeri kli konsantre kazanı mı na gi dil miştir. Di sten veri mi
ma nyeti k ayırıcı dan da sonra %76 dol ayl arı ndadır. Fl ot asyon i şl e mi nde önceli kl e yüksek mi kt arda ol ması ndan dol ayı mi ka Bora min C il e yüzdür ül müşt ür (0. 12 kg/t, pH=4). Di st eni n fl ot asyonunda i se uygul anan koll ekt ör Sodyu m Petrol yu m Sülfonat’tır. Bu anyoni k fl ot asyonda koll ekt örün mi kt arı 1. 2 kg/t ve pH = 3- 4’t ür. Son ol arak da konsantrede bul unan t ur mali n, gar net, de mir oksit gi bi mal ze mel er ma nyeti k ayırı cı yl a ayrılmı ştır ( Amanull ah ve di ğ, 1990).
Di st eni n fl ot asyonunun denendi ği bir başka çalış ma i se Çi n’ de Wu Guanghuan tarafı ndan gerçekl eştirilmi ştir. Şl a mı n hi drosi kl onl arla alı nması ndan sonra petrol yu m sülfonat kull anıl ması yl a %15- 20 Al O i çeri kli cevher den Al 0 i çeri ği %5 9’ a ve
veri m de %70’e çı karılmı ştır. Bu fl ot asyonda Sodyu m Sebacat e koll ekt ör ol arak kull anıl mıştır. Bu şekil de Al203 or anı %55. 26 ve di st en kazanı mı %83. 05 ol muşt ur
( Guanghuan, 1990).
İstanbul Tekni k Üni versitesi’nde Ali Özt ür k t arafından gerçekl eştirilen çalış mada i se önceli kl e Zet a metre il e yapıl an öl çü ml erde di st en mi nerali ni n sıfır yük nokt ası pH: 5. 9 ol arak öl çül müşt ür. Bundan dol ayı SDS il e pH= 4’ de fl ot asyon yapıl mış, 1500 g/t koll ekt örle yapılan deneyde %54. 4 Al2O3 i çeri kli konsantre %62. 4 veri ml e
alı nmıştır. Pot asyu m Ol eat kull anarak doğal pH’ da ( 8- 8. 5) yapıl an deneyler de 3000 gr/t koll ekt ör il e %45. 3 Al2O3 i çeri kli konsantre %64. 1 veri mle alı n mıştır. Dodesil
Ami n Hi dr okl örür il e yapıl an fl ot asyon deneyl erinde i se di st eni n yüz medi ği, yant aş kuvarsı n yüzeceği düşünül en asi di k pH değerl erinde kuvars yüzdür ül meye çalışıl mış ancak veri mli bir seçi mlili k sağl ana ma mı ştır ( Öztür k, 2000).
4. DENEYSEL ÇALI ŞMALAR
Bu çalış mada, Bitlis yöresi nden alı nan di st en nu munesi ni n fi zi ksel ve ki myasal özelli kl eri belirlendi kt en sonra fl ot asyonl a zenginl eştir me ol anakl arı araştırıl mıştır. Bu a maçl a fl ot asyonda farklı reaktifleri ni pH’ nı n, öğüt me ort a mı nı n ve şl a mı n et ki si i ncel enmiştir.
4. 1. Mal ze meni n Özellikl eri ve Fl otasyona Hazırl anması
Deneyl erde kull anılan mal ze me, yat ağı t e msil eden di st en cevheri dir. Cevher nu munesi, Bitlis ili, Hür müz ve Ar vi zi k- Bayra mal an böl geleri nden alı nan t e msili nu munedir. Bu di st en nu munesi ni n ki myasal anali z sonuçl arı ve mi neral oji k özelli kl eri aşağı da veril miştir.
4. 1. 1. Ki myasal Özelli kler
Di st en nu munesi ni n analiz sonuçl arı Çi zel ge 4. 1’ de gör ül mekt edir. Çi zel ge 4. 1’ den gör ül ebileceği gi bi cevher nu munesi nde de mir, titan ve al kali i çeri kl eri ni n düşük ol ması, mal ze meni n refrakt er ha mmadde ol arak kullanılabileceği ni göst er mekt edir. Al2O3
içeri ği ni n düşük, Si O2 or anı nı n yüksek ol ması cevheri n doğr udan kul lanıl abilirli ği ni
engell e mekt edir.
