Talkın kollektörsüz flotasyonunda çözünmüş iyonların etkisinin araştırılması

Abstract

Talk, hidrofobik bir yapıya sahiptir. Bu sayede tüm dünyada yaygın olarak kullanılan flotasyon tekniği ile zenginleştirilebilmektedir. Doğal hidrofobik bir mineral olan talkın, kollektör adı verilen kimyasal toplayıcı kullanmadan yüzebildiği bilinmektedir. Ayrıca önceki çalışmalarda doğal hidrofob olan taş kömürlerinin tuzlu su içerisinde hiçbir kollektör veya köpürtücü kullanmadan yüzebilmesi, bize taş kömürü gibi doğal hidrofob olan talkında aynı şartlarda yüzebileceği konusunda ışık tutmuştur.Flotasyon yöntemiyle zenginleştirme işlemi yapılırken kullanılan kimyasallar ve suyun niteliği büyük önem arz etmektedir. Bu nedenledir ki, flotasyonda sarf edilen kimyasalın miktarı veya hiç kullanılmaması flotasyon tesislerindeki işletim masraflarını büyük ölçüde etkilemektedir. Ayrıca dünyadaki kısıtlı içme suyu kaynakları ve tesislerdeki tuz içeriği yüksek kuyu suyu kullanımı zorunluluğu gibi konular göz önüne alındığında, tuzlu sular varlığında flotasyon yapabilmenin önemi daha çok ortaya çıkmaktadır.Bu kapsamda tez çalışmasının amacı; talkın, laboratuvar ortamında hiçbir kollektör kullanmadan tuzlu su içerisinde (NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2) mikro flotasyon yöntemiyle yüzdürerek Na+1, K+1, Ca+2, Mg+2 katyonlarının flotasyon verimine etkisini ortaya koyabilmektir. Buna ek olarak talk numunesinin flotasyon davranışını ve hidrofobitesini açıklamak amacıyla temas açısı, zeta potansiyel ve yüzey gerilimi gibi çeşitli yöntemlerde kullanılmıştır. Yapılan çalışmalarda talkın hiçbir flotasyon kimyasalı kullanmadan özellikle +2 değerlikli katyonlar varlığında yüzebilirliğinin arttığı görülmüştür. Bu tez çalışmasından çıkan sonuçlar hem minerallerin tuzlu su içerisinde flotasyon davranışlarını anlamaya hem de flotasyon teknolojisinin gelişmesine yardımcı olacaktır.

Talc is mineral which has a hydrophobic structure. Due to this feature, it can be successfully enriched with flotation method which is a widely used mineral processing method throughout the world. It is a known fact that talc can be floated without using any reagents/collectors owing to its natural hydrophobicity. Additionally, coals, which are also natural hydrophobic materials, were successfully floated using saline waters without using any collectors or frothers in previous studies. Therefore, this fact is contributing to possibility to achieve same success with other natural hydrophobic minerals such as talc.In flotation method, reagents and water quality has great importance on the beneficiation process. Therefore, the amount of the chemical used in the flotation or its complete absence are greatly affects the operating costs in a flotation plant. Additionally, the importance of flotation in the presence of saline waters is become more prominent if the limited drinking water resources in the world and the necessity to use waters that has high salt content from wells in the facilities were taken into consideration.In this context, the aim of this thesis is to determine the effects of Na+1, K+1, Ca+2, Mg+2 cations on the lab scale flotation recovery of talc by the micro flotation method in the absence of collector reagents and using saline (NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2) waters.Moreover, additional methods such as contact angle, zeta potential and surface tension measurements were also used to reveal the flotation behavior and hydrophobicity of the talc sample. The result of the studies have showed that the floatability of talc increases in the presence of +2 valence cations without using any flotation chemicals. The results from this thesis will not only help to understand the flotation behavior of minerals in saline waters, but also contribute to the development of flotation technology.