İnce taneli elmas tozlarının çözünmüş hava flotasyonu (çhf) yöntemi ile geri kazanımı olanaklarının araştırılması

Abstract

Bu tez çalışmasında, madencilik faaliyetleriyle çıkartılan her kaynağın bir gün tükeneceği düşünülerek, kaynakların en verimli şekilde kullanımı noktasından hareketle, ince taneli elmas tozlarının geri kazanımı hedeflenmiştir.Elmas kesim aşamasında aşınma ve benzeri nedenlerle ince boyutta kayıplar oluşmaktadır. Mikron boyutundaki bu elmas tanelerinin geri kazanımını sağlamak için elmas kesme/parlatma cihazlarına ilave edilebilecek çözünmüş hava flotasyonu (ÇHF) ünitesinin faydalı olabileceği düşünülmüştür. Doğal hidrofob (suyu sevmeyen) özelliği nedeniyle kolaylıkla yüzdürülebilen elmasın kesme/parlatma cihazlarında soğutma amaçlı kullanılan su içerisinde batmayacağı fikrinden hareketle ince boyutlu elmas tanelerinin ÇHF ile oluşturulan mikron boyutlu hava kabarcıkları yardımıyla yüzdürülerek geri kazanımı planlanmıştır. Laboratuvar çaplı ÇHF cihazı kullanılarak gerçekleştirilen deneysel çalışmalar esnasında toplam 30 kırat (6 gr), elmas kullanılmıştır. Pırlanta tanelerinin ÇHF ünitesinde kullanımına uygun hale getirilmesi için jeolog çekici ve sertleştirilmiş özel çelik havan yardımıyla 30 kıratlık pırlanta tanelerinin tamamı önce -300 mikron sonrasında ise -100 mikron tane boyutunda olacak şekilde boyut küçültmeye tabi tutulmuştur. Kompresör, hava doygunlaştırma tankı ve toplama ünitesi entegre edilmiş silindirik flotasyon hücresinden oluşan ÇHF düzeneğinde gerçekleştirilen deneylerde; 30, 40, 50 ve 60 psi olacak şekilde 4 farklı farklı basıncın yanı sıra 1, 2 ve 3 lt/dk olacak şekilde 3 farklı hava ile doyurulmuş su besleme hızında ve 4, 6.5 ve 12 pH olacak şekilde 3 farklı ortam pH'sı parametreleri kullanılmıştır. ÇHF deneylerinde; basınç ve hava ile doyurulmuş su besleme hızı arttıkça geri kazanılan elmas miktarının arttığı görülmüş ve %66 kazanma verimlerine ulaşılmıştır.Elde edilen bilimsel sonuçlar ışığında, ince taneli elmas tozlarının geri kazanılarak pırlanta sektörüne katkı sağlayabileceği düşünülmektedir.

In this thesis, considering the fact that each resource extracted by mining activities will be exhausted one day, recovery of fine-grained diamond powders is aimed for the most efficient use of resources.At the diamond cutting stage, thin losses occur due to abrasion and the like. It is contemplated that a dissolved air flotation (DAF) unit, which will be added to the diamond cutting / polishing devices, may be useful to recover these micron sized diamond grains. Based on the idea that the diamond, which can be easily floated due to its natural hydrophobic character, does not sink in the water used for cooling purposes in cutting / polishing devices, it is planned to recover the fine-sized diamond grains by floating them with help of micron-sized air bubbles formed by DAF.A total of 30 carat (6 gr) diamonds were used during the experimental studies performed using laboratory scale DAF device. In order to make the diamond grains suitable to be used in the DAF unit, all the diamonds were grounded to -300 microns and then -100 microns with the help of geologist hammer and specially hardened steel mortar.In the experiments, dissolved air flotation system consisting of a compressor, air saturation tank and a cylindrical flotation cell were carried out four different pressure as 30, 40, 50 and 60 psi and feed with three different speed rates of air-saturated water 1, 2, 3 lt/min and media pH was changed into three ways of 4, 6,5 and 12.In DAF experiments; it was observed that the amount of diamond recovered increased with increasing pressure and air saturated water feed rate and 66% recovery was reached.In the light of the scientific results obtained, it is thought that fine-grained diamond powders can be recovered and thus this may contribute to the diamond sector. Thus, it is concluded that this experimental study is applicable in a industrial and scientific manner.