4. 1. 2. Mineral oji k Özelli kl er
Cevheri n yapı sal ve mi neral oji k özelli kl eri ni belirl e mek a macı yl a sahadan t opl anan nu munel eri n mi neral ojik i ncel e mel eri MTA Genel Müdürl üğü Labarat uarl arı nda yapıl mıştır. Mineral oji k incel e me sonuçl arı cevheri ol uşt uran ana mi neralleri n di st en ve kuvars ol duğunu göst erme kt edir. Cevher de ayrıca az mi kt arda muskovit, epi dot, r util, zirkon ve t ur mali n mi neralleri de bul un makt adır. Di st en çoğunl ukl a yarı özşekilli veya özşekilli uzun pri z mati k kristaller şekli nde gör ülme kt edir. Di st en mi neralleri i ncel enen
Çi zel ge 4. 1 Dist en Nu munesi ni n Ki myasal Anali z Sonuçl arı ( Di nçer, 2000). % Al2O3 35. 60 Si O2 62. 00 Fe2O3 0. 60 Ti O2 0. 124 P2O5 <0. 1 K2O <0. 1 Na2O <0. 1 Mg O <0. 1 Ca O <0. 1 Mn O <0. 1 Kı zdır ma Kaybı 1. 77
kuvars ve di ğer mi neraller i se di st en mi nerallerini n arası nda kal an boşl ukl arı dol dur ur dur umda gözl enmekt edir. Rutil, zirkon, epi dot gi bi bazı mi neraller fazl a yaygı n ol ma makl a beraber di st en mi nerall eri içi nde kapanı m hali nde gör ül mekt edir.
Far klı gör ünü mdeki el nu munel eri ni n üzeri nde di st en mi neralleri ni n uzun ve kı sa kenar ol mak üzere t ane boyu öl çüml eri yapıl mış ve öl çü m değerl eri ni n arit meti k ort al a ması alı nmıştır. Di st en mi neralleri ni n uzun kenarl arı 1650 mi kr on il e 370 mi kr on arası nda, kı sa kenarl arı ise 425 mikr on ile 100 mi kr on arasında değiş mekt edir ( Di nçer, 2000). Ayrı ca ki myasal analiz sonuçl arı na dayanıl arak hesaben bul unan mi neral oji k bil eşi mi sonucuna göre, deneyl erde kullanılan nu muneni n % 56. 54 disten içerdi ği sapt anmıştır.
4. 1. 3. Cevheri n Fl otasyona Hazı rl anması
Cevher, kır ma ve öğüt me yapıl arak, fl ot asyon deneyl eri nde kullanıl mak üzere hazırlanmıştır.
4. 1. 3. 1. Cevheri n Kırılması
Ta ma mı 19 mm altı nda yakl aşı k 35 kg mal ze me konili kırı cı dan geçirilerek 6 mm altı na kırıl mıştır. Mal ze meni n yarısı ayrıl mış ve di ğer yarısı 3. 36 mm altı na i ndiril miştir. 3. 36
mm altı na i ndirilen bu mal ze meden alı nan nu mune il e çeşitli el ek fraksi yonl arı nda boyut dağılı mını t esbit et mek a macı il e el ek analizi yapıl mıştır. Sonuçl ar Çi zel ge 4. 2’ de gör ül mekt e ol up, el ek altı eğrisi Şekil 4. 1’de göst eril miştir.
Çi zel ge 4. 2 –3. 36 mm Boyut u Altı nda Olan Nu muneni n El ek Anali zi Sonuçl arı.
