ÇÖZÜNMÜŞ HAVA FLOTASYONU (ÇHF) TEKNİĞİ İLE TALKIN TUZLU SULARDA YÜZEBİLİRLİĞİ

Madencilik, 2018, Özel Sayı, 9-16 Mining, 2018, Special Issue, 9-16 Orijinal Araştırma / Original Research ÇÖZÜNMÜŞ HAVA FLOTASYONU (ÇHF) TEKNİĞİ İLE TALKIN TUZLU SULARDA YÜZEBİLİRLİĞİ FLOTABILITY OF TALC BY DISSOLVED AIR FLOTATION (DAF) TECHNIQUE IN SALT SOLUTION Kenan Çinkua,* , Gözde Bekçib,**, Orhan Özdemira,*** a b İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fak., Maden Müh. Bölümü, 34320, Avcılar, İstanbul / TÜRKİYE İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Beyazıt, İstanbul / TÜRKİYE Geliş Tarihi / Received : 27 Mayıs / May 2018 Kabul Tarihi / Accepted : 19 Ağustos / August 2018 Anahtar Sözcükler: ÇHF, Talk, Tuzlu su. Keywords: DAF, Talc, Salt solution. ÖZ Flotasyon tekniği tüm dünyada yaygın olarak kullanılan zenginleştirme yöntemlerinin başında gelmektedir. Talkın sahip olduğu doğal hidrofobik yapısı sayesinde, grafit, taş kömürü, molibden ve kükürt gibi ender mineraller kollektör adı verilen kimyasal toplayıcı kullanmaksızın yüzebildiği bilinmektedir. Flotasyon yönteminde, kollektör ve köpürtücü adı verilen pahalı kimyasalların ve suyun niteliği büyük öneme sahiptir. Bu nedenle flotasyonda kullanılan kimyasal sarfiyatının azaltılması veya hiç kullanılmaması flotasyon tesislerinin işletim masraflarını büyük oranda düşürebilir. Çözünmüş hava flotasyonu (ÇHF) tekniğinin ince tane boyutundaki (-38 µm) malzemelere de uygulanabilmesi ince boyutlu artıkların değerlendirilmesine olanak verebilir. Ayrıca günümüzde hızla tükenen ve kirlenen su kaynakları göz önünde bulundurulduğunda flotasyon tesislerinde suyun çevrimi ve tuz içeriği yüksek kuyu suyu kullanımı zorunluluğu ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada doğal hidrofobik minerallerden olan ince boyutlu talkın kollektör ve köpürtücü kullanmaksızın tuzlu sular (NaCl, ve MgCl2) içerisinde yüzebilirliği araştırılmıştır. Tuzlu sular varlığında laboratuvar ölçekli ÇHF ekipmanıyla yapılan flotasyon deneyleri sonucunda talkın flotasyon veriminde %14’lük artış elde edilmiş olup sonuçlar ışığında Na+ ve Mg+2 iyonlarının talk flotasyonuna etkisi ortaya konmuştur. ABSTRACT Flotation is one of the widely used mineral processing methods where hydrophobic particles are separated from hydrophilic particles using air bubbles. Since some minerals such as talc, graphite, molybdenite, hard coal, and sulphur is naturally hydrophobic, it is possible to float them without collector. The effect of flotation chemicals such as collector and frothers which are very expensive, and the water quality is very important in the flotation method. For this reason, the decrease in the amount of these chemicals for the flotation method or even not to use any of these chemicals may reduce the cost of mineral processing. Dissolved air flotation (DAF) is a clarification process that can be used to remove particles. In addition, when water scarcity and contamination are considered, water circulation and use of bore water which contains a high amount of salt, will be essential for mineral processing plants in the future. In this context, the aim of this study was to investigate the flotation behavior of natural hydrophobic mineral talc in solutions (NaCl and MgCl2) without collector using a lab scale DAF. The flotation results showed that flotation yield of talc increased 14% in the presence of salt ions. Based on the results obtained from this study, it can be concluded the effect of dissolved ions such as Na+ and Mg2+ on talc flotation is ion specific. * Sorumlu yazar: * https://orcid.org/0000-0001-7523-8126 ** *** * https://orcid.org/0000-0003-1294-5346 Bu bildiri 2017 yılında düzenlenen Türkiye 25. Uluslararası Madencilik Kongresi Bildiriler Kitabı’nda yayınlanmıştır. / This paper was published in the 25th International Mining Congress of Turkey held in 2017. Bu makalenin tüm yayın hakları TMMOB Maden Mühendisleri Odası’na aittir © 2018 / Copyright © 2018 Published by UCTEA Chamber of Mining Engineers of Turkey. All rights reserved. 