Na-feldspatin K-feldspattan flotasyonla ayrılmasında inorganik tuzların etki mekanizması

Abstract

SODYUM VE POTASYUM FELDSPATLARIN FLOTASYONLA AYRILMASINDA İNORGANİK TUZLARIN ETKİ MEKANİZMASI ÖZET Na-feldspat (Albit) ve K-feldspat (Mikroklin veya Ortoklas) feldspat cevheri içeren kayaçların büyük bir kısmında % 3-5 Na2Û ve K2O oranında bulunmaktadır. Feldspatlar hammadde olarak cam, seramik ve boya sanayilerinde kullanılmaktadır. Endüstri için K.20:Na20 oranı hammadde spesifıkasyonunu belirlemek amacıyla kullanılan bir kriterdir. Örneğin, K.20:Na20 oranı 2:1 den 3:1 'e kadar hammaddenin seramik sanayinde kullanılmasında yeterli oluyorsa da yüksek voltaj izolatörlerinde, aşındırıcılarda ve elektrot üretiminde bu oran daha yüksek olmalıdır. Kristal yapılarının ve fızikokimyasal özelliklerinin aynı olmasından dolayı fiotasyon bu iki mineralin selektif ayırımında kullanılabilecek tek yöntem olarak görülmektedir. Bu çalışmada Na ve K-feldspatların flotasyonla ayırımında inorganik tuzların etkisi çözünürlük, zeta potansiyel, yüzey gerilimi, adsorpsiyon ve fiotasyon açısından araştırılmıştır. Bu araştırmanın sonuçları; Na ve K iyonları kullanılarak yapılan zeta potansiyel çalışmalarında albit ve mikroklinin kristal kafesindeki iyonlarla ortak olan iyonların minerallerin negatif yüzey yükünü düşürdüğü görülmüştür. Diğer taraftan aksi durumda ise yani kristal kafesindeki iyonlarla ortak olmayan iyonların minerallerin yüzey yüklerinde değişiklik yapmadığı gözlenmektedir. Bu durum sistemde iyon değişimi olduğuna işaret etmektedir. Yine Na ve K iyonları kullanılarak albit ve mikroklinden ortama geçen Na ve K iyonlarının miktarını tespit etmek için yapılan çalışmalarda mikroklinin albite nazaran iyon değişimi prosesine daha yatkın olduğu tespit edilmiştir. Albit ve mikroklinin fiotasyon özelliklerini tespit etmek amacıyla yapılan mikroflotasyon çalışmalarında Albit/NaCl sisteminde 5.1 0`2 M NaCl konsantrasyonunda albit için minimum fiotasyon verimi elde edilmiştir. Bu konsantrasyonda albit ve mikroklin arasında maksimum selektivite elde edilmiştir. Nötr pH ve Fluorür içeren ortamda yapılan adsorpsiyon çalışmalarında Ixl0`2-5xl0'2 M NaCl konsantrasyon aralıklarında mineral yüzeyine adsorplanan G-TAP miktarında fiotasyon çalışmalarında olduğu gibi bir maksimum ve minimum tespit edilmiştir. Saf minerallerle elde edilen mikroflotasyon, adsorpsiyon, çözünürlük ve zeta potansiyel bulguları Denver tipi bir fiotasyon hücresinde denenmiştir. Yapılan testlerde hem doğal pH'da ve hem de HF içeren düşük pH'larda 3xl0~1-5xl0`1 M NaCl konsantrasyon aralığında optimum selektivite elde edilmiştir. XV

EFFECT OF INORGANIC SALTS ON SEPARATION OF SODIUM FELDSPAR FROM POTASSIUM FELDSPAR BY FLOTATION ABSTRACT A major proportion of feldspar ores embodies both Na-feldspar (Albite) and K- feldspar (Microcline or Orthoclase) in the same matrix usually in quantities of about 3-5% Na20 and K2O. Feldspar is used as raw materials in glass, ceramics and painting industries. The ratio of K20:Na20 in feldspar is often used as a raw material specification by the industry. For example, the ratio of 2:1 to 3:1 is required for ceramic products whereas this ratio must be higher in the high voltage insulators, abrasives and electrodes production. Despite their identical crystal structures and physicochemical properties, flotation appears to be the only plausible method of separating these minerals. In this study the effect of inorganic salts on separation of Na-feldspar from K-feldspar by flotation was investigated using solubility, zeta potential, surface tension and adsorption measurements. As a result of this research; Zeta potential of albite and microcline against salt concentration in the absence of amine collector show that the addition of common ion, i.e. Na+ ion into albite (Na- feldspar) and K+ ion into microcline (K-feldspar), reduces the negative charges on feldspar minerals. On the other hand, the addition of uncommon ion yields almost similar potentials for both minerals throughout the salt range tested. This case indicates an ion exchange in the system. According to ion release measurement results, microcline is more amenable to undergo ion exchange process in the presence of uncommon ions. However, albite does not show as much ability to release Na ions from its matrix upon addition of KC1. Flotation studies reveal that both at natural pH and in HF medium, Albite/NaCl system exhibits a distinct minimum around 5xl0'2 M NaCl addition and provides the widest window of separation. Adsorption studies demonstrate that under both conditions (natural pH and HF medium) the adsorption of amine exhibits a minimum for albite and maximum for microcline at salt concentrations in the region of Ixl0`2-5xl0`2 M which corresponds to the optimum salt concentration and flotation as well. These findings were extended to batch conditions where a typical Denver cell was used. Batch flotation tests conducted at natural pH and HF using NaCl yielded the optimum selectivity at salt concentrations in the region of SxlO^-SxlCr1 M conditions. xvi