Boyut Ar alı ğı Mi kt ar Mi kt ar Topl am El ek Altı Topl am El ek Üst ü
( mm) ( gr) ( %) ( %) ( %) +2. 380 77. 64 11. 72 100. 00 11. 72 - 2. 380+1. 680 107. 36 16. 21 88. 28 27. 93 - 1. 680+1. 190 87. 80 13. 26 72. 07 41. 19 - 1. 190+0. 841 30. 67 4. 63 58. 81 45. 82 - 0. 841+0. 595 82. 71 12. 49 54. 18 58. 31 - 0. 595+0. 420 60. 52 9. 14 41. 69 67. 45 - 0. 420+0. 297 42. 63 6. 44 32. 55 73. 89 - 0. 297+0. 210 38. 13 5. 76 26. 11 79. 65 - 0. 210+0. 149 37. 64 5. 68 20. 35 85. 33 - 0. 149+0. 105 28. 12 4. 24 14. 67 89. 57 - 0. 105+0. 074 13. 66 2. 06 10. 43 91. 63 - 0. 074 55. 41 8. 37 8. 37 100. 00 TOPLAM 662. 29 100. 00 1 10 100 0.01 0.1 1 10 Boyut Aralığı, mm T o p la m E le k A ltı . %
-3. 36 mm’li k mal ze meni n t ekrar yarı sı ( mer daneli kırı cı nı n açı klı ğı ayarl anar ak) 2 mm altı na i ndiril miştir. Bu mal ze meni n de el ek analizi yapıl mıştır. Sonuçl ar Çizel ge 4. 3 ve Şekil 4. 2’ de veril mekt edir.
Çi zel ge 4. 3 –2. 00 mm El ek Anali zi Sonuçl arı.
Boyut Ar alı ğı Mi kt ar Mi kt ar Topl am El ek Altı Topl am El ek Üst ü
( mm) ( gr) ( %) ( %) ( %) +2. 380 0. 43 0. 06 100. 00 0. 06 - 2. 380+1. 680 49. 13 7. 18 99. 94 7. 24 - 1. 680+1. 190 74. 80 10. 92 92. 76 18. 16 - 1. 190+0. 841 28. 73 4. 20 81. 84 22. 36 - 0. 841+0. 595 101. 37 14. 80 77. 64 37. 16 - 0. 595+0. 420 79. 92 11. 67 62. 84 48. 83 - 0. 420+0. 297 125. 13 18. 27 51. 17 67. 10 - 0. 297+0. 149 66. 58 9. 72 32. 90 76. 82 - 0. 149+0. 105 49. 33 7. 20 23. 18 84. 02 - 0. 105+0. 074 28. 84 4. 21 15. 98 88. 23 - 0. 074 80. 64 11. 77 11. 77 100. 00 TOPLAM 684. 90 100. 00 1 10 100 0.01 0.1 1 10 Boyut Aralığı, mm T o p la m E le k A ltı . %
4. 1. 3. 2. Öğüt me
Fl ot asyon deneyl eri i çi n yakl aşı k 8 kg. nu mune kade meli ol arak öğüt ül müşt ür. Öğüt me öncesi 0. 150 mm altı eleni p ayrıl mış ve –2. 00+0. 150 mm’li k mal ze meden 500’er gr besl enerek sera mi k bil yalı değir mende öğüt me işle mleri yapıl mıştır. Öğüt me süresi ni sapt a mak i çi n yapıl an ön dene mel er sonrası nda, mal ze meni n %90’ı nı n 0, 150 mm altı na geçti ği 45 daki kalı k süre esas alı nmıştır. Pül pte katı oranı da % 65 ol arak sabit t ut ul muşt ur.
Ta ma mı 0. 150 mm altına öğüt ül müş mal ze meni n el ek anali zi yapıl mış ve sonuçl arı Çi zel ge 4. 4 ve Şekil 4. 3’te göst eril miştir.
Çi zel ge 4. 4 –0. 150 mm El ek Anali zi
Boyut Ar alı ğı Mi kt ar Mi kt ar Topl am El ek Altı
( mm) ( gr) ( %) ( %) - 0. 150+0. 100 14. 0 13. 7 100 - 0. 100+0. 074 23. 0 22. 5 86. 3 - 0. 074+0. 053. 30. 0 29. 4 63. 8 - 0. 053+0. 044 11. 0 10. 8 34. 4 - 0. 044+0. 038 5. 0 5. 0 23. 6 - 0. 038 19. 0 18. 6 18. 6 TOPLAM 102. 0 100. 00 1 10 100 0.01 0.1 1 Boyut Aralığı, mm T o p la m E le k A lt ı. %
Ta ma mı 0. 150 mm altı na öğüt ül en cevhere şl a m at ma i şl e mi uygul anmıştır. Şl a m at ma işle mi 38 m’li k el ek kullanılarak, kontroll ü bir şekil de yapıl mıştır. Fl ot asyon deneyl eri şl a mı ayrıl mış nu mune ile ( Ku m) yapıl mıştır. Ayrıca şl a mı n et kisi ni i ncel eme k a macı yl a ku m ve şl a m t ekrar karıştırılarak en i yi fl ot asyon koşull arı nda deneyl er yapı l mıştır. Ku m ve şla m mi kt arl arı ve Al2O3 i çeri kl eri Çi zel ge 4. 5’de veril mekt edir.