9 K.Çinku, et al / Scientific Mining Journal, 2018, 57 (Special Issue), 9-16 GİRİŞ Günümüzde flotasyon birçok mineralin zenginleştirilmesinde kullanılmasının yanı sıra biyoteknoloji (su arıtımı, gıda sanayi v.b.) gibi cevher hazırlama/zenginleştirme endüstrisinden çok farklı alanlarda da başvurulan temel ayırma proseslerinin başında gelmektedir. Flotasyon yöntemiyle sülfürlü metalik cevherlerin yanı sıra bütün oksitli mineraller ve metal olmayan mineraller zenginleştirilebilirler. Düşük tenörlü cevherleri herhangi bir yöntemle zenginleştirmek mümkündür, ancak flotasyon tesisinin kurulmasının kolay olması ve diğer yöntemlere oranla ekonomik olması nedeniyle flotasyon metodu tüm dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır. Literatürde, özellikle taş kömürü gibi doğal hidrofobik minerallerin tuzlu sular (elektrolit solüsyonları) içerisinde kollektör ve köpürtücü kullanmadan yüzdükleri ile ilgili çeşitli çalışmalar bulunmaktadır. Flotasyonda çözünmüş iyonların solüsyon ve ara yüzeyleri etkileyerek, kabarcık ile taneler arasındaki kolloidal etkileşimleri değiştirmesi sebebiyle minerallerin flotasyonunu etkilediği bilinmektedir. Gerçekleştirilen çalışmalar birçok teoriyi de beraberinde getirmiştir. Bu teorilerden biri inorganik elektrolitlerin kabarcık birleşmesini önlediğini, böylece kabarcık boyutunu düşürdüğü ve sayısını arttırdığı üzerinedir. Bu olayın kabarcık-tane yapışma olasılığını arttırdığı, köpük stabilitesi ve böylece flotasyon verimini arttırdığını söylenmektedir. Tuzlu suların kömür flotasyonunda büyük ilgi görmesinden dolayı, kömür gibi doğal hidrofobik karakterli minerallerden birisi olan talk için de tuzlu su ortamında çözünmüş hava flotasyon yapmanın mümkün olabileceği düşünülmüştür. ÇHF flotasyonu tekniği esas olarak içme sularının iyileştirilmesi (Newcombe ve Dixon, 2006), atık suların geri kazanımı, cevher hazırlama ve zenginleştirme tesisi atıklarının katı-sıvı ayırımının yapılarak proses suyunun tekrar sirkülasyonu, ağır metal ve anyonların uzaklaştırılması gibi amaçlarla kullanılmasının yanı sıra son yıllarda bakır-nikel gibi metalik şlam cevherlerin geri kazanımı), ince boyutlu feldispat cevherlerinin zenginleştirilmesi, fosfat cevheri şlamlarının zenginleştirilmesinde ve ince boyutlu kuvarsın geri kazanımı gibi uygulamalarda da kullanılmaya başlanmıştır. Çözünmüş hava flotasyonu taşıyıcı faz olarak mikro kabarcıkların kullanıldığı katı-sıvı veya sıvı-sıvı ayırma proseslerinin çok iyi şekilde sağ10 landığı bir uygulamadır (Feris ve Rubio, 1999). Çözünmüş hava flotasyonu sistemlerinde hava, suya uygulanan birkaç atmosfer basınç altında çözünür ve su hava ile doyurulur. Daha sonra sudan basınç kaldırılarak su atmosfer basıncına getirilir. Bu esnada açığa çıkan hava kabarcıkları flotasyon işlemini gerçekleştirir (Edzwald, 1995; Rykaart ve Haarhoff, 1995; Eckenfedersor, 2000) Flotasyon işlemi tüm dünyada yaygın bir şekilde kullanılan zenginleştirme yöntemlerinin başında gelmekte olup proses esnasında önemli miktarda su tüketilmektedir. Günümüzde su kaynaklarının giderek azaldığı ve flotasy (...truncated)