Bazı tuz tipi minerallerin yağ aglomerasyonu ile zenginleştirilmesi

Abstract

vii ÖZET Doktora Tezi BAZI TUZ TİPİ MİNERALLERİN YAĞ AGLOMERAS YONU İLE ZENGİNLEŞTİRİLMESİ İbrahim SÖNMEZ Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Maden Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç.Dr. Yakup CEBECİ Bu çalışmada, tuz tipi minerallerden olan selestit, barit ve kalsitin yağ aglomerasyonu ile zenginleştirilmesinde etkili olan parametrelerden pH, karıştırma hua, toplayıcı türü (Na-Oleat, Na-DDS) ve miktarı, bağlayıcı sıvı türü (gazyağı, n- Heptane) ve miktarı, katı oram, aglomerasyon süresi, reaktif karıştırma süresi, kondisyon süresi ile bastına türü (sodyum silikat, sitrik asit, dekstrin, EDTA, quebracho) ve miktarının verim üzerindeki etkileri incelenerek optimum koşullar belirlenmiştir. Ayrıca, belirlenen optimum koşullarda selestit+kalsit ve barit+kalsit yapay karışımlarından selestit ve baritin seçimli olarak kazanılmasında uygun bastına türü ve miktarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Selestit ile yapılan yağ aglomerasyonu deneylerinde optimum koşullar şöyledir: pH: 7, karıştırma hızı: 1500 dev/dak, bağlayıcı sıvı miktarı (gazyağı): 100 L/ton, toplayıcı (Na-Oleat) miktarı: 10 kg/ton, katı oranı: %5, kondisyon süresi: 5 dak, toplayıcı karıştırma süresi: 1 dak, aglomerasyon süresi: 5 dak. Optimum koşullarda yapılan deneyde ağırlıkça %78,67 verime ulaşılmıştır. Aglomerasyon veriminin sıfır olduğu bastırıcı miktarları ise şu şekilde belirlenmiştir: sodyum silikat: 0,4 kg/ton; sitrik asit: 0,4 kg/ton; dekstrin: 0,8 kg/ton; EDTA: 14,0 kg/ton; quebracho: 0,05 kg/ton. Ayrıca, sisteme bastına olarak 1,0 kg/ton EDTA ilave edildiğinde aglomerasyon verimi %89,47 olmuştur. Barit ile yapılan yağ aglomerasyonu deneylerinde optimum koşullar şöyledir: pH: 10, karıştırma hızı: 1500 dev/dak, bağlayıcı sıvı miktarı (gazyağı): 80 L/ton, toplayıcı (Na-Oleat) miktarı: 3 kg/ton, katı oranı: %5, kondisyon süresi: 2 dak, toplayıcı karıştırma süresi: 1 dak, aglomerasyon süresi: 2 dak. Optimum koşullardaVIII yapılan deneyde ağırlıkça %98,07 verime ulaşılmıştır. Aglomerasyon veriminin sıfır olduğu bastırıcı miktarları ise şu şekilde belirlenmiştir: sodyum silikat: 38,0 kg/ton; sitrik asit: 1,2 kg/ton; dekstrin: 40,0 kg/ton; EDTA: 8,0 kg/ton; quebracho: 0,16 kg/ton. Kalsit ile yapılan yağ aglomerasyonu deneylerinde optimum koşullar şöyledir: pH: 10, karıştırma hızı: 1600 dev/dak, bağlayıcı sıvı miktarı (gazyağı): 180 L/ton, toplayıcı (Na-Oleat) miktarı: 10 kg/ton, katı oranı: %5, kondisyon süresi: 2 dak, toplayıcı karıştırma süresi: 1 dak, aglomerasyon süresi: 5 dak. Optimum koşullarda yapılan deneyde ağırlıkça %94,13 verime ulaşılmıştır. Aglomerasyon veriminin sıfır olduğu bastırıcı miktarları ise şu şekilde belirlenmiştir: sodyum silikat: 1,8 kg/ton; sitrik asit: 1,0 kg/ton; dekstrin: 0,8 kg/ton; EDTA: 10,0 kg/ton; quebracho: 0,06 kg/ton. Ayrıca, sisteme bastırıcı olarak 1,0 kg/ton EDTA ilave edildiğinde aglomerasyon verimi %97,20'ye yükselmiştir. ikili mineral karışımlarıyla (barit+kalsit ve selestit+kalsit) yapılan seçimli aglomerasyon deneyleri, öncelikle %50 ağırlık oranlarında hazırlanan karışımlarda yapılmıştır. Ayrıca, %50 ağırlık oranlarında belirlenen optimum koşullarda %25 ve %75 ağırlık oranlarında da aglomerasyon deneyleri yapılmıştır. %25 barit içeren karışımlarda kabul edilebilir bir verimle barit aglomera edilememiştir. %50 barit içeren karışımlarda, tenor ve verim birlikte değerlendirildiğinde en iyi sonuçlar bastırıcı kullanılmadan ve quebracho ile yapılan deneylerden elde edilmiştir. %75 barit içeren karışımlarda ise, sodyum silikat kullanıldığında %91,64 barit tenörüne %84,80 verimle ulaşılmıştır. Karışımdaki barit oranı arttıkça bastırıcıların etkileri azalmıştır. Sonuç olarak, barit ve kalsit ikili (%50 ve %75 barit içeren) karışımlarından barit, kabul edilebilir bir verimle kısmen zenginleştirilmiştir. %25, %50 ve %75 selestit içeren karışımlarda kabul edilebilir bir verim ve tenörle selestit seçimli olarak aglomera edilememiştir. En iyi sonuçlara herhangi bir bastırıcı kullanılmadan ulaşılmıştır. Sonuç olarak, selestit ve kalsit ikili karışımlarından, selestit yağ aglomerasyonu yöntemiyle kabul edilebilir bir tenor ve verim ile çalışılan koşullarda seçimli olarak aglomera edilememiştir. ANAHTAR KELİMELER: selestit, barit, kalsit, Na-Oleat, Na-DDS, sodyum silikat, sitrik asit, dekstrin, EDTA, quebracho, aglomerasyon.