Çi zel ge 4. 5 Mal ze mede Ku m – Şl a m Or anı ve Analiz Sonuçl arı Mi kt ar (gr) Mi kt ar ( %) Al2O3 ( %) Veri m ( %) Ku m 6405 84. 44 34. 35 82. 10 Şl a m 1180 15. 56 40. 67 17. 90 Tüvenan 7585 100. 00 35. 33 100. 00
4. 2. Fl ot asyon Deneyl eri
Di st en i çi n dünyada mevcut pazarı n zengi nl eştir meden sonra kalite t al ebi %56- 58 Al2O3
ve max %1 Fe2O3’t ür. %58- 60 Al2O3 ve max %0. 5 Fe2O3 i çeri kli di sten i se yüksek
kaliteli ha mmadde ol arak kabul edil mekt edir (DPT, 2001; Fuerst enau, 1962). Büt ün bunl ar gözönününde t utul arak fl ot asyon deneyleri nde de konsantrede %56- 58 Al2O3
içeri ği ni n üst üne çı kıl ması hedefl enmiştir. Bu a maca yöneli k ol arak, fl ot asyon deneyl eri özelli kl eri böl üm 4. 1. 3’de verilen ku m nu munesi üzeri nde yür üt ül müşt ür. Bu deneyl er de farklı kollekt örleri n, bastırıcıları n ve pH’ nı n et kisi incel enmiştir.
Fl ot asyon deneyl eri, 100 gr a m’lı k nu munel er il e, 1 litreli k Denver ti pi hücrede, 1200 devir/ daki ka’ da musl uk suyu kull anıl arak yapıl mıştır.
Fl ot asyon deneyl eri nde ki myasal anali zl er X- MET 920 model XRF ci hazı yl a yapıl arak çeşitli koşull arda yapıl an deneyl eri n sonuçl arı birbirleri yl e kı yasl anmıştır. XRF il e yapıl an deneyl erde met al urji k dengeni n t a m t ut ma ması ve artı k i çeri ği ni n yüksek çı kması nedeni yl e, 3 kade me t e mi zl e meli ni hai deneyl eri n ki myasal anali zl eri yaş met odl a Esan şirketi ne yaptırıl mıştır.
4. 2. 1. Sülfonat ile Fl otasyon Deneyl eri
Deneyl erde beş çeşit sülfonat gr ubu koll ekt ör kull anıl mıştır. Bunl ar sırası yl a SDS, AERO 845, AERO 801, AERO 825 ve AERO 801 + AERO 845’ dir. Deneyl er de kull anılan SDS, Fl uka şirketi ni n üretti ği, düz zi ncirli 12 kar bona sahi p, anyoni k karakt erli bir koll ekt ördür. AERO 845, AERO 801 ve AERO 825 i se ti cari koll ekt örl er dir ve Cyanami d fir ması t arafı ndan üretil mişl er dir. AERO 801 ve AERO 825 genelli kl e di st en, kr omit ve gar neti n asit devre fl ot asyon uygul a mal arı nda kull anıl an, anyoni k, petrol yu m sülfonat koll ekt örlerdir. Yi ne anyoni k bir sülfonat ol an AERO 845 ise yağ asitl eri yl e el de edilecek seçi mlili kt en daha fazl ası nı sağl a mak i çi n kull anılırl ar. Büt ün deneyl erde konsantre t ek kade me t emi zl enmiştir. Bu gr uptaki fl ot asyon deneyl eri nde il k ol arak koll ekt ör mi kt arı t esbit edil meye çalışıl mıştır. Ayrıca en uygun koll ekt ör mi kt arl arı nda el de edil en kaba konsantrel er üç kez t e mi zl e me işl e mi ne t abi t ut ul arak, konsantreni n Al2O3 i çeri kl eri arttırıl maya çalışıl mıştır.
