Flotasyon performansına etki eden kinetik özellikler ile yüzebilirlik değişkenleri arasındaki ilişkinin araştırılması

Abstract

Bu tez çalışmasında, bazı minerallerin(Grafit, Taşkömürü, değişik orjinli linyitler(G.Afrika ve Ukrayna) ve Kükürt değişen koşullar altında flotasyon performanslarına etki eden kinetik özellikleri ile yüzebilirlik parametresi değişkenleri arasındaki ilişkinin araştırılması amaçlanmıştır.Çalışmada kullanılan örneklerin tamamı öğütme işlemi ile 212+150?m, -150+106?m, -106+75?m ve -75?m boyutlarına ayrılarak her boyut için farklı pH'larda, farklı zamanlarda, farklı koşullarda flotasyon işlemine tabi tutulmuştur. Çalışmada kullanılan minerallerin kritik ıslanma yüzey gerilimleri (?c) hız sabitleri (k1,k2 ve kort) ve % Flotasyon veriminin zamana göre değişimi incelenmiştir.Elde edilen kinetik hız sabiti, flotasyon verimi ve ıslanma diyagramının eğimini temsil eden hidrofobluk parametreleri ve kritik ıslanma yüzey gerilimleri arasında olabilecek anlamlı ilişkiler araştırılmış ve bazı sonuçlar elde edilmiştir.Çalışılan numuneler ile yapılan deneyler sonucunda farklı pH'larda değişik boyutlarda numunelerin flotasyonu incelenmiş, Grafit numunesi ile yapılan çalışmalar sonucunda; pH 8.00'de, -212+150?m tane boyutunda % 80.93 flotasyon verimine ulaşılmıştır. Bu koşullarda elde edilen hız sabitleri k1= 15.22, k2= 0.73 ve kort = 7.98 dk-1 olarak bulunmuştur. Kritik ıslanma yüzey geriliminin (?c)'in -212+150?m tane boyutunda 32 din/cm, ıslanma eğimi (A) 0.0091 olarak bulunmuştur.Taşkömürü ile yapılan flotasyonda; pH 7.35'de -212+150?m tane boyutunda % 93.68 flotasyon verimine ulaşılmıştır. Bu koşullarda elde edilen hız sabitleri k1= 0.54, k2= 0.05 ve kort = 0.29 dk-1 olarak bulunmuştur. Kritik ıslanma yüzey geriliminin (?c)'in -212+150?m tane boyutunda 39 din/cm, ıslanma eğimi (A) 0.027 olarak bulunmuştur.G.Afrika Linyit numunesi ile yapılan flotasyonda; pH 8.00`de -212+150?m tane boyutunda % 91.78 flotasyon verimine ulaşılmıştır. Bu koşullarda elde edilen hız sabitleri k1= 1.33, k2= 0.02 ve kort = 0.68 dk-1 olarak bulunmuştur. Kritik ıslanma yüzey geriliminin (?c)'in -212+150?m tane boyutunda 42 din/cm, ıslanma eğimi (A) 0.025 olarak bulunmuştur.Ukrayna Linyit numunesi ile yapılan flotasyonda; pH 8.10`da, -212+150?m tane boyutunda % 94.58 flotasyon verimine ulaşılmıştır. Bu koşullarda elde edilen hız sabitleri k1= 0.817, k2= 0.023 ve kort = 0.42 dk-1 olarak bulunmuştur. Kritik ıslanma yüzey geriliminin (?c)'in -212+150?m tane boyutunda 40 din/cm olarak bulunmuştur.Kükürt numunesi ile yapılan flotasyonda; pH 7.80`de -212+150?m tane boyutunda % 98.14 flotasyon verimine ulaşılmıştır. Bu koşullarda elde edilen hız sabitleri k1= 0.91, k2=0.001 ve kort= 0.46 dk-1 olarak bulunmuştur. Kritik ıslanma yüzey geriliminin (?c)'in -212+150?m tane boyutunda 41 din/cm, ıslanma eğimi (A) 0.029 olarak bulunmuştur.Çalışmalarda kullanılan numunelerden Taşkömürü ve Kükürt minerallerinin doğal yüzebilirlik gösterdiği, Grafit ve değişik orjinli linyitlerin flotasyonun da ise kimyasalların ilavesi ile ancak bahsedilen değerlere ulaşılmıştır.

In the scope of this thesis, the possible correlations between the kinetics properties that affect flotation performance and flotability parameters were investigate under different conditions for same minerals such as graphite, anthracite, lignite and sulphure.All of the samples used in experimental works were ground and seined to-212+150 µm, -150+106 µm, -106+75 µm and -75 µm size fractions for flotation and wettebility tests at different pH, time and conditions. The flotation rate constants (k,min-1).The critical surface tension of wetting (?c, din/cm) and wetting slope values were obtained and some of them were plotted against flotation recovery for those minerals used in this study. Therefore, some correlation were obtained from the results.The maximum recovery was obtained 80.93 % for -212+150 µm fraction of graphite sample at pH of 8.0. On the other hand, flotation rate constants werek1 = 15.22, k2 = 0.73 and kaverage = 7.98 with the ?c value of 32 din/cm and wettability slope (A) of 0.0091 for the same graphite sample.The maximum recovery was obtained 93.68 % for -212+150 µm fraction of anthracite sample at pH of 7.35. On the other hand, flotation rate constants were k1= 0.54, k2= 0.05 and kaverage = 0.29 with the ?c value of 39 din/cm and wettability slope (A) of 0.027 for the same anthracite sample.The maximum recovery was obtained 91.78 % for -212+150 µm fraction of South Africa lignite sample at pH of 8.0. On the other hand, flotation rate constants were k1= 1.33, k2= 0.02 and kaverage = 0.68 with the ?c value of 42 din/cm and wettability slope (A) of 0.025 for the same South Africa lignite sample.The maximum recovery was obtained 94.58 % for -212+150 µm fraction of Ukraine lignite sample at pH of 8.1. On the other hand, flotation rate constants were k1= 0.817, k2 = 0.023 and kaverage = 0.420 with the ?c value of 40 din/cm.The maximum recovery was obtained 98.14 % for -212+150 µm fraction of sulphure sample at pH of 7.8. On the other hand, flotation rate constants werek1= 0.91, k2 = 0.001 and kaverage = 0.46 with the ?c value of 41 din/cm and wettability slope (A) of 0.029 for the same sulphure sample.The anthracite and sulphur samples used in this study showed natural hydrophobicity, while graphite and lignite were not behaved as these, but gave similar flotation performance with the addition of chemical.