IX SUMMARY PhD Thesis RECOVERY OF SOME SALT TYPE MINERALS BY OIL AGGLOMERATION Ibrahim SÖNMEZ Cumhuriyet University Graduate School of Natural and. Applied Science Department of Mining Engineering Supervisor: Assoc.Prof.Dr. Yakup CEBECİ In this study, effects of some parameters pH, stirring speed, type and amount of collector (Na-Oleate, Na-DDS), type and amount of bridging liquid (kerosene, n-Heptane), solid ratio, agglomeration time, collector stirring time, conditioning time, type and amount of depressant (sodium silicate, citric acid, dextrin, EDTA and quebracho) on oil agglomeration recovery of salt type minerals (celestite, barite and calcite) were investigated and optimum conditions were determined. Optimum oil agglomeration conditions of celestite were determined as follows; pH: 7, stirring speed: 1500 rpm, amount of bridging liquid (kerosene): 100 1/ton, amount of collector (Na-Oleate): 10 kg/ton, solid ratio: 5%, conditioning time: 5 min, collector stirring time: 1 min, agglomeration time: 5 min. Celestite concentration was obtained with 78.67% recovery at optimum conditions. The amount of depressant for zero agglomeration were determined as follows; sodium silicate: 0.4 kg/ton, citric acid: 0.4 kg/ton, dextrin: 0.8 kg/ton, EDTA: 14.0 kg/ton, quebracho: 0.05 kg/ton. However, agglomeration recovery was increased to 89.47% at 1.0 kg/ton amount of EDTA. Optimum oil agglomeration conditions of barite were determined as follows; pH: 10, stirring speed: 1500 rpm, amount of bridging liquid (kerosene): 80 1/ton, amount of collector (Na-Oleate): 3 kg/ton, solid ratio: 5%, conditioning time: 2 min, collector stirring time: 1 min, agglomeration time: 2 min. Barite concentration was obtained with 98.07% recovery at optimum conditions. The amount of depressant for zero agglomeration were determined as follows; sodium silicate: 38.0 kg/ton, citric acid: 1.2 kg/ton, dextrin: 40.0 kg/ton, EDTA: 8.0 kg/ton, quebracho: 0.16 kg/ton.Optimum oil agglomeration conditions of calcite were determined as follows; pH: 10, stirring speed: 1600 rpm, amount of bridging liquid (kerosene): 180 L/ton, amount of collector (Na-Oleate): 10 kg/ton, solid ratio: 5%, conditioning time: 2 min, collector stirring time: 1 min, agglomeration time: 5 min. Calcite concentrate was obtained with 94.147% recovery at optimum conditions. The amount of depressant for zero agglomeration were determined as follows; sodium silicate: 1.8 kg/ton, citric acid: 1.0 kg/ton, dextrin: 0.8 kg/ton, EDTA: 10.0 kg/ton, quebracho: 0.06 kg/ton. However, agglomeration recovery was increased to 97.207% at 1.0 kg/ton amount of EDTA. Oil agglomeration experiments with binary mineral mixtures (barite+calcite and celestite+calcite) were carried out at 50% weight ratio. Also, agglomeration experiments in 25% and 75% weight ratio were carried out at optimum conditions determined for 50% weight ratio. Barite could not be agglomerated with a suitable recovery from 25% barite containing mixture. It was tried to be agglomerated with a suitable grade and recovery from 50% barite containing mixture by using quebracho and without depressant. In 75% barite containing mixture, barite was agglomerated with 91.40% BaS04 grade and 84.80% recovery using sodium silicate. The effects of depressants were decreased with increasing of barite content of mixture. As a result, barite was partly agglomerated selectively with acceptable recovery from barite and calcite mixtures (50% and 75% barite containing). However, celestite could not be agglomerated selectively with a suitable grade and recovery from celestite and calcite mixtures. The best results were obtained without depressant. As a result, celestite could not be agglomerated selectively with suitable grade and recovery at the conditions investigated. KEY WORDS: celestite, barite, calcite, Na-Oleate, Na-DDS, sodium silicate, citric acid, dextrin, EDTA, quebracho, agglomeration.