Al i Özt ür k t arafı ndan İst anbul Tekni k Üni versitesi nde gerçekl eştirilen çalış mada saf di st en nu munesi il e p H’ ya gör e yapıl an yüzey el ektri k yükü öl çü ml eri sonucu sıfır yük nokt ası pH=5, 9 ol arak bul un muşt ur. Bu nokt anın altı ndaki pH’l arda di sten yüzeyi ni n pozitif, yüksek pH’l arda i se negatif ol duğu anl aşıl mıştır. Sıfır yük nokt ası nı n altı nda di st en yüzeyi ni n pozitif ol duğu dur u ml ar da anyoni k bir koll ekt ör ol an SDS il e fl ot asyon deneyl eri yapıl mış ve pH=4’t e en i yi sonuçl arl a di st en yüzdür ül müşt ür (Özt ür k, 2000). İl k yapıl an deneyl erde de pH=4’t e i yi sonuçl ar alı ndı ğı ndan yukarı da adı geçen deği şi k ti pt eki ti cari sülf onatl arla fl ot asyon deneyl eri pH 4’t e yapıl mış, p H ayarı i çi n HCl kull anıl mıştır.
4. 2. 1. 1. Sodyu m Dodesil Sülfat ile Fl otasyon Deneyl eri
Deney Koşulları
SDS Mikt arı : 600 g/t, 900 g/t, 1200 g/t, 1500 g/t
p H : 4
Kı va m Süresi : 5 dak. Fl ot asyon Sür esi : 2 dak. Te mi zl e me Kade mesi : 1
Fl ot asyon deneyl eri nden el de edil en sonuçl ar Çi zel ge 4. 6’da ve Şekil 4. 4’t e veril mekt edir. Çi zel ge 4. 6 ve Şekil 4. 4 kaba konsantreni n bir kez t e mizl eme kade mesi ile fl ot asyonundan el de edil en sonuçl arı da içer mekt edir.
Çi zel ge 4. 6 Sodyu m Dodesil Sülfat ile Dist en Fl otasyonu Sonuçl arı
Reaktif Mikt arı Ür ünl er Mi kt ar Al2O3 Veri m Ür ünl er Mi kt ar Al2O3 Veri m
( g/t) ( %) ( %) ( %) ( %) ( %) ( %) Kaba 53, 0 37, 66 61, 27 Konsant r e 33, 0 42, 65 43, 21 600 Konsant r e Ar a Ür ün 20, 0 29, 43 18, 07 Artı k 47, 0 26, 84 38, 73 Artı k 47, 0 26, 84 38, 73 TOPLAM 100, 0 32, 58 100, 00 TOPLAM 100, 0 32, 58 100, 00 Kaba 68, 0 35, 99 74, 32 Konsant r e 44, 0 40, 91 54, 66 900 Konsant r e Ar a Ür ün 24, 0 26, 97 19, 66 Artı k 32, 0 26, 43 25, 68 Artı k 32, 0 26, 43 25, 68 TOPLAM 100, 0 32, 93 100, 00 TOPLAM 100, 0 32, 93 100, 00 Kaba 67, 0 35, 85 75, 01 Konsant r e 24, 0 38, 18 28, 62 1200 Konsant r e Ar a Ür ün 43, 0 34, 55 46, 39 Artı k 33, 0 24, 25 24, 99 Artı k 33, 0 24, 25 24, 99 TOPLAM 100, 0 32, 02 100, 00 TOPLAM 100, 0 32, 02 100, 00 Kaba 62, 0 35, 41 68, 25 Konsant r e 32, 0 40, 76 40, 55 1500 Konsant r e Ar a Ür ün 30, 0 29, 7 27, 70 Artı k 38, 0 26, 87 31, 75 Artı k 38, 0 26, 87 31, 75 TOPLAM 100, 0 32, 16 100, 00 TOPLAM 100, 0 32, 16 100, 00
Şekil 4. 4 SDS Mi kt arı na Gör e Di st en Fl ot asyonunda Kaba Konsantre ( 1), Konsantre
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 600 900 1200 1500 Kollektör Miktarı (g/t) Al2 O3 V er im i (% ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Al2 O3 İ çe ri ğ i (% ) 4 2 1 3
